[發明專利]一種VSLAM特征地圖尺度恢復方法及系統

有效

• 申請號: 202011301722.2
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112577499B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 李健聰;姚明江
• 申請（專利權）人: 上汽大眾汽車有限公司
• 主分類號: G01C21/32
• 分類號: G01C21/32;G01C21/16;G01S17/89;G06V20/56;G06V10/80
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所(普通合伙) 31228
• 代理人: 楊丹莉;李丹

本發明公開了一種VSLAM特征地圖尺度恢復方法，在安裝有攝像頭、激光雷達和組合慣性導航系統的車輛在指定區域內行駛的情況下，包括步驟：獲取攝像頭采集的圖像數據、激光雷達采集的點云數據以及組合慣性導航系統采集的高精度地圖數據；對三者相對位置進行標定，以將采集的數據坐標統一；采用VSLAM方法由圖像數據生成無尺度的M_vslam和T_vslam；采用LSLAM方法由點云數據生成具有相對尺度的M_lslam和T_lslam；將T_lslam與高精度地圖數據T_combine融合，得絕對尺度定位軌跡T_all；采用T_all對T_vslam進行粗標定可得S₁與RT₁，將粗標定的定位軌跡T_vslam進行精標定，得到S₂與RT₂；采用最終縮放系數S和最終變換矩陣RT對無尺度的特征地圖M_vslam進行縮放和轉換，得到具有絕對尺度的VSLAM特征地圖，其中S＝S₁·S₂、RT＝RT₁·RT₂。

技術領域

本發明涉及一種地圖生成方法和系統，尤其涉及基于視覺的地圖生成方法和系統。

背景技術

近年來，隨著無人駕駛技術的快速發展，無人車運用在日常生活中的可能性也越來越大。而車輛定位是自動駕駛領域的核心技術之一，對于停車樓、地庫等GPS信號弱或消失的區域，SLAM(Simultaneous Localization and Mapping，即時定位與地圖構建，或并發建圖與定位)技術是最主流的定位解決方案之一。

SLAM技術可以有效建立指定區域的特征地圖，再通過地圖特征匹配即可實現自動駕駛車輛定位。SLAM主要分為基于視覺的SLAM(VSLAM)和基于激光雷達的SLAM(LSLAM)。其中，VSLAM(Visual SLAM)是基于視覺的即時定位與地圖構建，LSLAM(Lidar SLAM)是基于激光雷達的即時定位與地圖構建。

在實際應用過程中，由于激光雷達的成本較高，很難實現商用，而單目攝像頭成本低廉且容易量產，因此采用單目VSLAM技術進行即時定位是目前自動駕駛定位中的主流方案。

然而，由于單目攝像頭難以測距，因此現有技術中的采用單目攝像頭進行VSLAM定位的方法的主要缺陷是無法獲得實際尺度信息，即無法知道自車實際行駛的距離。

基于此，針對現有技術中的缺陷，本發明期望獲得一種新型單目VSLAM特征地圖尺度恢復方法。該方法可以利用組合導航和LSLAM定位結果恢復采用單目攝像頭定位的VSLAM特征地圖的尺度，從而解決了單目攝像頭定位沒有實際尺寸的缺陷。由于最終的定位地圖是基于視覺特征生成的，激光雷達和組合慣性導航系統只需在建圖時被使用，在最終定位應用時只需單目攝像頭即可，可以大大降低自動駕駛定位模塊的成本，加速該功能量產。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種VSLAM特征地圖尺度恢復方法，該VSLAM特征地圖尺度恢復方法可以利用組合導航和LSLAM定位結果恢復采用了單目攝像頭定位的VSLAM特征地圖的尺度，從而解決現有技術中的單目攝像頭定位沒有實際尺寸的缺陷。由于最終的定位地圖是基于視覺特征生成的，激光雷達和組合慣性導航系統只需在建圖時被使用，在最終定位應用時只需單目攝像頭即可，可以大大降低自動駕駛定位模塊的成本，加速該功能量產。

為了實現上述目的，本發明提出了一種VSLAM特征地圖尺度恢復方法，其在安裝有攝像頭、激光雷達和組合慣性導航系統的車輛在指定區域內行駛的情況下，包括步驟：

100：獲取攝像頭采集的圖像數據、激光雷達采集的點云數據以及組合慣性導航系統采集的高精度地圖數據；