[发明专利]一种利用双目立体相机构建栅格地图的方法

权利要求书

1.一种利用双目立体相机构建栅格地图的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)创建栅格地图：

1.1)确定栅格地图的空间信息：从配置文件中获取目标计算的最高高度、最低高度、最远距离和视场角；并确定栅格地图的空间信息，即栅格地图覆盖最高位置、最低位置、最远位置、最近位置、最右侧位置和最左侧位置；

1.2)划分栅格：将栅格地图划分为规则图形；计算出每个栅格中心的坐标；默认所有栅格的状态为空；

1.3)根据双目立体相机的实际摆放位置确定世界坐标系；

在空间中以双目立体相机中左相机与地面的垂线的交点为原点O建立空间直角坐标系，水平向右为X轴正方向，垂直向上为Y轴正方向，水平向前为Z轴正方向，此坐标系为世界坐标系；

2)获取原始数据：利用双目立体相机获取场景图像和视差图；

3)生成三维坐标点：利用场景图像中匹配点的三角关系和视差图，生成三维坐标点，并转换到世界坐标系，只保留位于1.1)中确定的栅格空间之内的三维坐标点；

4)平面投影：

4.1)将过滤后三维坐标点投影到栅格地图所在平面，如果投影后的三维坐标点映射在栅格中心的距离R内，则保留并统计投影次数，否则剔除不统计投影次数；

4.2)统计每个栅格中点的个数N_i；

5)高度统计及高度过滤：

5.1)令统计区间i的长度为length，每一个统计区间表示的高度为h_i，h_i＝i×length，计算投影至栅格中所有三维点的Y轴坐标y所在的区间并计算频数C_i；

5.2)根据应用场景先验，令T_h为最低的障碍高度，如果栅格的高度h_iT_h，则令栅格的状态为空，否则继续；

6)栅格阈值筛选：

6.1)利用视差图和1)中建立的栅格地图，计算出每个栅格的阈值T_i，公式如下：

T_i＝β_r×a_r×b_i (4)

式(2)为深度测量准确时，应用a_r个像素表示位于第r行的栅格边长，其中img_width表示视差图宽度，grid_size表示栅格边长，depth_r表示第r行的栅格深度，fov表示视场角大小；式(3)为深度测量准确时，应用b_i个像素表示第r行的栅格高度h_i，其中h_i为栅格i中的高度，由步骤5)计算；T_i为栅格阈值，a_r×b_i表示深度测量准确时，第r行中宽为grid_size、高为h_i的矩形面应有的像素个数，考虑到不规则形状以及鲁棒性增加了第二尺度因子β_r；

6.2)比较每个栅格中投影点的个数N_i与栅格阈值T_i；如果N_iγT_i，则令栅格的状态为占据，否则为空；γ为第三尺度因子；

6.3)如果栅格的状态为占据，则将栅格中心的X_i、Z_i坐标和栅格高度h_i组合为当前栅格的最高点；

7)扫描地图。

2.根据权利要求1所述的一种利用双目立体相机构建栅格地图的方法，其特征在于，步骤4.1)中R取栅格内接圆团半径的四分之三。