[发明专利]路网地图生成方法、系统、设备及存储介质

权利要求书

1.一种路网地图生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100：获取在预设场景中行驶的移动采集装置上激光雷达的采集数据，得到多帧点云数据，并获取各帧对应的移动采集装置上惯性测量单元的采集数据，所述惯性测量单元的采集数据包括移动采集装置在当前帧的线速度和角速度；

S200：根据所述点云数据和所述惯性测量单元的采集数据生成高精度地图；

S300：从高精度地图中提取路网地图；

其中，所述步骤S200包括如下步骤：

S201：对每一帧点云进行滤波操作，得到路面以上预设高度范围内的点云数据；

S202：依次对各帧点云进行配准，将当前配准的帧作为配准的点云，同时选择一参考点云；

S203：将参考点云所占的空间划分为多个预设大小的网格，计算每个网格的坐标值的多维正态分布的均值和协方差矩阵，将迭代次数初始化；

S204：根据移动采集装置在当前帧的线速度，计算得到平移矩阵，根据移动采集装置在当前帧的角速度，得到旋转矩阵；

S205：对于要配准的点云，根据所述旋转矩阵和平移矩阵将该帧点云中的点转换到参考点云的网格中，包括如下步骤：

根据如下公式，将配准的点云P1通过旋转矩阵R和平移矩阵T转换到参考点云的网格中：

P2＝P1*R+T

其中，P1为转换前的配准的点云，P2为转换后的点云，*表示矩阵乘法；

S206：根据正态分布参数计算每个转换点的概率密度；

S207：对所有转换点的概率密度取平均值，得到NDT配准得分；

S208：判断NDT配准得分是否达到预设收敛条件，如果是，则继续步骤S210，否则继续步骤S209；

S209：根据牛顿优化算法对所述NDT配准得分进行优化，所有转换点的概率密度的总和作为迭代的目标函数，得到更新的线速度和角速度，然后将更新的线速度和角速度替换移动采集装置在当前帧的线速度和角速度，将迭代次数加一，并继续步骤S204；

S210：将当前的旋转矩阵和平移矩阵作为当前帧的旋转矩阵和平移矩阵，记录所有帧的旋转矩阵和平移矩阵，将原始点云帧叠加到参考点云上，得到在世界坐标系下的点云地图；

其中，所述步骤S300中从高精度地图中提取路网地图，包括如下步骤：

S301：利用区域生长算法提取路面，用法向量和曲率作为区域生长的联通依据；

S302：采用预设光强阈值对提取的路面的点云进行过滤，保留光强大于预设光强阈值的点云，得到车道线的点云；

S303：对得到的车道线的点云进行欧式距离聚类，得到所有车道线的聚类点云；

S304：对每一个类，采用直线拟合，得到每个车道线的特征参数(a,b,c,x₁,y₁,z1,x₂,y₂,z₂)，其中a,b,c为车道线的直线拟合结果，x₁,y₁,z₁为车道线的一个端点的坐标值，x₂,y₂,z₂为车道线另一个端点的坐标值。

2.根据权利要求1所述的路网地图生成方法，其特征在于，所述步骤S203中计算每个网格的多维正态分布的均值和协方差矩阵，包括如下步骤：

获取当前网格中各个点的坐标值Pi(x_i,y_i,z_i)，i∈(1，n)，n为该网格中点的个数；

根据如下公式计算当前网格的多维正态分布的均值Pmean(x_m,y_m)：

根据如下公式计算当前网格的协方差矩阵：

C＝[cov(x,x),cov(x,y),cov(y,x),cov(y,y)]

其中，计算得到的C即为当前网格的协方差矩阵。