[發(fā)明專利]一種利用深度相機(jī)和雙目相機(jī)構(gòu)建柵格地圖的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911145785.0
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN110849351B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01C21/20;G01C21/32
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 陳玲玉

1.一種利用深度相機(jī)和雙目相機(jī)構(gòu)建柵格地圖的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)傳感器配準(zhǔn)

在兩傳感器測距范圍內(nèi)選取8個(gè)以上位置，使用標(biāo)定物在公共視野內(nèi)拍攝8個(gè)以上圖像；令深度相機(jī)深度圖轉(zhuǎn)換的點(diǎn)云為對應(yīng)的雙目相機(jī)的點(diǎn)云為迭代求解位姿T，T是滿足和中最多對點(diǎn)的位姿關(guān)系，即在不同深度位置，傳感器位姿會(huì)有所不同，所以在標(biāo)定后得到的是傳感器位姿序列T₁,T₂,...,T_g，并且會(huì)記錄計(jì)算位姿時(shí)點(diǎn)云的包圍框B₁,B₂,...,B_g，用于指導(dǎo)點(diǎn)云分區(qū)域配準(zhǔn)；

2)更新測量值權(quán)值

根據(jù)不同場景，不同范圍和不同傳感器精度賦予測量值權(quán)值w；由于傳感器視角和場景原因會(huì)導(dǎo)致某一傳感器在某些區(qū)域不會(huì)產(chǎn)生測量數(shù)據(jù)，此時(shí)將完全信賴產(chǎn)生測量數(shù)據(jù)的傳感器；更新測量值權(quán)值的具體步驟如下：

設(shè)深度相機(jī)精度曲線為f_d，雙目相機(jī)的精度曲線為f_s，在兩者的公共測距范圍內(nèi)對精度做歸一化處理作為權(quán)值w_d，w_s；在深度相機(jī)和雙目相機(jī)各自獨(dú)有測距范圍內(nèi)以精度作為各自的權(quán)值；將雙目相機(jī)采集的場景圖像作為場景判別的輸入，判斷場景是否發(fā)生變化，如果權(quán)值表示為室內(nèi)而場景為室外則認(rèn)為發(fā)生變化，如果權(quán)值表示為室內(nèi)而場景也為室內(nèi)則認(rèn)為不發(fā)生變化；用室外系數(shù)因子α或室內(nèi)系數(shù)因子β調(diào)節(jié)深度相機(jī)測量值權(quán)值，并與雙目相機(jī)權(quán)值重新歸一化；實(shí)際情況中如果在公共測距范圍內(nèi)一方?jīng)]有測量值，則以另一方的精度作為權(quán)值；所述α和β為設(shè)定的值；

3)分區(qū)域配準(zhǔn)

在對點(diǎn)云和配準(zhǔn)時(shí)，如果三維點(diǎn)q存在于包圍框B_j中，使用T_j進(jìn)行配準(zhǔn)；如果不在任何包圍框中，則判斷三維點(diǎn)q到每個(gè)包圍框中心的距離d_j，如果距離大于τ則剔除，否則使用位姿序列平均位姿進(jìn)行配準(zhǔn)；如果重疊則使用重疊位姿的均值進(jìn)行配準(zhǔn)配準(zhǔn)后的點(diǎn)云為P_c；

4)篩選視線

構(gòu)建柵格地圖時(shí)對點(diǎn)云P_c進(jìn)行篩選，連接三維點(diǎn)q與視線起點(diǎn)o為當(dāng)前視線l，o是相機(jī)光心在世界坐標(biāo)系的位置，如果q的高度比o大h則剔去視線，保留的視線會(huì)投影到柵格地圖之中為l′；從O沿著投影線遍歷更新柵格的狀態(tài)直到到達(dá)端點(diǎn)Q，O和Q為o點(diǎn)和q點(diǎn)在柵格地圖中的投影；

5)更新柵格狀態(tài)

柵格已有的狀態(tài)為x_t，如果柵格在O與Q之間說明此時(shí)柵格中沒有障礙物，則根據(jù)更新的權(quán)值表更新柵格的狀態(tài)為x_t+1＝-w_q+x_t；如果柵格在Q的位置說明此時(shí)柵格中存在障礙物，則更新柵格的狀態(tài)為x_t+1＝w_q+x_t；

步驟1)-步驟5)中ε、τ和h為設(shè)定的閾值。