[發(fā)明專利]一種適用于多平臺(tái)協(xié)同感知的地圖融合方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011625180.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112669358B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周榆明;成慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/33
• 分類號(hào): G06T7/33;G06T7/10
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 梁嘉琦

1.一種適用于多平臺(tái)協(xié)同感知的地圖融合方法，其特征在于，包括：

獲取里程信息和局部地圖信息；

根據(jù)所述里程信息對(duì)所述局部地圖信息進(jìn)行預(yù)處理，得到子地圖特征點(diǎn)；

根據(jù)所述子地圖特征點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)云配準(zhǔn)，得到子地圖間的匹配關(guān)系；

根據(jù)所述里程信息、局部地圖信息和子地圖間的匹配關(guān)系構(gòu)建全局位姿圖，優(yōu)化得到融合地圖；

所述根據(jù)所述子地圖特征點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)云配準(zhǔn)，得到子地圖間的匹配關(guān)系，包括：

根據(jù)所述子地圖特征點(diǎn)，計(jì)算源點(diǎn)云中四點(diǎn)集合的兩個(gè)比例因子；所述比例因子用于保持點(diǎn)云在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和平移變換時(shí)的仿射不變性；

根據(jù)所述比例因子，計(jì)算四點(diǎn)集合的基線交點(diǎn)位置，并確定所述交點(diǎn)的坐標(biāo)；

根據(jù)所述交點(diǎn)的坐標(biāo)，確定匹配對(duì)；

根據(jù)LCP策略對(duì)所述匹配對(duì)進(jìn)行計(jì)算，得到最大重疊度四點(diǎn)對(duì)，進(jìn)而確定所述子地圖間的匹配關(guān)系；

所述根據(jù)LCP策略對(duì)所述匹配對(duì)進(jìn)行計(jì)算，得到最大重疊度四點(diǎn)對(duì)，進(jìn)而確定所述子地圖間的匹配關(guān)系，包括：

通過(guò)GC-RANSAC框架進(jìn)行迭代計(jì)算，通過(guò)圖割算法來(lái)求解內(nèi)點(diǎn)集；

根據(jù)所述內(nèi)點(diǎn)集中每個(gè)單點(diǎn)的判別誤差約束和鄰近點(diǎn)對(duì)的空間一致性約束來(lái)構(gòu)建能量函數(shù)；

根據(jù)所述能量函數(shù)確定所述子地圖間的匹配關(guān)系；

所述能量函數(shù)為：

其中，E_K(L)代表當(dāng)前內(nèi)外點(diǎn)標(biāo)簽設(shè)置對(duì)于每個(gè)點(diǎn)帶來(lái)的誤差；E_S(L)代表基于空間一致性假設(shè)構(gòu)造的能量函數(shù)；L代表所有點(diǎn)的內(nèi)外點(diǎn)標(biāo)簽；θ表示模型參數(shù)，模型參數(shù)包括點(diǎn)云間的旋轉(zhuǎn)和平移；φ(p,θ)表示點(diǎn)p在參數(shù)θ下計(jì)算得到的誤差值，誤差值包括旋轉(zhuǎn)和平移后到目標(biāo)點(diǎn)的距離；∈為內(nèi)外點(diǎn)判別閾值；K_p代表點(diǎn)p的K(δ,∈)值；K_q代表點(diǎn)q的K(δ,∈)值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于多平臺(tái)協(xié)同感知的地圖融合方法，其特征在于，所述根據(jù)所述里程信息對(duì)所述局部地圖信息進(jìn)行預(yù)處理，得到子地圖特征點(diǎn)，包括：

對(duì)所述局部地圖進(jìn)行分割，得到多個(gè)子地圖；

對(duì)所述每個(gè)子地圖進(jìn)行點(diǎn)云投影，得到深度圖像；

對(duì)所述深度圖像進(jìn)行特征提取，得到所述子地圖特征點(diǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于多平臺(tái)協(xié)同感知的地圖融合方法，其特征在于，所述對(duì)所述深度圖像進(jìn)行特征提取，得到所述子地圖特征點(diǎn)，包括：

查找所述深度圖像中每個(gè)深度點(diǎn)與不跨越邊緣的相鄰點(diǎn)之間的典型3D距離；

根據(jù)所述典型3D距離，計(jì)算每個(gè)所述深度點(diǎn)屬于邊緣點(diǎn)的可信度；

根據(jù)每個(gè)所述深度點(diǎn)屬于邊緣點(diǎn)的可信度，通過(guò)非極大值抑制獲取邊緣點(diǎn)位置；

根據(jù)每個(gè)所述深度點(diǎn)的2D鄰域點(diǎn)對(duì)應(yīng)的3D位置，計(jì)算每個(gè)所述深度點(diǎn)的法向量；

計(jì)算每個(gè)所述深度點(diǎn)的領(lǐng)域表面變化的分?jǐn)?shù)和變化主方向；

根據(jù)所述法向量、所述分?jǐn)?shù)和變化主方向，通過(guò)非極大值抑制計(jì)算得到子地圖特征點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于多平臺(tái)協(xié)同感知的地圖融合方法，其特征在于，所述根據(jù)所述里程信息、局部地圖信息和子地圖間的匹配關(guān)系構(gòu)建全局位姿圖，優(yōu)化得到融合地圖，包括：

以每個(gè)子地圖的首幀位姿信息作為位姿圖頂點(diǎn)，根據(jù)各單機(jī)里程信息，設(shè)置單機(jī)上連續(xù)的兩個(gè)子地圖首幀之間的相對(duì)位姿約束邊，得到若干個(gè)局部位姿圖；

根據(jù)所述子地圖間的匹配關(guān)系，額外加入約束邊，將所有所述局部位姿圖相連成為一個(gè)全局位姿圖；

通過(guò)對(duì)所述全局位姿圖進(jìn)行優(yōu)化，統(tǒng)一各個(gè)局部地圖的坐標(biāo)系，并對(duì)各個(gè)所述局部地圖進(jìn)行優(yōu)化，得到融合地圖。