一种同时定位与建图的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种同时定位与建图的方法和装置，以解决现有技术视觉SLAM定位方法存在定位漂移、定位不稳定的问题。该方法包括：SLAM装置获取一个环境的感知数据，感知数据中包括图像数据、点云数据和惯性导航数据；根据图像数据和惯性导航数据建立该环境的一个3D子地图，根据点云数据和惯性导航数据建立该环境的一个3D全局地图；从3D子地图和3D全局地图中分别抽取多个特征；根据从3D子地图和3D全局地图中分别抽取的多个特征，优化3D子地图中的特征的位置，得到用于提供定位信息的3D子地图。得到用于提供定位信息的3D子地图。得到用于提供定位信息的3D子地图。

【技术实现步骤摘要】
一种同时定位与建图的方法和装置
[0001]本申请为申请号为201810508563.X、申请日为2018年5月24日的专利技术名称为“一种同时定位与建图的方法和装置”的中国专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术视觉同时定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping，SLAM)领域，特别涉及一种同时定位和建图的方法与装置。

技术介绍

[0003]近年来智能车辆或者自动驾驶车辆逐渐得到推广。在自动驾驶车辆的多种应用中，一个关键的问题是如何在一个大规模的户外环境中进行稳定和平稳的定位。对于在户外环境中运行的陆地车辆例如一个自动驾驶车辆，获取定位信息的最主要的传感器是全球定位系统(Global Positioning System，GPS)。但是一个众所周知的问题是，在城市环境中GPS卫星信号不稳定，卫星信号的准确性也会由于例如城市高楼或者树木遮挡造成的多径效应而受到影响。
[0004]针对于此，许多辅助定位方法得到发展，用于弥补城市环境中无法通过GPS信号进行定位的问题。
[0005]基于视觉SLAM的方法通过建模地图并使用惯性导航系统根据构建的地图进行定位。但是现有的基于视觉SLAM进行定位的方法，在长时间运行后存在漂移现象，也即定位得到的位置与真实位置之间的差值越来越大。
[0006]可见，现有的视觉SLAM定位方法存在定位漂移、定位不稳定的问题。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种同时定位和建图的方法和装置，用以解决现有技术中视觉SLAM存在的定位漂移、定位不稳定的问题。
[0008]根据本申请的一个方面，提供了一种同时定位和建图的方法，包括：
[0009]SLAM装置获取一个环境的感知数据，感知数据中包括图像数据、点云数据和惯性导航数据；
[0010]根据图像数据和惯性导航数据建立该环境的一个3D子地图，根据点云数据和惯性导航数据建立该环境的一个3D全局地图；
[0011]从3D子地图和3D全局地图中分别抽取多个特征；
[0012]根据从3D子地图和3D全局地图中分别抽取的多个特征，优化3D子地图中的特征的位置，得到用于提供定位信息的3D子地图。
[0013]根据本申请的另一个方面，提供了一种同时定位和建图的装置，包括：一个处理器和至少一个存储器，至少一个存储器中存储有至少一条机器可执行指令，处理器读取并执行至少一个机器可执行指令以实现：
[0014]获取一个环境的感知数据，感知数据中包括图像数据、点云数据和惯性导航数据；
[0015]根据图像数据和惯性导航数据建立该环境的一个3D子地图，根据点云数据和惯性导航数据建立该环境的一个3D全局地图；
[0016]从3D子地图和3D全局地图中分别抽取多个特征；
[0017]根据从3D子地图和3D全局地图中分别抽取的多个特征，优化3D子地图中的特征的位置，得到用于提供定位信息的3D子地图。
[0018]根据本申请的另一个方面，提供了一种同时定位和建图的装置，包括：
[0019]数据获取模块，用于获取一个环境的感知数据，感知数据中包括图像数据、点云数据和惯性导航数据；
[0020]建图模块，用于根据图像数据和惯性导航数据建立该环境的一个3D子地图，根据点云数据和惯性导航数据建立该环境的一个3D全局地图；
[0021]定位模块，用于从3D子地图和3D全局地图中分别抽取多个特征；根据从3D子地图和3D全局地图中分别抽取的多个特征，优化3D子地图中的特征的位置，得到用于提供定位信息的3D子地图。
[0022]根据本申请实施例提供的技术方案，SLAM装置根据图像数据和惯性导航数据建立一个环境的3D子地图，根据点云数据和惯性导航数据建立该环境的3D全局地图，从3D子地图和3D全局地图中分别抽取多个特征，并根据抽取的特征优化3D子地图中特征的位置，得到用于提供定位信息的3D子地图。其中，3D全局地图是根据点云数据建立得到的，点云数据的物理测量信息相比图像数据更为准确，根据提取的特征优化3D子地图中的特征的位置，能够使得3D子地图具有更为准确的物理测量信息，相比现有技术的视觉SLAM仅通过图像数据进行定位，能够提供更为准确的位置信息；从而能够解决现有技术中视觉SLAM存在的定位漂移、定位不稳定的问题。
附图说明
[0023]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
[0024]图1为本申请实施例提供的同时定位和建图的方法的处理流程图；
[0025]图2为在图1中的步骤103之后对齐3D子地图和3D全局地图的处理流程图；
[0026]图3为图1中步骤105的处理流程图；
[0027]图4为图1中步骤107的处理流程图；
[0028]图5为图4中步骤1071的处理流程图；
[0029]图6为图4中步骤1072的处理流程图；
[0030]图7为本申请实施例提供的同时定位和建图的装置的结构框图；
[0031]图8为本申请实施例提供的同时定位和建图的装置的另一个结构框图。
具体实施方式
[0032]为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护
的范围。
[0033]针对现有技术中视觉SLAM存在的定位漂移、定位不稳定的问题，本申请实施例提供了一种SLAM的方法和装置，用以解决该问题。根据本申请实施例提供的技术方案，SLAM装置根据图像数据和惯性导航数据建立一个环境的3D子地图，根据点云数据和惯性导航数据建立该环境的3D全局地图，从3D子地图和3D全局地图中分别抽取多个特征，并根据抽取的特征优化3D子地图中的特征的位置，得到用于提供定位信息的3D子地图。其中，3D全局地图是根据点云数据建立得到的，点云数据的物理测量信息相比图像数据更为准确，根据提取的特征优化3D子地图中的特征的位置，能够使得3D子地图具有更为准确的物理测量信息，相比现有技术的视觉SLAM仅通过图像数据进行定位，能够提供更为准确的位置信息；从而能够解决现有技术中视觉SLAM存在的定位漂移、定位不稳定的问题。
[0034]以上是本专利技术的核心思想，为了使本
的人员更好地理解本专利技术实施例中的技术方案，并使本专利技术实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术实施例中技术方案作进一步详细的说明。
[0035]图1中示出了本申请实施例提供的同时定位和建图的方法的处理流程，包括：
[0036]步骤101、SLAM装置获取一个环境的感知数据，感知数据中包括图像数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种系统，包括：至少一个处理器；以及至少一个存储器，包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在由所述至少一个处理器执行时引起所述系统至少：基于来自相机的多个图像，生成包括第一多个特征的第一地图；基于来自光测距传感器的数据，生成包括第二多个特征的第二地图；以及基于所述第一多个特征和所述第二多个特征的比较，确定所述第一地图相对于所述第二地图的位置。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个存储器进一步包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在由所述至少一个处理器执行时引起所述系统至少：将所述第一多个特征与所述第二多个特征进行比较以产生多个分数，所述多个分数中的每个分数包括所述第一多个特征中的一个特征与所述第二多个特征中的一个特征之间的距离。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述至少一个存储器进一步包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在由所述至少一个处理器执行时引起所述系统至少：确定所述多个分数中的一个分数中包括的第一距离大于阈值距离；以及响应于所述第一距离大于所述阈值距离的确定，去除所述第一多个特征中的一个特征与所述第二多个特征中的一个特征之间的对应关系。4.根据权利要求1所述的系统，其中，为确定所述第一地图相对于所述第二地图的位置，所述至少一个存储器进一步包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在由所述至少一个处理器执行时引起所述系统至少：从所述第一地图中抽取所述第一多个特征；以及从所述第二地图中抽取所述第二多个特征。5.根据权利要求4所述的系统，其中，从所述第一地图中抽取的所述第一多个特征包括结构化特征和非结构化特征，并且其中，从所述第二地图中抽取的所述第二多个特征包括结构化特征和非结构化特征。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述结构化特征包括平面、直线和曲线中的至少一者，并且其中，所述非结构化特征包括三维点。7.根据权利要求4所述的系统，其中，为从所述第一地图中抽取所述第一多个特征以及从所述第二地图中抽取所述第二多个特征，所述至少一个存储器进一步包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在由所述至少一个处理器执行时引起所述系统至少：对所述第一地图进行体素化以产生第一多个体素；对所述第二地图进行体素化以产生第二多个体素；以及基于概率模型，生成所述第一多个体素和所述第二多个体素内三维点的分布。8.根据权利要求4所述的系统，其中，为从所述第一地图中抽取所述第一多个特征以及从所述第二地图中抽取所述第二多个特征，所述至少一个存储器进一步包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在由所述至少一个处理器执行时引起所述系统至少：对所述第一多个特征和所述第二多个特征进行分类。9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个存储器进一步包括计算机程序指
令，所述计算机程序指令在由所述至少一个处理器执行时引起所述系统至少：基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一，罗毅，许可，
申请(专利权)人：北京图森未来科技有限公司，
类型：发明
国别省市：