[发明专利]点云数据的配准方法及装置

说明书

本公开涉及点云数据的配准方法及装置，包括：获取点云数据和单点GPS的位置数据，点云数据包括每一帧点云数据的时间戳，位置数据包括与每一帧点云数据对应的参考位置的时间戳；对相邻的两帧点云数据进行配准，得到第一位姿变换参数；根据第一位姿变换参数，确定与每一帧点云数据对应的实际位置；根据与每一帧点云数据对应的时间戳，获取与时间戳对应的参考位置；根据各帧点云数据的实际位置和参考位置，确定目标配准参数，使得实际位置和与每当前位置的差值最小。

技术领域

本公开涉及计算机技术领域，特别涉及点云数据的配准方法及装置、计算机可存储介质。

背景技术

激光Slam(Simultaneous Localization And Mapping，即时定位与地图构建)建图是高精点云地图构建技术之一，在行业应用中需要将其构建的局部地图配准到世界坐标系下。

基于控制点的全局配准方法中，通过人工一线测绘，测量特征明显的控制点，在Slam建图局部地图上选择表达真实控制点的局部特征点，将局部地图上的特征点和控制点形成一一映射关系，构建法方程组，采用最小二乘非线性优化求解变换参数，将局部地图配准到全局坐标系下。基于控制点的全局配准方法需要人工现场测量控制点，并在地图上选择局部控制点，效率低，时效性差。

相关的全局配准技术中在采集设备中，加入高精组合惯导及实时差分模块等传感器，利用实时差分模块获取真实位置坐标，在激光Slam建图过程中进行多传感器融合，构建全局坐标系下的点云地图。

发明内容

发明人认为：相关的全局配准技术，增加昂贵的高精组合惯导和实时差分模块，硬件成本高，融合多传感器数据，增加了激光Slam算法的复杂度，实时性差，配准效率低。

针对上述技术问题，本公开提出了一种解决方案，降低了硬件成本，实时性高，提高了配准效率。

根据本公开的第一方面，提供了一种点云数据的配准方法，包括：获取点云数据和单点全球定位系统GPS的位置数据，所述点云数据包括每一帧点云数据的时间戳，所述位置数据包括与每一帧点云数据对应的参考位置的时间戳；对于所述点云数据中的任一组相邻的两帧点云数据，对相邻的两帧点云数据进行配准，得到所述相邻的两帧点云数据之间的第一位姿变换参数；根据所述第一位姿变换参数确定与每一帧点云数据对应的实际位置；对于所述每一帧点云数据，根据与所述每一帧点云数据对应的时间戳，获取与所述时间戳对应的参考位置；根据各帧点云数据的实际位置和参考位置，确定目标配准参数，使得所述每一帧点云数据的实际位置和与所述每一帧点云数据对应的当前位置的差值最小。

在一些实施例中，根据各帧点云数据的实际位置和参考位置，确定目标配准参数，使得所述每一帧点云数据的实际位置和与所述每一帧点云数据对应的当前位置的差值最小包括：对于各帧点云数据，基于实际位置和参考位置，构建关于目标配准参数的残差方程组；利用最小二乘算法，对所述目标配准参数进行优化，使得所述每一帧点云数据的实际位置和与所述每一帧点云数据对应的当前位置的差值最小。

在一些实施例中，根据所述第一位姿变换参数，确定与所述每一帧点云数据对应的实际位置包括：根据所述第一位姿变换参数，计算任一帧点云数据与第一帧点云数据之间的第二位姿变换参数，所述第二位姿变换参数包括平移量矩阵；对于每一帧点云数据，根据平移量矩阵，确定与所述每一帧点云数据对应的实际位置。

在一些实施例中，点云数据的配准方法还包括：利用所述第二位姿变换参数，将每一帧点云数据中的每个空间点变换到以所述第一帧点云数据为坐标原点的局部坐标系下，得到局部点云图；利用所述目标配准参数，将所述局部点云图中的每个空间点变换到全局坐标系下，得到全局点云图。

在一些实施例中，点云数据的配准方法还包括：对所述点云数据进行格网采样。