[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在审

专利信息
申请号: 202011233749.2 申请日: 2020-11-06
公开(公告)号: CN112200911A 公开(公告)日: 2021-01-08
发明(设计)人: 苏劲;张晨威;王旭阳;张松鹏 申请(专利权)人: 北京易达恩能科技有限公司
主分类号: G06T17/05 分类号: G06T17/05;G06T3/40;G06T7/80;G06K19/06
代理公司: 北京路浩知识产权代理有限公司 11002 代理人: 李文清
地址: 100013 北京*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 结合 标志 区域 重叠式 三维 地图 构建 方法 装置
【说明书】:

发明提供一种结合标志物的区域重叠式三维地图构建方法和装置,包括:采集任一主小区的子区域的三维点云数据、视频数据和IMU信息,采集过程为从任一主小区任意顶角的子区域开始蛇形扫描至对顶角结束,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;按照蛇形扫描的顺序基于采集到的数据依次使用基于标志物的环回检测对各子区域进行三维建图得到三维地图;按照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子区域三维地图的拼接得到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最终三维地图。本发明提供的方法和装置,实现了提高三维地图构建的可靠性和精度。

技术领域

本发明涉及三维地图构建技术领域,尤其涉及一种结合标志物的区域重叠式三维地图构建方法和装置。

背景技术

对诸如变电站,石化工厂等大型重要生产设施进行自动巡检是工业机器人领域一个非常重要的应用,通过实施自动巡检功能,可以大大提升巡检效率及可靠性,并能促进生产安全及降低运营成本。同时利用多传感器及大数据分析技术,可以提供更加全面的智能化报警、预测、跟踪及分析手段。实现自动巡检的一个重要前提是需要事先获得巡检设施的高精度三维点云建图。

目前实施高精度三维建图主要基于激光雷达SLAM或者视觉SLAM技术,激光雷达SLAM技术可以提供高精度三维地图,但在需要对大型场景中多个区域扫描图进行自动拼图时,由于目前环回检测技术存在的缺陷,往往会拼图错误的情况发生,从而不得不依赖手工拼图以重建大型场景的三维点云地图。

而基于视觉SLAM的点云建图方法存在着对环境敏感、点云稀疏及建图精度相对较低的问题。

传统的大场景三维地图构建方法,需要将大场景划分为各个主小区分别进行三维建图,然后拼接得到最终的大场景的三维地图,然而,由于进行定位的特征点都是从主小区环境中的靠图像处理自动提取,因此,特征点的识别准确性和可靠性都得不到保障,导致分别对主小区进行三维建图的精度不能保证且拼接时的准确性也不能保证。

因此,如何避免传统的三维地图构建方法中将大场景划分为各个主小区分别进行三维建图,然后拼接得到最终的大场景的三维地图时对主小区进行三维建图的精度不能保证且拼接时的准确性也不能保证,仍然是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种结合标志物的区域重叠式三维地图构建方法,用以解决现有三维地图构建方法中将大场景划分为各个主小区分别进行三维建图,然后拼接得到最终的大场景的三维地图时对主小区进行三维建图的精度不能保证且拼接时的准确性也不能保证的缺陷,实现提高三维地图构建的可靠性和精度。

本发明提供一种结合标志物的区域重叠式三维地图构建方法,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。

根据本发明提供一种的结合标志物的区域重叠式三维地图构建方法,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;

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