[发明专利]一种基于激光雷达的二维栅格地图构建方法和系统

说明书

本发明实施例公开了一种基于激光雷达的二维栅格地图构建方法和系统。该基于激光雷达的二维栅格地图构建方法包括：获取目标自主体上的激光雷达获取在第一时刻下扫描得到的目标区域的第一二维点云数据；根据所述第一二维点云数据得到所述目标自主体的第一位姿信息；预测所述目标自主体处于所述第一位姿信息时所述激光雷达得到的第二二维点云数据；根据所述述第一二维点云数据和所述第二二维点云数据对所述第一位姿信息进行优化以得到第二位姿信息；根据所述第二位姿信息构建所述目标区域的二维栅格地图。本发明实施例实现了高效低占用的构建高精度二维栅格地图。

技术领域

本发明实施例涉及定位和建图技术，尤其涉及一种基于激光雷达的二维栅格地图构建方法和系统。

背景技术

随着人类进入信息产业革命时代，人工智能技术迅速发展，智能机器人技术正以前所未有的速度发展革新，并逐渐渗透各个行业。

定位和建图技术是智能机器人、无人驾驶等领域不可或缺的一个核心模块，该技术能够告诉机器人本体所处的位置，并指导其进行运动和避障。

目前，在工程上比较常用的定位建图技术有Gmapping、Cartographer等，它们分别利用粒子滤波和图优化的技术来实现2D的定位和建图。Gmapping采用自适应蒙特卡洛定位，利用许多的粒子来表示机器人可能的位姿，每一个粒子都是机器人在真实空间中的位姿的一个可能假设，并且在运动过程中，需要更新所有粒子的状态并维持每一个粒子的位姿以及地图，该算法虽然能够实现较好的定位和建图，但是它十分耗时且对计算机的资源占用也比较大。

发明内容

本发明实施例提供一种基于激光雷达的二维栅格地图构建方法和系统，以实现高效低占用的构建高精度二维栅格地图。

为达此目的，本发明实施例提供了一种基于激光雷达的二维栅格地图构建方法，该基于激光雷达的二维栅格地图构建方法包括：

获取目标自主体上的激光雷达获取在第一时刻下扫描得到的目标区域的第一二维点云数据；

根据所述第一二维点云数据得到所述目标自主体的第一位姿信息；

预测所述目标自主体处于所述第一位姿信息时所述激光雷达得到的第二二维点云数据；

根据所述第一二维点云数据和所述第二二维点云数据对所述第一位姿信息进行优化以得到第二位姿信息；

根据所述第二位姿信息构建所述目标区域的二维栅格地图。

进一步的，所述获取目标自主体上的激光雷达获取在第一时刻下扫描得到的目标区域的第一二维点云数据包括：

目标自主体上的激光雷达为单线激光雷达时，直接通过所述激光雷达获取第一时刻下目标区域的第一二维点云数据；

目标自主体上的激光雷达为多线激光雷达，确认所述多线激光雷达中预设发射角度的第一激光，并将所述第一激光获取的点云数据根据所述预设发射角度投影至水平面上以获取第一时刻下目标区域的第一二维点云数据。

进一步的，所述根据所述第一二维点云数据得到所述目标自主体的第一位姿信息包括：

获取所述激光雷达获取在第二时刻下扫描得到的目标区域的第三二维点云数据，所述第二时刻为所述第一时刻的前一时刻；

获取所述目标自主体第二时刻下的第三位姿信息；

根据NDT算法匹配所述第一二维点云数据和第三二维点云数据以得到所述第一时刻和第二时刻的第一相对位姿关系；

根据所述第一相对位姿关系和第三位姿信息确定所述目标自主体的第一位姿信息。

进一步的，所述根据NDT算法匹配所述第一二维点云数据和第三二维点云数据以得到所述第一时刻和第二时刻的第一相对位姿关系包括：