[發明專利]一種利用雙目立體相機構建柵格地圖的方法

有效

• 申請號: 201911145364.8
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN111028350B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 仲維;陳圣倫;李豪杰;王智慧;劉日升;樊鑫;羅鐘鉉
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 陳玲玉;梅洪玉

1.一種利用雙目立體相機構建柵格地圖的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

1)創建柵格地圖：

1.1)確定柵格地圖的空間信息：從配置文件中獲取目標計算的最高高度、最低高度、最遠距離和視場角；并確定柵格地圖的空間信息，即柵格地圖覆蓋最高位置、最低位置、最遠位置、最近位置、最右側位置和最左側位置；

1.2)劃分柵格：將柵格地圖劃分為規則圖形；計算出每個柵格中心的坐標；默認所有柵格的狀態為空；

1.3)根據雙目立體相機的實際擺放位置確定世界坐標系；

在空間中以雙目立體相機中左相機與地面的垂線的交點為原點O建立空間直角坐標系，水平向右為X軸正方向，垂直向上為Y軸正方向，水平向前為Z軸正方向，此坐標系為世界坐標系；

2)獲取原始數據：利用雙目立體相機獲取場景圖像和視差圖；

3)生成三維坐標點：利用場景圖像中匹配點的三角關系和視差圖，生成三維坐標點，并轉換到世界坐標系，只保留位于1.1)中確定的柵格空間之內的三維坐標點；

4)平面投影：

4.1)將過濾后三維坐標點投影到柵格地圖所在平面，如果投影后的三維坐標點映射在柵格中心的距離R內，則保留并統計投影次數，否則剔除不統計投影次數；

4.2)統計每個柵格中點的個數N_i；

5)高度統計及高度過濾：

5.1)令統計區間i的長度為length，每一個統計區間表示的高度為h_i，h_i＝i×length，計算投影至柵格中所有三維點的Y軸坐標y所在的區間并計算頻數C_i；

5.2)根據應用場景先驗，令T_h為最低的障礙高度，如果柵格的高度h_iT_h，則令柵格的狀態為空，否則繼續；

6)柵格閾值篩選：

6.1)利用視差圖和1)中建立的柵格地圖，計算出每個柵格的閾值T_i，公式如下：

T_i＝β_r×a_r×b_i (4)

式(2)為深度測量準確時，應用a_r個像素表示位于第r行的柵格邊長，其中img_width表示視差圖寬度，grid_size表示柵格邊長，depth_r表示第r行的柵格深度，fov表示視場角大小；式(3)為深度測量準確時，應用b_i個像素表示第r行的柵格高度h_i，其中h_i為柵格i中的高度，由步驟5)計算；T_i為柵格閾值，a_r×b_i表示深度測量準確時，第r行中寬為grid_size、高為h_i的矩形面應有的像素個數，考慮到不規則形狀以及魯棒性增加了第二尺度因子β_r；

6.2)比較每個柵格中投影點的個數N_i與柵格閾值T_i；如果N_iγT_i，則令柵格的狀態為占據，否則為空；γ為第三尺度因子；

6.3)如果柵格的狀態為占據，則將柵格中心的X_i、Z_i坐標和柵格高度h_i組合為當前柵格的最高點；

7)掃描地圖。

2.根據權利要求1所述的一種利用雙目立體相機構建柵格地圖的方法，其特征在于，步驟4.1)中R取柵格內接圓團半徑的四分之三。