[發明專利]一種移動機器人連續語義建圖方法

在審

• 申請號: 202211089702.2
• 申請日: 2022-09-07
• 公開（公告）號: CN115457203A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 王美玲;鄧一楠;岳裕豐;楊毅;唐宇杰;張騏繪
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06V10/26;G06N5/04;G01C21/32
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李微微;代麗

1.一種移動機器人連續語義建圖方法，其特征在于，包括如下步驟：

移動機器人搭載著視覺相機和三維激光雷達，并將兩種傳感器的數據融合為語義點云，進行三維重建；

采用冗余體素過濾模型對體素進行分類，得到針對冗余體素的過濾因子，利用自適應核長度模型為每個體素分配合適的核長度；

依托所述過濾因子和核長度，構造多熵值核函數從所述語義點云推理得到連續語義地圖。

2.如權利要求1所述的一種移動機器人連續語義建圖方法，其特征在于，所述移動機器人搭載著視覺相機和三維激光雷達，并將兩種傳感器的數據融合為語義點云，進行三維重建，具體為：

所述移動機器人在完全未知的環境中探索并重建周圍環境，即給定一個移動機器人r，相機觀測為I_1:t，即1～t時刻的圖像，激光雷達觀察為L_1:t，即1～t時刻的原始點云，以及機器人軌跡O_1:t，即1～t時刻的機器人位姿，目標是估計連續語義地圖

其中指輸入為I_1:t,L_1:t,O_1:t時輸出為的概率，三維重建問題的解對應于式(1)的最大后驗估計；其中對于輸入，為二維實數集，為三維實數集；對于輸出，連續語義地圖由一系列體素v_j組成，j的取值為為體素總數；每個體素v_j包含中心的三維坐標，以及一個相關聯的元組用于存儲概率語義標簽，其中K是語義類別的總數，并且有

在時刻t，相機觀測圖像I_t被輸入語義分割網絡，得到語義圖像，第i個像素輸出一個獨熱編碼形式的測量元組i為像素索引，為第i個像素產生的關于第K類語義的獨熱編碼；接著，利用相機和雷達的內參、相機雷達之間外參，將原始點云跨維投影在圖像平面；圖像的語義信息被傳遞給三維的雷達點，從而得到了當前時刻的語義點云根據位置信息，將語義點云進行對齊，保證都是在世界坐標系下完成；式(1)被重寫為：

對齊的語義點云由一系列語義點p_i組成，數量為每個語義點p_i關聯著語義標簽c_i；三維重建的問題被細化為：給定語義點和標簽目標是估計每個體素v_j的概率語義標簽λ_j：

其中為輸入為輸出為的后驗估計概率；p(λ_j∣v_j,p_i,c_i)指輸入為v_j,p_i,c_i，輸出為λ_j的后驗估計概率。