[发明专利]一种多车协同快速建图方法

权利要求书

1.一种多车协同快速建图方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.数据采集与感知：通过激光雷达采集数据，以激光雷达点云的形式存储在内存中，通过GPS设备，感知实时的GPS数据并存储在内存中；

S2.点云数据的预处理：将采集到的点云数据作为输入，将点云按照几何分布特性划分为包含平面特征的平面点云以及包含轮廓特征的边缘点云，估算两帧点云的运动变换关系；

S3.局部地图与全局地图：构建车辆的局部点云地图和全局点云地图；具体包括：

S31.以车辆出发位置作为原点，车头的前进方向作为y轴建立空间直角坐标系，将步骤S2中分类之后的点云作为输入，计算得到当前时刻的局部点云地图，此局部点云地图是以当前位置作为原点得到的地图；

S32.根据本车点云帧与帧之间的变换关系，得到以起点作为原点的全局点云地图，存储所有的全局点云地图，同时，在建立地图的过程中不断将每一帧建好的全局点云地图与对应时刻的GPS数据进行记录；

S4.车间通信：车辆与车辆之间进行通信，并计算两车之间的坐标系变换关系；具体包括：

S41.车与车之间通信不断发送本车的当前GPS数据，当车辆计算对方当前所处位置，位于本车记录中经过的区域时，将该区域下的点云数据帧、航向角数据发送至对方；

S42.接收方接收之后将数据与自身的最新点云数据帧进行配准，并将自身的最新点云数据帧发送至提供方，供其计算两车之间的坐标系变换关系；

S5.车辆之间的匹配：将车辆之间的坐标系变换关系进行一一匹配，匹配结果满足阀值要求的，作为两车的坐标系变换矩阵；所述的S5步骤具体包括：

S51.每辆车接收到对方的点云数据帧之后，将车辆的航向角计算差值，作为配准算法的预处理矩阵；

S52.进入配准阶段，提取两车点云数据帧的快速点特征直方图的几何特征，将快速点特征直方图的几何特征与预处理矩阵作为输入，利用SAC-IA算法进行粗略配准；

S53.将粗略配准结果作为精确配准初始矩阵，利用ICP算法进行精确配准，获得配准结果；

S54.判断此配准结果的分数值，如果分数值满足阈值要求，则认为匹配成功，初始矩阵即为两车的坐标系变换矩阵；

S6.匹配成功之后，每辆车发送配准结果给对方，每辆车收到配准结果之后，开始发送自己已经建立的全局点云地图与轨迹给对方，并在接下来的建图过程中，已经计算得到坐标系变换关系的车辆，会彼此连续发送最新构建的地图至对方以实现地图融合；

S7.每辆车收到对方持续发过来的全局边缘地图和对方的轨迹数据之后，将数据通过步骤S5计算得到的矩阵进行转换，再将结果传输至步骤S2的里程计算和步骤S3的建图部分进行实时的协同建图。

2.根据权利要求1所述的一种多车协同快速建图方法，其特征在于，所述的全局点云地图包括边缘点云地图和平面点云地图。

3.根据权利要求1所述的一种多车协同快速建图方法，其特征在于，所述的S1步骤具体为：通过16线激光雷达，以10Hz的频率采集数据，以激光雷达点云的形式记录在内存之中；通过GPS设备，以50Hz的频率感知实时GPS数据存储在内存之中。