[發明專利]一種基于RGB-D信息的室內占據柵格地圖的制備方法

在審

• 申請號: 202010423884.7
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111598916A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 閆大禹;修春娣;張井合
• 申請（專利權）人: 金華航大北斗應用技術有限公司
• 主分類號: G06T7/136
• 分類號: G06T7/136;G06T7/155;G06T7/55;G06T7/80;G06T3/40;G06T5/00;G06T5/30;G06N7/00;G01C21/20
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 胡智勇

1.一種基于RGB-D信息的室內占據柵格地圖的制備方法，其特征在于：所述制備方法包括以下步驟：

S1、使用Kinect相機同時采集室內場景的彩色圖和深度圖序列，對單對彩色圖和深度圖，結合相機姿態、相機模型參數和深度相機采集的深度信息計算得出點云的空間位置信息，即可生成局部的單幀點云；

S2、采用體素化濾波器來精簡點云，通過把點云空間劃分成一定數量和大小的空間柵格，用一個重心點代替柵格內的所有其他點來達到點云精簡；

S3、采用漸進式形態學濾波進行點云分割，基于膨脹算子和腐蝕算子，對每個包含有一定柵格的窗口進行先腐蝕，后膨脹的開運算，可以提取窗口內的點云最低點，用作地面和非地面點云判別，然后不斷增加濾波器窗口的尺寸和地面點云的判別閾值，最終能提取出全部的地面點云，實現分割；

S4、采用移動最小二乘法對分離出的地面點云進行2階多項式擬合，KD-Tree作為近鄰搜索方法，設定足夠大的擬合半徑，進行插值和重采樣，以達到規整地面點云、降低曲率分布的效果，然后通過求解近鄰點集的協方差矩陣的特征向量和特征值來進行法線估計；

S5、三維的非地面點云表征了室內環境信息，在高度方向截取多個高度層級的非地面點云，結合法線方程分別投影至二維平面，掃描并查詢每個柵格內是否存在點云，分別賦值1和0表示該處是否被障礙物占據，在之后的觀測狀態更新后也進行柵格占據地圖的更新，用概率形式表達被占據的可能性，以一個介于0和1之間的動態浮點數來表示，建立動態的占據柵格地圖模型。

2.根據權利要求1所述的一種基于RGB-D信息的室內占據柵格地圖的制備方法，其特征在于：所述步驟1中借由成熟的SLAM技術，用于在構建兩幀點云的同時精確計算點云的坐標變換矩陣，將新生成的單幀點云對齊到同一世界坐標系下，完成全局三維點云地圖的拼接生成。

3.根據權利要求1或2所述的一種基于RGB-D信息的室內占據柵格地圖的制備方法，其特征在于：所述步驟2中采用點云處理算法中的直通濾波器來去除室外的不規則點云；采用半徑搜索濾波器在點云中搜索并計算其近鄰點的數目，若少于閾值則判斷為離群噪聲點并去除，由此完成點云地圖的精簡和去噪等預處理。