[发明专利]结合标志物的区域重叠式三维地图构建方法和装置

权利要求书

1.一种结合标志物的区域重叠式三维地图构建方法，其特征在于，包括：

采集待建图场景中任一主小区的子区域的三维点云数据、视频数据和IMU信息，其中，采集过程为从所述任一主小区任意顶角的子区域开始蛇形扫描至所述任意顶角的对顶角结束，前后扫描的子区域之间共用至少一个标志物，每个子区域至少使用两个标志物；

按照所述蛇形扫描的顺序基于所述三维点云数据、视频数据和IMU信息依次使用基于标志物的环回检测对各所述子区域进行三维建图得到三维地图；

按照所述蛇形扫描的顺序基于所述前后扫描的子区域之间共用的标志物依次进行各所述子区域三维地图的拼接得到所述任一主小区的三维地图；

将所有主小区的三维地图进行拼接得到待建图场景的三维地图。

2.根据权利要求1所述的结合标志物的区域重叠式三维地图构建方法，其特征在于，所述按照所述蛇形扫描的顺序基于所述三维点云数据、视频数据和IMU信息依次使用基于标志物的环回检测对各所述子区域进行三维建图得到三维地图，具体包括：

基于所述三维点云数据和IMU信息确定视频数据采集设备在各所述子区域内的局部位姿；

基于所述IMU信息筛选出所述视频数据中采集设备静止时刻下拍摄的静止视频帧；

若所述静止视频帧中识别出标志物，则结合三维点云数据确定所述标志物的三维坐标；

若确定所述标志物与其所处子区域在对应静止时刻的视频数据采集设备的位姿关系符合预设要求，则判定所述标志物为有效标志物；

其中，所述位姿关系基于所述视频数据采集设备在所述子区域内的局部位姿和所述标志物的三维坐标确定；

基于所述有效标志物对各所述子区域进行环回检测后进行三维建图得到三维地图。

3.根据权利要求2所述的结合标志物的区域重叠式三维地图构建方法，其特征在于，所述基于所述有效标志物对各所述子区域进行环回检测后进行三维建图得到三维地图，具体包括：

若确定各所述子区域的扫描开始识别的开头有效标志物和扫描结束时识别的结尾有效标志物一致，则以所述开头有效标志物和所述结尾有效标志物的三维坐标相等作为约束条件进行扫描轨迹闭环优化更新所述各子区域内的三维点云坐标；

基于更新后的三维点云坐标进行三维建图得到各所述子区域的三维地图。

4.根据权利要求2所述的结合标志物的区域重叠式三维地图构建方法，其特征在于，所述按照所述蛇形扫描的顺序基于所述前后扫描的子区域之间共用的标志物依次进行各所述子区域三维地图的拼接得到所述任一主小区的三维地图，具体包括：

按照所述蛇形扫描的顺序进行前后子区域的子拼接得到所述任一主小区的三维地图；

其中，任一子拼接具体包括：基于共用的标志物在前后子区域内不同的三维坐标，得到前后坐标系转换关系，基于所述关系将后子区域的三维点云更新为前子区域坐标系下的三维点云实现前后子区域的拼接。

5.根据权利要求2所述的结合标志物的区域重叠式三维地图构建方法，其特征在于，所述将所有主小区的三维地图进行拼接得到待建图场景的三维地图，具体包括：

依次进行前后主小区的主拼接得到待建图场景的三维地图；

其中，任一主拼接具体包括：基于共用的有效标志物在前后主小区内不同的三维坐标，得到前后坐标系转换关系，基于所述关系将后主小区的三维点云更新为前主小区坐标系下的三维点云实现前后主小区的拼接。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的结合标志物的区域重叠式三维地图构建方法，其特征在于，前后扫描的子区域之间共用两个标志物且每个子区域使用三个标志物。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的结合标志物的区域重叠式三维地图构建方法，其特征在于，所述标志物为特定尺度对应于唯一ID的二维码图形。