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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113516750A(43)申请公布日2021.10.19(21)申请号202110736465.3(22)申请日2021.06.30(71)申请人同济大学地址200092上海市杨浦区四平路1239号(72)发明人吴杭彬许泽然刘春贾守军韦钧钇姚连璧黄炜许正文(74)专利代理机构上海弼兴律师事务所31283代理人杨东明余中燕(51)Int.Cl.G06T15/08(2011.01)权利要求书3页说明书9页附图4页(54)发明名称三维点云地图构建方法、系统、电子设备及存储介质(57)摘要本发明提供一种三维点云地图构建方法、系统、电子设备及存储介质,该方法包括:基于n帧点云构建初始点云地图和初始位姿图;新建体素;在体素中加入第i帧点云后,确定体素中目标体素单元的个数,其中目标体素单元为包含有加入的各帧点云中的点的体素单元,而后根据目标体素单元的个数确定第i帧点云是否为关键帧点云,若是,则将所有目标体素单元中点云的点清零,令i=i+1,反之,则直接令i=i+1,并重新在体素中加入第i帧点云,直至i=n;基于n帧点云中的关键帧点云和非关键帧点云以及初始位姿图,获取每帧点云的目标位姿;基于n帧点云、以及每帧点云的目标位姿,构建目标点云地图。本发明能够在场景突变时准确确定关键帧点云。CN113516750ACN113516750A权利要求书1/3页1.一种三维点云地图构建方法,其特征在于,包括:基于扫描得到的n帧点云构建初始点云地图和初始位姿图,所述初始位姿图的节点为每帧所述点云的初始位姿;新建包含若干体素单元的体素,其中所述体素的三维尺寸不小于所述初始点云地图的三维尺寸;在所述体素中加入第i帧点云后,确定所述体素中目标体素单元的个数,其中所述目标体素单元为包含有加入的各帧点云中的点的体素单元,而后根据所述目标体素单元的个数,确定加入的第i帧点云是否为关键帧点云,若为关键帧点云,则将所有所述目标体素单元中点云的点清零,并令i=i+1,反之,则直接令i=i+1,而后返回执行在所述体素中加入第i帧点云的步骤,直至i=n,其中,i的初始值为0;基于所述n帧点云中的关键帧点云和非关键帧点云、以及所述初始位姿图,获取每帧所述点云的目标位姿;基于所述n帧点云、以及每帧所述点云的目标位姿,构建目标点云地图。2.根据权利要求1所述的三维点云地图构建方法,其特征在于,所述基于所述n帧点云中的关键帧点云和非关键帧点云、以及所述初始位姿图,获取每帧所述点云的目标位姿,包括:确定所述n帧点云中关键帧点云和非关键帧点云之间的配对关系;基于所述配对关系,建立关键帧点云块;基于所述配对关系,在所述初始位姿图中加入关键帧点云与非关键帧点云的初始位姿之间的连接边,得到第一位姿图;基于所述关键帧点云块之间的匹配结果,在所述第一位姿图中加入关键帧点云的初始位姿之间的连接边,得到第二位姿图,所述第二位姿图的节点为每帧所述点云的目标位姿。3.根据权利要求2所述的三维点云地图构建方法,其特征在于,所述方法还包括:对所述第二位姿图进行整体优化。4.根据权利要求2所述的三维点云地图构建方法,其特征在于,所述确定所述n帧点云中关键帧点云和非关键帧点云之间的配对关系,包括:针对各所述非关键帧点云,计算该非关键帧点云与各所述关键帧点云之间的序号差值,并在该非关键帧点云与序号差值最小的M个所述关键帧点云之间建立配对关系,其中M不小于2。5.根据权利要求2所述的三维点云地图构建方法,其特征在于,所述基于所述配对关系,建立关键帧点云块,包括:针对各所述关键帧点云,将所有与该关键帧点云存在配对关系的非关键帧点云按序号由小到大的顺序与该关键帧点云进行配准后加入该关键帧点云,得到相应的关键帧点云块。6.根据权利要求2所述的三维点云地图构建方法,其特征在于,所述基于所述配对关系,在所述初始位姿图中加入关键帧点云与非关键帧点云的初始位姿之间的连接边,得到第一位姿图,包括:在所述初始位姿图中,在具有配对关系的关键帧点云和非关键帧点云的初始位姿之间加入连接边,所述连接边的值为具有配对关系的相应关键帧点云与非关键帧点云之间的位2CN113516750A权利要求书2/3页姿变换。7.根据权利要求2所述的三维点云地图构建方法,其特征在于,所述基于所述关键帧点云块之间的匹配结果,在所述第一位姿图中加入关键帧点云的初始位姿之间的连接边,得到第二位姿图,包括:针对各所述关键帧点云块,将该关键帧点云块与其它关键帧点云块进行配准,得到该关键帧点云块与其它关键帧点云块的匹配度;当得到的某匹配度大于预定匹配度阈值时,则确定对应的两个关键帧点云块相匹配;在所述第一位姿图中,在相匹配的两个关键帧点云块中的关键帧点云的初始位姿之间增加连接边,所述连接边的值为相匹