[發明專利]一種基于多傳感器數據的高精度點云地圖生成方法

在審

• 申請號: 202111156443.6
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113819912A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 黨少博
• 申請（專利權）人: 中科測試（深圳）有限責任公司
• 主分類號: G01C21/28
• 分類號: G01C21/28;G01C21/16;G01C21/26;G01S17/88;G01S19/42
• 代理公司: 成都初陽知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51305
• 代理人: 鄧金濤

本發明涉及自動駕駛技術領域，具體涉及一種基于多傳感器數據的高精度點云地圖生成方法，包括步驟：S1，數據采集車輛在自動駕駛車輛待行駛區域進行行駛，利用數據采集車輛上安裝的車載傳感器、GNSS全球定位系統和慣性導航系統采集待行駛區域內的原始地理數據；S2，對車載傳感器、GNSS全球定位系統和慣性導航系統采集到的數據進行離線處理，進行數據幀時間對齊，并且通過激光雷達點云數據處理；S3，利用點云匹配算法提取激光雷達數據的關鍵幀，并利用自適應參數計算相鄰關鍵幀的變換關系；……S6，利用提取到的關鍵幀構建位姿圖，并進行優化，得到全局最優位姿；S7，點云拼接和存儲，生成高精度點云地圖。

技術領域

本發明涉及自動駕駛技術領域，具體涉及一種基于多傳感器數據的高精度點云地圖生成方法。

背景技術

自動駕駛技術的研究在近年來得到了廣泛關注，包括國內外汽車制造商，IT企業，高校和科研機構等都在此領域進行投入和積極探索。自動駕駛技術被看作是解決交通效率和安全問題的可行方案。

在目前的自動駕駛的經典技術框架中，高精度定位是基礎但是最重要的因素，是決定自動駕駛感知準確性，決策規劃可靠性以及控制執行精確性的最基礎保障。自動駕駛中按照不同的定位實現技術，高精度定位可以分為三類：1基于信號的定位，典型代表就是GNSS定位，即全球衛星導航系統；2航跡推算 -IMU慣性測量單元，其根據上一時刻的位置和方位推斷現在的位置和方位；3環境特征匹配，基于激光雷達/立體視覺的定位，用觀測到的特征和數據庫中存儲的特征進行匹配，得到當前時刻車輛的位置和姿態。高精度點云地圖作為靜態先驗，可根據激光雷達點云數據實時獲取自動駕駛車輛的位置。

現有高精度點云地圖的采集和制作可大致分為兩類，即基于激光雷達點云和基于圖像的方法。基于視覺圖像的高精度地圖制作方案成本低廉，操作方便，但在目前的技術前提下，對圖片質量以及采集環境等都有較高要求。而基于激光雷達點云的制作方案，則受工況等影響較小，可在多種條件下進行數據采集，且后期處理方便，可方便快速地生成高精度點云地圖。

公開號為CN106441319A的中國專利，提供了無人駕駛車輛車道級導航地圖的生成系統和方法。該系統有離線全局地圖和在線局部地圖兩部分組成，離線模塊在無人駕駛車輛形式區域，利用衛星照片，車載傳感器，高精度組合定位獲取原始數據，然后經過數據處理，提取道路信息，最后對道路信息提取結果進行融合生成全局地圖。在線模塊在無人駕駛車行駛中，根據實時定位信息，提取出離線全局地圖中的道路數據，繪制出以車輛為中心，固定距離范圍內的在線局部地圖。

公開號為CN104573733A的中國專利，提供了一種基于高清正射影圖的高精地圖生成系統和方法。該系統中利用車載圖像采集系統對道路數據進行采集，并利用算法處理得到全局地圖。基于此地圖，進行道路標志的標注。

這些方法在較大范圍內運行時，受地理特征變化的影響，導致累計誤差增大，且未考慮高精度點云地圖生成中回環檢測問題，保證地圖的閉環，完整以及一致性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于多傳感器數據的高精度點云地圖生成方法，解決以往自動駕駛車輛的定位系統容易受地理特征變化的影響，導致累積誤差增大，從而影響駕駛精度的問題。

為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種基于多傳感器數據的高精度點云地圖生成方法，包括步驟：S1，數據采集車輛在自動駕駛車輛待行駛區域進行行駛，利用數據采集車輛上安裝的車載傳感器、GNSS全球定位系統和慣性導航系統采集待行駛區域內的原始地理數據；S2，對車載傳感器、GNSS全球定位系統和慣性導航系統采集到的數據進行離線處理，進行數據幀時間對齊，并且通過激光雷達點云數據處理；S3，利用點云匹配算法提取激光雷達數據的關鍵幀，并利用自適應參數計算相鄰關鍵幀的變換關系；S4，對關鍵幀進行多輪掃描，利用不同的參數加入魯棒的回環約束條件；S5，對關鍵幀加入GNSS定位坐標約束；S6，利用提取到的關鍵幀構建位姿圖，并進行優化，得到全局最優位姿；S7，點云拼接和存儲，生成高精度點云地圖。