[发明专利]使用3D扫描仪同时进行2D定位和2D地图创建的方法和系统

权利要求书

1.一种用于在使用3D扫描仪(120)的情况下同时进行2D定位和2D地图创建的方法，

其中，借助所述3D扫描仪(120)扫描周围环境(300)，以便产生所述周围环境(300)的3D点云(320)形式的三维表示，所述3D点云由多个扫描点(321)组成，

其中，由所述3D点云(320)产生所述周围环境(300)的2D点云形式的二维表示，

其中，将所述2D点云提供给2D-SLAM算法，以便产生所述周围环境(300)的地图，并且同时求取所述3D扫描仪(120)在所述地图内的当前方位(480)。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中，补偿所述3D扫描仪(120)在扫描过程期间执行的运动，

其中，首先求取测距信息，所述测距信息表示所述3D扫描仪(120)在六个自由度上的位移，

其中，随后对于所述3D点云(320)的每个所测量的扫描点(321)，基于所述测距信息确定在测量相应的点(321)期间所述3D扫描仪(120)的当前方位(480)，并且随后从那里确定所测量的点(321)。

3.根据权利要求2所述的方法，

其中，通过对车辆测距计(132)的测量数据与惯性测量单元(131)的测量数据进行融合来产生所述测距信息。

4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，

其中，将所述3D点云(320)变换到如下坐标系中：所述坐标系的z轴平行于重力方向取向。

5.根据以上权利要求中任一项所述的方法，

其中，根据所述3D点云(320)提取垂直结构，其方式是：对于所述3D点云(320)的每个点(321)进行法线估计，并且随后去除所述3D点云(320)的如下点(321)：所述点在垂直方向(z)上的法线分量大于预给定的阈值。

6.根据以上权利要求中任一项所述的方法，

其中，将所述3D点云(320)投影到二维坐标系中，其方式是：对于所述3D点云(320)的扫描点(321)中的每个去除垂直分量。

7.根据以上权利要求中任一项所述的方法，

其中，借助体像素滤波器和/或通过规则下采样来降低所述3D点云(320)的点(321)的数量。

8.根据以上权利要求中任一项所述的方法，

其中，为了进行定位，首先通过已知的起始方位进行初始化，

其中，随后借助初始节点和对应的一元因子设立SLAM图形，所述一元因子对起始方位(480)进行编码，

其中，对于每个当前的扫描，借助当前求取的测距信息来预测当前方位(480)，

其中，随后借助所预测的当前方位(480)执行扫描匹配作为初始估计，

其中，随后在所述SLAM图形中产生新的节点，所述新的节点具有至前一个节点的二元棱边并且具有所述扫描匹配作为一元棱边。

9.一种用于执行根据以上权利要求1至9中任一项所述的方法的系统(100)，所述系统包括：

3D扫描仪(120)，所述3D扫描仪构造用于产生周围环境(300)的3D点云(320)形式的三维表示，

控制设备(180)，所述控制设备用于同时进行2D定位和2D地图创建，

其中，所述控制设备(180)构造用于由所述3D点云(320)产生所述周围环境(300)的2D点云形式的二维表示，

其中，所述控制设备(180)还构造用于将所述2D点云提供给2D-SLAM算法，以便产生所述周围环境(300)的二维地图并且同时求取所述3D扫描仪(120)在所述地图(460)内的当前方位(480)。