【技术实现步骤摘要】
本申请涉及人工智能，特别是涉及一种点云配准方法、装置及智能移动设备。
技术介绍
1、随着人工智能技术的不断发展，对于扫地机器人、巡航机器人等能够基于视觉自动进行导航定位的智能移动设备而言，其可以构建自身所在场景的场景地图，用来进行持续的定位、导航、避障等。
2、其中，智能移动设备构建上述场景地图的过程，通常涉及环境数据采集、点云匹配、地图更新等环节，而在智能移动设备探测到自身所在场景的环境点云时，如何确定上述环境点云在全局坐标系下的全局位姿，以便利用环境点云与环境点云的全局位姿实现地图场景的更新，对上述场景地图的构建起到至关重要的作用。
技术实现思路
1、本申请实施例的目的在于提供一种点云配准方法、装置及智能移动设备，以实现在构建智能移动设备所进入的陌生场景的场景地图的过程中，确定智能移动设备所探测到的各帧环境点云在全局坐标系下的全局位姿。具体技术方案如下：
2、第一方面，本申请实施例提供了一种点云配准方法，所述方法包括：
3、获取待配准点云；其中，所述待配准点云为：在智能移动设备在当前所处场景内移动过程中，对所述场景进行环境探测所生成的、位于预设的局部坐标系下的非首帧环境点云；
4、确定生成所述待配准点云时，所述智能移动设备在预设的全局坐标系下的初始位姿；
5、基于所述初始位姿，以及预设的栅格地图的各个栅格记录的距离值和法向量，确定所述待配准点云在所述全局坐标系下的目标全局位姿；其中，所述栅格地图的各个栅格记录的距离值和
6、基于所述目标全局位姿，确定所述待配准点云的配准结果。
7、可选的，一种具体实现方式中，所述方法还包括：
8、基于所述待配准点云的配准结果，对所述栅格地图的各个栅格记录的距离值和法向量进行更新。
9、可选的，一种具体实现方式中，基于每帧环境点云的配准结果对所述栅格地图的各个栅格记录的距离值和法向量进行更新的方式，包括：
10、基于每帧环境点云的配准结果，将该帧环境点云转换为所述全局坐标系下的全局点云；其中，所述首帧环境点云的配准结果为：所述全局坐标系下的设定位姿；
11、基于所述全局点云，确定所述栅格地图的各个目标栅格的当前距离值和当前法向量；其中，所述各个目标栅格包括：所述全局点云的各个点在所述栅格地图中分别所属的匹配栅格，以及与任一匹配栅格的位置关系符合相邻条件的相邻栅格；
12、针对每个目标栅格，若该目标栅格记录有距离值和法向量，则基于所确定的该目标栅格的当前距离值和当前法向量，分别更新该目标栅格记录的距离值和法向量；否则，将所确定的该目标栅格的距离值和法向量，记录到该目标栅格中。
13、可选的，一种具体实现方式中，所述基于所述初始位姿，以及预设的栅格地图的各个栅格记录的距离值和法向量，确定所述待配准点云在所述全局坐标系下的目标全局位姿，包括：
14、基于所述初始位姿中包括的初始角度以及预设的角度搜索窗口，确定各个候选角度，并基于所述初始位姿中包括的初始位置以及预设的位置搜索窗口，确定各个候选位置；
15、基于各个候选角度和各个候选位置，确定各个候选位姿；其中，每个候选位姿包括：一个候选角度和一个候选位置，不同候选位姿包括的候选角度和/或候选位置不同；
16、基于每个候选位姿，将所述待配准点云分别转换为所述全局坐标系下的初始全局点云；
17、针对每个候选位姿，基于转换得到的初始全局点云，以及预设的栅格地图的各个栅格记录的距离值和法向量，计算该候选位姿的第一类得分，并基于转换得到的初始全局点云，以及所述栅格地图的各个栅格记录的距离值，计算该候选位姿的第二类得分；
18、获取所述第一类得分满足第一预设要求的候选位姿中包括的候选角度，作为目标角度，并获取所述第二类得分满足第二预设要求的候选位姿中包括的候选位置，作为目标位置；
19、确定包括所述目标角度和所述目标位置的位姿，作为所述待配准点云在所述全局坐标系下的目标全局位姿。
20、可选的，一种具体实现方式中，所述基于转换得到的初始全局点云，以及预设的栅格地图的各个栅格记录的距离值和法向量，计算该候选位姿的第一类得分，并基于转换得到的初始全局点云，以及所述栅格地图的各个栅格记录的距离值，计算该候选位姿的第二类得分，包括：
21、针对转换得到的初始全局点云的每个点，确定该点的当前法向量，以及该点在预设的栅格地图中所属的栅格记录的法向量，作为该点的历史法向量，并确定该点在所述栅格地图中所属的栅格记录的距离值，作为该点的历史距离值；
22、筛选所述栅格地图的各个栅格记录的距离值中的最大距离值；
23、基于转换得到的初始全局点云的每个点的当前法向量、历史法向量和历史距离值，以及所述最大距离值，计算该候选位姿的第一类得分，并基于转换得到的初始全局点云的每个点的历史距离值和所述最大距离值，计算该候选位姿的第二类得分。
24、可选的，一种具体实现方式中，所述基于转换得到的初始全局点云的每个点的当前法向量、历史法向量和历史距离值，以及所述最大距离值，计算该候选位姿的第一类得分，并基于转换得到的初始全局点云的每个点的历史距离值和所述最大距离值，计算该候选位姿的第二类得分，包括：
25、计算所述最大距离值与转换得到的初始全局点云的每个点的历史距离值的距离差值，并计算所得到的全部距离差值的和值，作为该候选位姿的第二类得分；
26、计算转换得到的初始全局点云的每个点的当前法向量与该点的历史法向量的法向量差值，并筛选所得到的全部法向量差值中的最大法向量差值；
27、计算所述最大法向量差值与每个法向量差值的差值，作为目标差值，并计算所得到的全部目标差值和全部距离差值的和值，作为该候选位姿的第一类得分。
28、可选的，一种具体实现方式中，所述基于所述目标全局位姿，确定所述待配准点云的配准结果，包括：
29、基于所述目标全局位姿，利用预设目标函数，计算所述目标全局位姿的位姿增量；
30、计算所述目标全局位姿与所述位姿增量的位姿和值，作为所述待配准点云的配准结果。
31、可选的，一种具体实现方式中，所述基于所述目标全局位姿，利用预设目标函数，计算所述目标全局位姿的位姿增量，包括：
32、基于所述目标全局位姿，将所述待配准点云转换为所述全局坐标系下的目标全局点云；
33、基于所述目标全局点云的每个点的当前法向量、该点对应的栅格记录的法向量、该点对应的栅格记录的距离值，以及该点对应的栅格的邻域栅格记录的距离值，求解预设目标函数，得到所述目标全局位姿的位姿增量；其中，所述目标全局点云的每个点对应的栅格为：该点在所述栅格地图中所属的栅格。
34、可选的，一种具体实现方式中，所述预设目标函数为：
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【技术保护点】
1.一种点云配准方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于每帧环境点云的配准结果对所述栅格地图的各个栅格记录的距离值和法向量进行更新的方式，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述初始位姿，以及预设的栅格地图的各个栅格记录的距离值和法向量，确定所述待配准点云在所述全局坐标系下的目标全局位姿，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于转换得到的初始全局点云，以及预设的栅格地图的各个栅格记录的距离值和法向量，计算该候选位姿的第一类得分，并基于转换得到的初始全局点云，以及所述栅格地图的各个栅格记录的距离值，计算该候选位姿的第二类得分，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于转换得到的初始全局点云的每个点的当前法向量、历史法向量和历史距离值，以及所述最大距离值，计算该候选位姿的第一类得分，并基于转换得到的初始全局点云的每个点的历史距离值和所述最大距离值，计算该候选位姿的第二类得
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标全局位姿，确定所述待配准点云的配准结果，包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标全局位姿，利用预设目标函数，计算所述目标全局位姿的位姿增量，包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述预设目标函数为：
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
11.一种智能移动设备，其特征在于，包括探测传感器和处理器；
12.一种点云配准装置，其特征在于，所述装置包括：
13.一种电子设备，其特征在于，包括：
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-10任一所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种点云配准方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于每帧环境点云的配准结果对所述栅格地图的各个栅格记录的距离值和法向量进行更新的方式，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述初始位姿，以及预设的栅格地图的各个栅格记录的距离值和法向量，确定所述待配准点云在所述全局坐标系下的目标全局位姿，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于转换得到的初始全局点云，以及预设的栅格地图的各个栅格记录的距离值和法向量，计算该候选位姿的第一类得分，并基于转换得到的初始全局点云，以及所述栅格地图的各个栅格记录的距离值，计算该候选位姿的第二类得分，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于转换得到的初始全局点云的每个点的当前法向量、历史法向量和历史距离值，以及所述最大距离值，计算该候选...
【专利技术属性】
技术研发人员：江建文，
申请(专利权)人：杭州萤石软件有限公司，
类型：发明
国别省市：
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