[发明专利]一种局部栅格地图快速拼接方法、介质、终端和装置

说明书

本发明公开一种局部栅格地图快速拼接方法、介质、终端和装置。方法包括以下步骤：提取具有重叠部分的两局部栅格地图；获取两局部栅格地图分别对应的二维矩阵；对所述二维矩阵分别进行傅里叶变换生成两幅度值矩阵；采用相位相关方法对两幅度值矩阵进行变换生成用于表示两局部栅格地图之间平移量和旋转量的脉冲函数，根据脉冲函数对应的坐标值获取两局部栅格地图的相对变换关系，然后对两局部栅格地图自动拼接。本发明利用图像处理领域的傅里叶变换以及相位相关算法可以计算得到两局部栅格地图之间的平移和旋转，具有运算速度快，易得到真实相对变换等特点，从而可以有效应用于机器人领域中栅格地图拼接过程，提高了局部栅格地图拼接效率。

【技术领域】

本发明涉及导航定位领域，尤其涉及一种局部栅格地图快速拼接方法、介质、终端和装置。

【背景技术】

类似人类在地球上活动有其经度纬度坐标，机器人在其活动范围内也有其坐标。要确定其坐标，则需要该活动范围的某种地图。在室内自主移动机器人领域，该地图实际上是一种障碍物位置地图。在障碍物位置处，机器人不可通过；在非障碍物位置处，机器人可以通过。一旦配置了此地图，通过自主定位技术机器人可以比较精确地获取自身所在的位置坐标。另外，机器人在执行定点移动的任务时也是首先获取目的点坐标，然后根据起点和目的点坐标以及其间的障碍物信息规划移动路径。

因此地图是非常重要的。

通过激光扫描仪对环境进行探测得到点云信息，根据这些点云信息以及当前的扫描位置增量式地建立障碍物的位置信息，此为当前机器人领域中建图的方式。在实际场景中，固定障碍物是不变的，在机器人的移动过程中，其激光对同一障碍物可能会扫描多次。由此可以计算同一障碍物存在的概率，实际为同一障碍物被扫描到的频率。此概率和栅格化的障碍物地图即构成了机器人领域中所谓的栅格地图(也称为概率地图)。由于机器人移动过程中位置的累积误差的存在，当前位置下的点云信息不一定与已建好的地图完全重合。特别是在非常大的场景中，一次性增量式地在当前位置添加点云信息到地图上往往会出现偏差，并且随着场景的扩大，此偏差会导致所建立的地图不可用。因此在实际应用中，往往会进行局部建图，然后采用人工对齐的方式将这些局部地图进行拼接，然后在此拼接后的地图上进行导航与重定位。采用人工对齐方式只能大致将局部地图的轮廓进行重合拼接，不能给出精确的重合参数(包括平移和旋转)。并且，此方式严重依赖于技术人员的经验，不具有传承性，而在相似的局部环境中，又严重依赖于该局部地图所在的位置信息。

【发明内容】

本发明提供了一种局部栅格地图快速拼接方法、介质、终端和装置，解决了以上所述的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种局部栅格地图快速拼接方法，包括以下步骤：

步骤1，提取具有重叠部分的第一局部栅格地图和第二局部栅格地图；

步骤2，获取所述第一局部栅格地图对应的第一二维矩阵和所述第二局部栅格地图对应的第二二维矩阵；

步骤3，对所述第一二维矩阵和所述第二二维矩阵分别进行傅里叶变换生成第一局部栅格地图对应的第一幅度值矩阵和第二局部栅格地图对应的第二幅度值矩阵；

步骤4，采用相位相关方法对所述第一幅度值矩阵和所述第二幅度值矩阵进行变换生成用于表示第一局部栅格地图和第二局部栅格地图之间平移量和旋转量的脉冲函数，根据脉冲函数对应的坐标值获取第一局部栅格地图和第二局部栅格地图的相对变换关系；

步骤5，根据所述相关变换关系自动拼接所述第一局部栅格地图和所述第二局部栅格地图。

在一个优选实施方式中，对所述第一二维矩阵和所述第二二维矩阵进行傅里叶变换生成第一局部栅格地图对应的第一幅度值矩阵和第二局部栅格地图对应的第二幅度值矩阵，具体为：

S301，对所述第一二维矩阵和所述第二二维矩阵分别进行傅里叶-梅林变换生成第一局部栅格地图对应的第一频谱矩阵和第二局部栅格地图对应的第二频谱矩阵；