[發明專利]一種基于地形分析的地圖邊界自動提取方法及裝置

有效

• 申請號: 202010943853.4
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112013831B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 盛佳良;張磊;王方健;王大偉;李機智
• 申請（專利權）人: 北京易控智駕科技有限公司
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01S17/89
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本公開提供了一種基于地形分析的地圖邊界自動提取方法，包括：向車載終端發送點云數據采集任務，使得車載終端沿指定作區域行駛采集點云數據，并上傳所述點云數據以及車輛行駛軌跡數據；接收所述點云數據以及車輛行駛軌跡數據，根據所述點云數據進行點云建圖，并提取數字高程模型數據，以及對所述車輛行駛軌跡數據進行軌跡清洗；對清洗后的車輛行駛軌跡進行遍歷，根據所述數字高程模型數據對每個軌跡點執行單點邊界搜索計算，得到多段有序的邊界幾何；以及對每一段所述邊界幾何進行平滑處理，輸出地圖邊界數據。本公開將地形分析算法應用于露天礦高精度地圖邊界提取過程，有效的提高了地圖制圖的效率與精度。

技術領域

本公開涉及礦用無人駕駛領域，尤其涉及一種基于地形分析的地圖邊界自動提取方法及裝置。

背景技術

礦難是全世界資源開發中面臨的嚴峻問題，早年受限于采挖設備，大多采用井工采挖方式，之后隨著重型機械的大面積應用，露天采挖方式逐漸增多。露天礦相較井工采挖方式具有更高的采挖效率以及更高的安全性。隨著工業自動化進程的加速發展，無人駕駛解決方案在礦山開采運輸場景的落地應用成為當前“智慧礦山”的研究熱點。露天礦區作業現場復雜多變，道路以及裝載區、排土場隨著作業推進，其邊界實時在變化。高精度地圖作為露天礦區無人駕駛解決方案落地的基礎，其精度以及更新頻率成為露天礦無人駕駛車輛安全、高效作業最關鍵技術指標。

對于礦用高精度地圖生產與更新，目前主要是采取人工制圖來完成；露天礦高精度地圖邊界主要由山坡以及擋墻構成，視覺特征不明顯，人工制圖工作量大，易出錯，由此造成地圖質檢以及二次修改的工作量極大，而露天礦作業現場的更新頻率極高，人工制圖效率遠遠不能滿足現場實際作業進度，所以礦區高精度地圖邊界生產自動化成為制約礦用無人駕駛解決方案落地的關鍵問題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本公開提供了一種基于地形分析的地圖邊界自動提取方法與裝置，以至少部分解決以上所提出的技術問題。

(二)技術方案

根據本公開的一個方面，提供了一種基于地形分析的地圖邊界自動提取方法，包括：向車載終端發送點云數據采集任務，使得車載終端沿指定作區域行駛采集點云數據，并上傳所述點云數據以及車輛行駛軌跡數據；接收所述點云數據以及車輛行駛軌跡數據，根據所述點云數據進行點云建圖，并提取數字高程模型數據，以及對所述車輛行駛軌跡數據進行軌跡清洗；對清洗后的車輛行駛軌跡進行遍歷，根據所述數字高程模型數據對每個軌跡點執行單點邊界搜索計算，得到多段有序的邊界幾何；以及對每一段所述邊界幾何進行平滑處理，輸出地圖邊界數據。

根據本公開的實施例，所述根據所述數字高程模型數據對每個軌跡點執行單點邊界搜索計算，得到多段有序的邊界幾何包括：以單個軌跡點為基準點，在道路橫斷面兩側分別進行邊界搜索計算，在道路每一側進行邊界搜索計算包括：根據數字高程模型數據計算貼地軌跡；將所述貼地軌跡點向道路上方偏移，獲得軌跡偏移點。以所述軌跡偏移點為基準，以道路一側為搜索方向，移動迭代搜索獲取坡面的物理阻隔點；以所述物理阻隔點為起始點，沿下坡方向迭代進行坡度計算分析，搜索坡面與地面交點作為道路所述一側邊界點；以所述物理阻隔點為起始點，沿上坡方向迭代進行坡度計算分析，獲得所述一側最高點；以及計算所述一側邊界點與所述一側最高點的高差，根據所述高差確定所述一側的邊界的屬性，并確定所述一側的邊界幾何。

根據本公開的實施例，所述根據數字高程模型數據計算貼地軌跡包括：根據提取的數字高程模型數據，對清洗后的車輛行駛軌跡進行投影至地面，得到貼地軌跡。

根據本公開的實施例，所述以所述軌跡偏移點為基準，以道路所述一側為搜索方向，移動迭代搜索獲取坡面的物理阻隔點包括：以所述地軌跡行進方向為基準方向，計算軌跡偏移點向所述一側的搜索方向；以及以所述數字高程模型數據為基礎，以軌跡偏移點為基準，按照所述一側的搜索方向，以預定搜索步長L1進行移動迭代搜索，直至搜索到物理阻隔點。