[發明專利]多智能體協同三維建模方法及裝置

有效

• 申請號: 201910798522.3
• 申請日: 2019-08-27
• 公開（公告）號: CN110580740B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 李一鵬;張翔;林文鑌;戴瓊海
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T17/05
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 王艷斌

本發明公開了一種多智能體協同三維建模方法及裝置，其中，該方法包括：通過SLAM算法生成多個智能體所在的局部環境的多個局部三維模型和多個軌跡節點信息；通過RPC協議將多個局部三維模型和多個軌跡節點信息發送至云端；根據多個局部三維模型和多個軌跡節點信息在云端構建全局約束；根據全局約束對多個局部三維模型進行融合生成全局三維模型。該方法利用多個異質異構智能體的自主定位與建圖能力，構建全局約束融合多個局部三維模型，從而實現大范圍場景的實時、分布式三維重建，將會極大拓展全自主智能體的應用場景，為多智能體在復雜大范圍場景下的協同工作提供理論和技術基礎。

技術領域

本發明涉及智能體自主定位與建圖技術領域，特別涉及一種多智能體協同三維建模方法及裝置。

背景技術

隨著計算機視覺、人工智能以及控制技術的快速發展，以無人機、無人車、自動駕駛汽車等為代表的智能體逐漸在國民經濟建設和國家安全保障方面發揮巨大作用。

異質異構的智能體在執行任務的過程中，經常會受到障礙物、復雜電磁環境以及惡劣天氣的影響，導致其喪失GPS定位信息和遠程控制信號，影響其作業安全，急需復雜自然場景下全自主的定位、建圖和導航技術；此外，大范圍應用場景下，需要多個智能體同時工作，這就對執行任務的多個智能體集群提出了協同定位與建圖的技術需求。

如何利用現有的自主定位與建圖技術，構建普適的多智能體協同定位與建圖的系統與方法，是學術界和工業界非常關注的科學問題和工程難題。核心關鍵技術的突破將會極大拓展異質異構智能體在復雜大范圍自然場景下的應用模式，發揮各自的工作優勢，提高任務完成的效率。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種多智能體協同三維建模方法，該方法利用多個異質異構智能體的自主定位與建圖能力，構建全局約束融合多個局部三維模型，從而實現大范圍場景的實時、分布式三維重建，將會極大拓展全自主智能體的應用場景，為多智能體在復雜大范圍場景下的協同工作提供理論和技術基礎。

本發明的另一個目的在于提出一種多智能體協同三維建模裝置。

為達到上述目的，本發明一方面實施例提出了一種多智能體協同三維建模方法，包括：

通過SLAM算法生成所述多個智能體所在的局部環境的多個局部三維模型和多個軌跡節點信息；

通過RPC協議將所述多個局部三維模型和所述多個軌跡節點信息發送至云端；

根據所述多個局部三維模型和所述多個軌跡節點信息在云端構建全局約束；

根據所述全局約束對所述多個局部三維模型進行融合生成全局三維模型。

本發明實施例的多智能體協同三維建模方法，通過智能體端使用SLAM算法實現局部環境的三維模型重建；智能體端通過RPC協議將局部三維模型及軌跡節點信息上傳至云端；云端接收局部三維模型信息，構建全局約束；云端基于全局約束融合多個局部模型，重建大范圍場景的三維模型。由此，利用多個異質異構智能體的自主定位與建圖能力，構建全局約束融合多個局部三維模型，從而實現大范圍場景的實時、分布式三維重建，將會極大拓展全自主智能體的應用場景，為多智能體在復雜大范圍場景下的協同工作提供理論和技術基礎。

另外，根據本發明上述實施例的多智能體協同三維建模方法還可以具有以下附加的技術特征：

進一步地，在本發明的一個實施例中，所述多個智能體包括自動駕駛汽車、自動導引運輸車、自主式水下航行器和無人機中的一種或多種。

進一步地，在本發明的一個實施例中，所述軌跡節點信息包括：

所述多個智能體的在所述多個局部三維模型中的位置、姿態信息、環境特征信息、激光點云信息和激光點云分布直方圖。