[發明專利]基于多傳感器融合的SLAM制圖方法、系統

有效

• 申請號: 202010422626.7
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111561923B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 劉繼廷;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 北京數字綠土科技股份有限公司
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01C21/16;G01S19/45;G01S19/47
• 代理公司: 北京繪聚高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11832
• 代理人: 羅碩

本發明提供了一種基于多傳感器融合的SLAM制圖方法和系統，應用于服務器，包括：獲取移動平臺關于周圍環境的多個傳感器數據；多個傳感器數據包括：點云數據，圖像數據，IMU數據和GNSS數據；對多個傳感器數據進行層級處理，生成多個定位信息；其中，一個傳感器數據對應于一個定位信息；基于多個定位信息，得到移動平臺的目標定位信息；基于目標定位信息，生成局部高精度地圖；對局部高精度地圖進行閉環檢測操作，得到移動平臺的高精度全局地圖。本發明緩解了現有技術中存在的容易受周圍環境限制而導致的精度低的技術問題。

技術領域

本發明涉及導航多傳感器融合技術領域，尤其是涉及一種基于多傳感器融合的SLAM制圖方法、系統。

背景技術

SLAM (SIMUltaneous Localization And Mapping)技術是指即時定位與地圖構建，即通過處理傳感器采集的周圍環境數據，實時反饋當前運動系統在未知環境的位置并同時繪制運動系統的周圍環境地圖，此地圖可以是2D平面地圖，也可以是三維周圍環境地圖。在機器人、自動駕駛、虛擬現實、測繪、農業、林業、電力、建筑等行業已經有了很廣泛的應用。目前常用的傳感器單元包括激光器、慣性導航系統(Inertial Measurement Unit，IMU)、視覺相機、全球導航衛星系統（Global Navigation Satellite System，GNSS）。

當前比較成熟的SLAM算法大致可以分為激光SLAM和視覺SLAM兩類。激光SLAM指主要利用激光傳感器獲取數據，進行同步定位和制圖。激光器不依賴周圍環境的光照，且能夠掃描周圍環境的高精度三維信息，其算法較為穩健，目前隨著激光器成本的降低，逐漸成為SLAM領域較為熱門的研究領域之一。 但是激光器在無明顯結構的環境中，如平面墻、草原、狹窄走廊等環境，其無法探測到有效的環境特征，導致定位和制圖容易失敗。視覺SLAM主要是利用相機傳感器來獲取周圍環境的影像數據，通過拍攝的影像信息來進行定位和制圖。其價格低廉、可視化性強，一直是SLAM研究領域最熱門的方向。但是視覺相機很依賴周圍環境的光照信息和紋理信息，一但光照變化過大，或者紋理重復性單一，容易導致制圖失敗。

無論是激光SLAM還是視覺SLAM兩著還存在隨著時間的增長，累計誤差會逐漸增加，造成定位和制圖效果精度下降，目前比較流行的方式是通過閉環等方式來進行修正，但是在大規模制圖中，受限周圍環境，精度往往都達不到目前地圖生產所要求的精度。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一基于多傳感器融合的SLAM制圖方法和系統，以緩解了現有技術中存在的容易受周圍環境限制而導致的精度低、誤差大的技術問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種基于多傳感器融合的SLAM制圖方法，應用于服務器，包括：獲取移動平臺關于周圍環境的多個傳感器數據；所述多個傳感器數據包括：點云數據，圖像數據，IMU數據和GNSS數據；對所述多個傳感器數據進行層級處理，生成多個定位信息；其中，一個傳感器數據對應于一個定位信息；基于所述多個定位信息，得到所述移動平臺的目標定位信息；基于所述目標定位信息，生成局部高精度地圖；對所述局部高精度地圖進行閉環檢測操作，得到所述移動平臺的高精度全局地圖。

進一步地，獲取移動平臺關于周圍環境的多個傳感器數據，包括：以激光器為基準，標定相機、IMU、GNSS和所述激光器之間的位置關系，得到標定信息；其中，所述激光器、所述相機、IMU和所述GNSS均為所述移動平臺上的傳感器；以所述GNSS的時間為基準，同步所述激光器、所述相機、所述IMU的時間到當前GNSS的時間系統；同步采集所述激光器、所述相機、所述IMU和所述GNSS的數據，得到所述移動平臺關于周圍環境的多個傳感器數據；其中，所述點云數據為所述激光器采集到的數據，所述圖像數據為所述相機采集到的數據，所述IMU數據為所述IMU采集到的數據，所述GNSS數據為所述GNSS采集到的數據。