[发明专利]建图方法、装置及计算机存储介质

说明书

本申请提出一种建图方法、装置及计算机存储介质。其中，采用激光雷达获得多个局部地图的点云；根据多个局部地图的点云分别构建局部地图，得到多个局部地图；对多个局部地图的点云进行特征提取和几何特征拟合；根据特征提取的结果和几何特征拟合后的结果对多个局部地图的点云帧进行相似度评价；根据相似度评价结果对多个局部地图进行拼接，获得全局地图。本申请实施例可以采用多个激光雷达同时工作，分别对不同的局部区域进行数据采集，获得局部地图的点云，再根据局部地图的点云进行分析，对局部地图进行拼接得到全局地图，可以提高建图的速度和精度。

技术领域

本申请涉及激光雷达三维重建技术领域，尤其涉及一种建图方法、装置及 计算机存储介质。

背景技术

随着激光雷达技术的快速发展，基于激光雷达的同时定位与地图构建 (SLAM)技术被广泛应用于无人驾驶、环境勘测等领域。激光SLAM通过激 光点云帧间匹配，实现三维地图构建与自身定位。在大型场景机器人建图过程 中，由于数据量的不断增加，加大了系统的计算复杂性和存储压力，且位姿变 换误差也不可避免的累积增大。提高激光SLAM速度和精度，是一项很有意义 且艰巨的任务，尤其是在缺失GNSS/INS信息的大型室内空间中。在复杂情况 下，如针对于大型室内环境的灾难救援、灾后勘探，单机器人SLAM系统需要 遍历整个场景，才能完成全局地图构建，且建图速度、精度得不到保障。因此， 开发高效的大型室内场景合作重建技术，对于SLAM发展有着重要的意义。

发明内容

本申请实施例提供一种建图方法、装置及计算机存储介质，以解决相关技 术存在的问题，技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种建图方法，包括：

采用激光雷达获得多个局部地图的点云；

根据多个局部地图的点云分别构建局部地图，得到多个局部地图；

对多个局部地图的点云进行特征提取和几何特征拟合；

根据特征提取的结果和几何特征拟合后的结果对多个局部地图的点云帧进 行相似度评价；

根据相似度评价结果对多个局部地图进行拼接，获得全局地图。

在一种实施方式中，根据多个局部地图的点云分别构建局部地图包括：

点云预处理，计算激光雷达相邻扫描线两点之间的俯仰角，将点云分为地 面点和非地面点；

特征提取，包括计算点云平滑度，根据平滑度阈值提取边角点和平面点；

运动估计，通过匹配前后两帧点云的边角点-边角线、平面点-平面块特征 关系，估计连续两次扫描之间的位姿变换关系；

地图构建，以较低的频率将点云匹配到地图中，并优化位姿变换，得到局 部地图。

在一种实施方式中，对多个局部地图的点云进行特征提取包括：

z轴校准，通过计算地面点法向量与向量(0,0,1)之间的旋转矩阵R_calib，消 除点云的z轴误差；

点云滤波，采用高度阈值滤波，删除结构特征点云；再对未删除的点云进 行三维体素滤波；

点云降维，将点云沿z轴方向投影，得到二维点云；

欧式聚类，对点云进行分割，剔除对于分析建筑结构没有贡献的聚类点集， 得到室内结构的二维聚类点集。

在一种实施方式中，对多个局部地图的点云进行几何特征拟合包括：墙体 直线l_w拟合、墙体弧线a_w拟合、单墙角折线p_f拟合、多墙角折线p_F拟合、柱体 圆弧a_c拟合、柱体垂线r_c拟合。