[发明专利]地图构建方法、装置和计算机可读存储介质

说明书

本发明公开了一种地图构建方法、装置和计算机可读存储介质，涉及数据处理领域。地图构建方法包括：获取在多个帧采集的激光点云数据和相应的激光位姿信息，以及在多个帧采集的视觉位姿信息；基于相邻帧的激光位姿信息的位姿变换约束关系、以及激光位姿信息和视觉位姿信息的位姿匹配关系，确定转换到视觉坐标系下的激光位姿信息；基于转换到视觉坐标系下的激光位姿信息，将激光点云数据转换到视觉坐标系中；采用视觉坐标系中的激光点云数据构建地图。本发明的实施例在利用视觉定位和定姿的结果优化激光点云数据的同时，还可以保持激光点云的连续性，因此提升了地图构建的准确度。

技术领域

本发明涉及数据处理领域，特别涉及一种地图构建方法、装置和计算机可读存储介质。

背景技术

在当前的机器人定位导航等领域，重建地图具有很重要的作用。当前常用的建图方法为激光建图以及视觉建图。

激光建图方法采用激光雷达以一定的频率发射激光，通过激光反射的结果测得每个激光点到雷达设备的距离。通过匹配相邻两帧的激光点数据，可以得到相邻两帧的位姿变化。然后，可以将在这两帧测得的激光点拼接到一起，从而完成地图重建。

视觉建图方法采用双目相机、深度相机等视觉传感器采集图像数据。对于双目相机，可以通过确定像素在两个相机中的视差来计算出深度；对于深度相机，可以通过借助红外结构光等，采用物理传感器直接测量得到深度。通过每个像素的深度信息，可以得到每个像素在相机坐标系下的三维坐标，即一组三维空间点。然后，可以通过特征点法、光流法等匹配方法得到相邻两个图像帧之间的位姿关系，并将两个相机坐标系下的三维空间点拼接起来，从而重建出三维地图。

发明内容

发明人经过分析后发现，激光建图方法在长走廊等一些特殊结构化场景下有很大的局限性。而视觉建图方法对于相机视野边缘的像素点深度精度很低，测量距离有限。因此，相关技术中的地图构建方法准确度较低。

本发明实施例所要解决的一个技术问题是：提高地图构建的准确度。

根据本发明一些实施例的第一个方面，提供一种地图构建方法，包括：获取在多个帧采集的激光点云数据和相应的激光位姿信息，以及在多个帧采集的视觉位姿信息；基于相邻帧的激光位姿信息的位姿变换约束关系、以及激光位姿信息和视觉位姿信息的位姿匹配关系，确定转换到视觉坐标系下的激光位姿信息；基于转换到视觉坐标系下的激光位姿信息，将激光点云数据转换到视觉坐标系中；采用视觉坐标系中的激光点云数据构建地图。

在一些实施例中，基于相邻帧的激光位姿信息的位姿变换约束关系、以及激光位姿信息和视觉位姿信息的位姿匹配关系，确定转换到视觉坐标系下的激光位姿信息包括：根据基于相邻帧的激光位姿信息的位姿变换约束关系、以及激光位姿信息和视觉位姿信息的位姿匹配关系构建目标函数；以目标函数达到最小值为求解目标，采用最优化方法对激光位姿信息进行优化，以便确定转换到视觉坐标系下的激光位姿信息。

在一些实施例中，相邻帧的激光位姿信息的位姿变换约束关系包括：相邻帧的两帧激光位姿信息中，第一帧激光位姿信息的逆矩阵变换结果与第二帧激光位姿信息的乘积等于相对位姿变换约束值，其中，相对位姿变换约束值等于转换前的第一帧激光位姿信息的逆矩阵变换结果与转换前的第二帧激光位姿信息的乘积。

在一些实施例中，激光位姿信息和视觉位姿信息的位姿匹配关系包括：通过对两帧激光位姿信息进行插值而生成的、待匹配的视觉位姿信息所在帧对应的插值结果等于待匹配的视觉位姿信息。