[发明专利]一种面向二维栅格地图的SLAM建图结果评价方法

权利要求书

1.一种面向二维栅格地图的SLAM建图结果评价方法，其特征在于：包括：

S1、对于同一环境运行不同的SLAM建图算法或对于一种建图算法选用不同参数可得到不同的建图结果，将其统一成二维栅格地图的格式，

S2、根据建图真实环境绘制实际地图，

S3、将实际地图与生成地图进行图像配准，实现二者的主要特征部分的对齐，

S4、计算评价指标，其包括：

栅格占用比差值：实际地图与生成地图占用栅格比例的差值；

轮廓周长差值：实际地图与生成地图轮廓长度总和的差值；

最近邻平均距离：实际地图中每个占用栅格到生成地图中最近占用栅格的平均距离；

均方误差：实际地图与生成地图对应像素值差值的均方差；

角均方误差：实际地图与生成地图的角的位置的偏差，

S5、根据评价指标的计算对SLAM建图结果计算偏差评分。

2.根据权利要求1所述的面向二维栅格地图的SLAM建图结果评价方法，其特征在于：对建图结果进行预处理，包括：

1)、统一自由区域、未知区域的像素值，并与占用区域的像素值实现区分，

2)、对非封闭的建图结果进行封闭处理。

3.根据权利要求1或2所述的面向二维栅格地图的SLAM建图结果评价方法，其特征在于：绘制实际地图时，

1)、实际地图与建图环境等比例，

2)、实际地图中占用区域、自由区域以及未知区域的像素值与建图结果中的占用区域、自由区域以及未知区域的像素值保持一致。

4.根据权利要求1所述的面向二维栅格地图的SLAM建图结果评价方法，其特征在于：图像配准包括初始配准、提高精度配准，其中：

初始配准包括：将生成地图通过旋转、缩放、平移等操作将其与实际地图进行图像配准，

提高精度配准包括：缩短imregconfig函数的返回参数优化器的步长、或者改变最大迭代次数、或者调整初始配准。

5.根据权利要求4所述的面向二维栅格地图的SLAM建图结果评价方法，其特征在于：保存配准后的结果，得到生成地图变换后的结果图。

6.根据权利要求5所述的面向二维栅格地图的SLAM建图结果评价方法，其特征在于：栅格占用比差值计算包括：

1)、提取占用的单元，将占用的单元与自由区域区分开，

2)、根据结果图所有单元像素的平均值确定阈值，像素值低于此阈值的单元为占用栅格，所有其他单元为自由栅格，占用栅格数量与栅格总数之比为栅格占用比，取实际地图与结果图的栅格占用比差的绝对值。

7.根据权利要求5所述的面向二维栅格地图的SLAM建图结果评价方法，其特征在于：轮廓周长差值计算包括：

1)、对结果图的图像进行二值化处理，

2)、提取轮廓并求取周长，取实际地图与结果图周长差的绝对值。

8.根据权利要求5所述的面向二维栅格地图的SLAM建图结果评价方法，其特征在于：最近邻平均距离计算包括：

1)、对结果图的图像进行二值化处理，二值化地图仅包含场景的边界和障碍，

2)、确定从实际地图的每个占用的栅格映射到生成地图变换后的结果图中最近栅格的距离，计算k个最近的相邻单元格，将获得的所有距离的总和除以地面真值图中所占用的栅格数，计算公式如下所示：

其中N为实际地图中的占用栅格数量。

9.根据权利要求5所述的面向二维栅格地图的SLAM建图结果评价方法，其特征在于：均方误差的计算包括：计算公式如下所示：

其中，x代表生成地图变换后的结果图，y代表实际地图，x(i,j)和y(i,j)分别为相应图像中第i行j列的像素值，M为行数，N为列数。

10.根据权利要求1所述的面向二维栅格地图的SLAM建图结果评价方法，其特征在于：角均方误差的计算包括：计算公式如下所示：

其中f_i为生成地图变换后的结果图中角的位置，f_i′为对应实际地图中角的位置，n为角的数量。