[發明專利]地圖生成方法、計算機存儲介質及電子設備

有效

• 申請號: 202011264528.1
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112067007B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 楊再甫;李正寧;林寶尉;魯榮榮;傅文標;王彥哲
• 申請（專利權）人: 湖北億咖通科技有限公司
• 主分類號: G01C21/30
• 分類號: G01C21/30;G01C21/16
• 代理公司: 北京智匯東方知識產權代理事務所(普通合伙) 11391
• 代理人: 關艷芬

本發明提供了一種地圖生成方法、計算機存儲介質及電子設備。該方法通過計算相鄰兩幀的激光點云數據的激光殘差和第一雅克比矩陣，進而計算第一優化變量迭代的第一增量，并根據第一增量對第一待優化變量進行迭代更新得到第一優化變量；通過計算相鄰兩幀的慣性測量數據的慣性測量殘差和第二雅克比矩陣，進而計算第二優化變量迭代的第二增量，并將第一優化變量作為初值，并根據第二增量對第二待優化變量進行迭代更新得到第二優化變量；通過第二優化變量可生成精度更高的地圖。本發明的方案能夠聯合相鄰兩幀的激光點云數據和慣性測量數據對相鄰兩幀的狀態量進行聯合優化，并能夠對下一幀的位姿進行預測，在滿實時性要求的同時能夠保證地圖的精度。

技術領域

本發明涉及無人駕駛技術領域，特別是涉及一種地圖生成方法、計算機存儲介質及電子設備。

背景技術

在無人駕駛領域，為了實現對車輛的定位，需要構造高精地圖。然而，針對室外自然場景的建圖，利用的都是一些傳統算法，比如LOAM、LeGO、LOAM、segmatch等算法，而且這些傳統算法都面臨精度和速度的挑戰，無法直接用于室外自然場景的建圖。目前，通常對相鄰兩幀的激光數據使用幀間配準算法以輔助生成高精度地圖。但現有的幀間配準算法不能很好地適用于車速較快的情況，這是因為車速過快時，比如90km/h，如果僅用相鄰兩幀的激光數據進行配準，此時沒有初值，很容易配準失敗，不利于地圖構造。此外，當車輛高速行駛時，采集到的激光數據存在運動畸變，若基于幀間配準結果直接拼接點云，那么得到的地圖輪廓將是錯亂的，地圖的精度不能得到有效保證，用戶體驗不佳。

發明內容

鑒于上述問題，提出了本發明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的地圖生成方法、計算機存儲介質及電子設備。

本發明的一個目的是要聯合相鄰兩幀的激光點云數據和慣性測量數據對該相鄰兩幀的位姿、速度、加速度等進行優化，提高了幀間配準的精度，有利于生成更高精度地圖。

本發明的一個進一步的目的是要基于當前幀以及當前幀的前一幀的聯合優化的結果，再結合當前幀期間的慣性測量數據，對當前幀的激光點云數據進行運動補償，使得生成的地圖更加精確。

本發明的另一個進一步的目的是要采用Cuda對聯合優化過程進行加速，提高了聯合優化過程中的算法速度，滿足了實時性的要求。

特別地，本發明提供了一種地圖生成方法，其包括：

基于獲取到的相鄰兩幀的激光點云數據計算激光殘差以及第一雅克比矩陣；

確定第一待優化變量，并根據激光殘差和所述第一雅克比矩陣計算第一待優化變量迭代的第一增量；

根據第一增量對第一待優化變量進行迭代更新，得到第一優化變量；

基于獲取到的相鄰兩幀間的慣性測量數據計算慣性測量殘差以及第二雅克比矩陣；

確定第二待優化變量，并根據慣性測量殘差和第二雅克比矩陣計算第二待優化變量迭代的第二增量；

將第一優化變量作為初值，并根據第二增量對第二待優化變量進行迭代更新，得到第二優化變量；

基于第二優化變量進行地圖生成。

可選地，基于第二優化變量進行地圖生成包括：

基于第二優化變量對相鄰兩幀中后一幀的激光點云數據對應的激光點云進行運動補償；

基于第一優化變量計算相鄰兩幀的激光點云數據分別對應的激光點云間的位姿變換關系；

將位姿變換關系作為初值，對相鄰兩幀的激光點云進行精配準；

基于精配準得到的軌跡以及運動補償后的后一幀的激光點云進行地圖生成。