CN109598670A - 地图信息采集的内存管理方法、装置、存储介质和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地图信息采集的内存管理方法，涉及地图信息采集领域，该方法包括步骤：根据接收到的反射回来的激光信号，确定所述激光信号的反射位置的对应格点，以得到地图点云帧；在所述地图点云帧中，反射位置的对应格点标记为障碍物格点，未反射位置的对应格点则标记为非障碍物格点；将所述地图点云帧融合到栅格子地图中，以得到新的栅格子地图；进行缓存清理；其中，所述缓存清理包括删除已融合的地图点云帧和已融合的栅格子地图。本发明还提供了一种地图信息采集的内存管理装置、存储介质和系统，能有效减少生成栅格地图的过程中对存储空间的占用，并且提高对采集到的地图数据的处理效率。

Description

地图信息采集的内存管理方法、装置、存储介质和系统

技术领域

本发明涉及地图信息采集领域，尤其涉及一种地图信息采集的内存管理方法、装置、存储介质和系统。

背景技术

栅格地图法作为机器人学中地图的主要表示方法之一，通过将环境划分成一系列的栅格，其中每一栅格给定一个可能值，表示该栅格被障碍物占据的概率，从而构建当前环境的栅格地图。由于栅格地图法具有环境适应性和通用性，在机器人学的地图表示方法中得到很广泛的应用。

在现有技术中，为了减少栅格地图法所需要的存储空间，往往是通过滤除获取到的无用格点的信息，从而减少对存储空间的占用。在实施本发明的过程中，发明人发现，即使减少了无用格点的信息，栅格地图法受限于格点的表示方法，仍需要占据大量的存储空间，并且由于采集到的地图数据量太大，使对地图数据的处理效率受到影响。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种地图信息采集的内存管理方法、装置、存储介质和系统，能有效减少生成栅格地图的过程中对存储空间的占用，并且提高对采集到的地图数据的处理效率。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种地图信息采集的内存管理方法，包括步骤：

根据接收到的反射回来的激光信号，确定所述激光信号的反射位置的对应格点，以得到地图点云帧；在所述地图点云帧中，反射位置的对应格点标记为障碍物格点，未反射位置的对应格点则标记为非障碍物格点；

将所述地图点云帧融合到栅格子地图中，以得到新的栅格子地图；

进行缓存清理；其中，所述缓存清理包括删除已融合的地图点云帧和已融合的栅格子地图。

作为上述方案的改进，所述根据接收到的反射回来的激光信号，确定所述激光信号的反射位置的对应格点，以得到地图点云帧，包括：

接收反射回来的激光信号；

根据接收到的激光信号，计算相应的距离以及方位，从而确定反射位置；

根据所述反射位置，确定在栅格子地图中的对应格点；

将所述对应格点标记为障碍物格点，将非所述对应格点标记为非障碍物格点，得到地图点云帧。

作为上述方案的改进，所述地图点云帧对应每一格点具有一元素值；其中，所述非障碍物格点的元素值为零，所述障碍物格点的元素值为非零。

作为上述方案的改进，所述将所述地图点云帧融合到栅格子地图中，以得到新的栅格子地图，包括：

获取已有的栅格子地图；

调整所述地图点云帧的位姿，得到与所述栅格子地图的位姿相匹配的调整后的地图点云帧；

将所述调整后的地图点云帧与所述栅格子地图进行融合，得到新的栅格子地图。

作为上述方案的改进，所述调整所述地图点云帧的位姿，得到与所述栅格子地图的位姿相匹配的调整后的地图点云帧，包括：

基于所述地图点云帧的位姿，构建位姿优化矩阵；

对所述位姿优化矩阵进行分解，得到优化方程组；

对所述优化方程组进行求解，根据所述求解的结果对所述地图点云帧的位姿进行调整，以得到与所述栅格子地图的位姿相匹配的调整后的地图点云帧。

本发明实施例还提供了一种地图信息采集的内存管理装置，包括：

标记模块，用于根据接收到的反射回来的激光信号，在栅格子地图中确定所述激光信号的反射位置的对应格点，以得到地图点云帧；其中，所述对应格点标记为障碍物格点，非所述对应格点则标记为非障碍物格点；

融合模块，用于将所述地图点云帧融合到栅格子地图中，以得到新的栅格子地图；

缓存管理模块，用于进行缓存清理；其中，所述缓存清理包括删除已融合的地图点云帧和已融合的栅格子地图。

本发明实施例还提供了一种地图信息采集的内存管理装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的内存管理方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上任意一项所述的内存管理方法。

本发明实施例还提供了一种地图信息采集系统，包括服务器和内存管理装置；

所述内存管理装置，用于执行如上任一项所述的内存管理方法，并用于将得到的栅格子地图发送给所述服务器；

所述服务器，用于根据收到的所述栅格子地图更新全局地图。

作为上述方案的改进，所述服务器通过如下步骤更新全局地图：

获取已有的全局地图；

根据接收到的栅格子地图的位姿，构建位姿优化矩阵；

对所述位姿优化矩阵进行分解，得到优化方程组；

对所述优化方程组进行求解，根据所述求解的结果对所述栅格子地图的位姿进行调整，以得到与所述全局地图的位姿相匹配的调整后的栅格子地图；

将所述调整后的栅格子地图与所述全局地图进行融合，得到新的全局地图。

与现有技术相比，本发明公开的一种地图信息采集的内存管理方法、装置、存储介质和系统，通过接收反射回来的激光信号，根据所述激光信号的反射情况，以障碍物格点或非障碍物格点的方式标记地图点云帧中的格点，减少了每一格点标记所占据的存储空间，同时由于简化了所述地图点云帧中格点的表示，减少了地图数据的数据量，从而提高了对地图数据进行处理的处理效率。并且在将所述地图点云帧融合到栅格子地图中之后，将已融合的地图点云帧和已融合的栅格子地图删除，通过清除缓存数据，进一步减少了对存储空间的占用，有效地减少了生成栅格地图的过程中对存储空间的占用，并且提高了对采集到的地图数据的处理效率。

附图说明

图1是本发明实施例1中一种地图信息采集的内存管理方法的流程示意图。

图2是如图1所示的内存管理方法的步骤S110的流程示意图。

图3是如图2所示的内存管理方法的步骤S130的流程示意图。

图4是本发明实施例2中一种地图信息采集的内存管理装置的结构示意图。

图5是本发明实施例3中一种地图信息采集的内存管理装置的结构示意图。

图6是本发明实施例4中一种地图信息采集系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例1提供了一种地图信息采集的内存管理方法，该内存管理方法可以运行在具有激光接收功能的地图信息采集设备上，例如具有激光接收功能的机器人等。参见图1，是实施例1提供的一种地图信息采集的内存管理方法的流程示意图，该内存管理方法包括步骤S110至步骤S130。

S110、根据接收到的反射回来的激光信号，确定所述激光信号的反射位置的对应格点，以得到地图点云帧；在所述地图点云帧中，反射位置的对应格点标记为障碍物格点，未反射位置的对应格点则标记为非障碍物格点。

所述激光信号可以是由执行本方法的设备发射，并被障碍物反射回来的激光信号；也可以是由外部的其他设备发射，并经由障碍物反射之后，被所述执行本方法的设备所接收到的激光信号。

作为一种优选实施方式，在所述地图点云帧对应每一格点具有一元素值，其中，所述非障碍物格点的元素值为零，所述障碍物格点的元素值为非零。例如，可以采用稀疏矩阵的形式表示所述地图点云帧，将每一所述非障碍物格点的元素值标记为零，将每一所述障碍物格点的元素值标记为一。可以理解地，也可以是将每一所述非障碍物格点的元素值标记为非零，将每一所述障碍物格点的元素值标记为零，在实际应用中，可以根据具体情况选取合适的二值化的表示方式，均不影响本发明可取得的有益效果。

作为另一种优选实施方式，可以是选取满足预设条件的点云帧以作为所述地图点云帧。例如，可以是在得到的点云帧与所述栅格子地图的偏差角度超过预设值时，才将该点云帧选取为地图点云帧，以进行后续操作，所述预设值可以是1度或是其他角度值；也可以是在连续获取的若干点云帧中抽取其中一张作为所述地图点云帧；可以理解地，所述预设条件包括但不限于上述举例的两种情况，在实际应用中，可以根据具体情况进行相应调整，不影响本发明可取得的有益效果。

作为再一种优选实施方式，参见图2，步骤S110还可以通过步骤S111至步骤S114所示的流程执行。

S111、接收反射回来的激光信号。

其中，所述激光信号可以有执行本方法的设备发射，或是由外部的其他设备发射，均不影响本发明可取得的有益效果。

S112、根据接收到的激光信号，计算相应的距离以及方位，从而确定反射位置。

S113、根据所述反射位置，确定在栅格子地图中的对应格点。

S114、将所述对应格点标记为障碍物格点，将非所述对应格点标记为非障碍物格点，得到地图点云帧。

S120、将所述地图点云帧融合到栅格子地图中，以得到新的栅格子地图。

优选地，所述栅格子地图可以是以点云帧的形式保存。例如，以获取到的第一张所述地图点云帧作为所述栅格子地图，并在每次得到所述新的栅格子地图时，保存所述新的栅格子地图以替换旧有的栅格子地图。

具体地，参见图3，步骤S120还可以通过如步骤S121至步骤S123所示的流程执行。

S121、获取已有的栅格子地图。

S122、调整所述地图点云帧的位姿，得到与所述栅格子地图的位姿相匹配的调整后的地图点云帧。

S123、将所述调整后的地图点云帧与所述栅格子地图进行融合，得到新的栅格子地图。

S130、进行缓存清理；其中，所述缓存清理包括删除已融合的地图点云帧和已融合的栅格子地图。

本发明实施例1公开的一种地图信息采集的内存管理方法，通过接收反射回来的激光信号，根据所述激光信号的反射情况，以障碍物格点或非障碍物格点的方式标记地图点云帧中的格点，减少了每一格点标记所占据的存储空间，同时由于简化了所述地图点云帧中格点的表示，减少了地图数据的数据量，从而提高了对地图数据进行处理的处理效率。并且在将所述地图点云帧融合到栅格子地图中之后，将已融合的地图点云帧和已融合的栅格子地图删除，通过清除缓存数据，进一步减少了对存储空间的占用，有效地减少了生成栅格地图的过程中对存储空间的占用，并且提高了对采集到的地图数据的处理效率。

本发明实施例2提供了一种地图信息采集的内存管理装置20。参见图4，本发明实施例2提供的内存管理装置20包括标记模块21、融合模块22和缓存管理模块23。

所述标记模块21，用于根据接收到的反射回来的激光信号，在栅格子地图中确定所述激光信号的反射位置的对应格点，以得到地图点云帧；其中，所述对应格点标记为障碍物格点，非所述对应格点则标记为非障碍物格点。

所述融合模块22，用于将所述地图点云帧融合到栅格子地图中，以得到新的栅格子地图。

所述缓存管理模块23，用于进行缓存清理；其中，所述缓存清理包括删除已融合的地图点云帧和已融合的栅格子地图。

本发明实施例2提供的内存管理装置20的工作过程如实施例1提供的内存管理方法所述，在此不作赘述。

本发明实施例2公开的一种地图信息采集的内存管理装置，通过接收反射回来的激光信号，根据所述激光信号的反射情况，以障碍物格点或非障碍物格点的方式标记地图点云帧中的格点，减少了每一格点标记所占据的存储空间，同时由于简化了所述地图点云帧中格点的表示，减少了地图数据的数据量，从而提高了对地图数据进行处理的处理效率。并且在将所述地图点云帧融合到栅格子地图中之后，将已融合的地图点云帧和已融合的栅格子地图删除，通过清除缓存数据，进一步减少了对存储空间的占用，有效地减少了生成栅格地图的过程中对存储空间的占用，并且提高了对采集到的地图数据的处理效率。

本发明实施例3提供了另一种地图信息采集的内存管理装置30。参见图5，本发明实施例3提供的内存管理装置30包括：处理器31、存储器32以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，例如内存管理程序。所述处理器31执行所述计算机程序时实现上述各个测试方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S120。或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如上述实施例中所述的内存管理装置。

示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器32中，并由所述处理器31执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述内存管理装置30中的执行过程。例如，所述计算机程序可以被分割成标记模块、融合模块和缓存管理模块，各模块具体功能如下：所述标记模块，用于根据接收到的反射回来的激光信号，在栅格子地图中确定所述激光信号的反射位置的对应格点，以得到地图点云帧；其中，所述对应格点标记为障碍物格点，非所述对应格点则标记为非障碍物格点；所述融合模块，用于将所述地图点云帧融合到栅格子地图中，以得到新的栅格子地图；所述缓存管理模块，用于进行缓存清理；其中，所述缓存清理包括删除已融合的地图点云帧和已融合的栅格子地图。

所述内存管理装置30可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述内存管理装置30可包括，但不仅限于，处理器31、存储器32。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是图像增强设备的示例，并不构成对内存管理装置30的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述内存管理装置30还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器31可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器31是所述内存管理装置30的控制中心，利用各种接口和线路连接整个内存管理装置30的各个部分。

所述存储器32可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器31通过运行或执行存储在所述存储器32内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器32内的数据，实现所述内存管理装置30的各种功能。所述存储器32可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器32可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

其中，所述内存管理装置30集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。

本发明实施例3公开的一种地图信息采集的内存管理装置和存储介质，通过接收反射回来的激光信号，根据所述激光信号的反射情况，以障碍物格点或非障碍物格点的方式标记地图点云帧中的格点，减少了每一格点标记所占据的存储空间，同时由于简化了所述地图点云帧中格点的表示，减少了地图数据的数据量，从而提高了对地图数据进行处理的处理效率。并且在将所述地图点云帧融合到栅格子地图中之后，将已融合的地图点云帧和已融合的栅格子地图删除，通过清除缓存数据，进一步减少了对存储空间的占用，有效地减少了生成栅格地图的过程中对存储空间的占用，并且提高了对采集到的地图数据的处理效率。

本发明实施例4还提供了一种地图信息采集系统40。参见图6，本发明实施例4提供的地图信息采集系统40包括内存管理装置41和服务器42。

所述内存管理装置41用于执行如实施例1所述的内存管理方法，以得到栅格子地图，并且将所述栅格子地图发送给所述服务器42。例如所述内存管理装置41可以是如实施例2或实施例3所述的内存管理装置，可以理解地，所述内存管理装置41不局限与实施例2或实施例3所述，在实际应用中，可以根据具体情况选取相应的设备，不影响本发明可取得的有益效果。

所述服务器42用于根据接收到的所述栅格子地图更新全局地图。

本发明实施例4公开的一种地图信息采集系统，通过接收反射回来的激光信号，根据所述激光信号的反射情况，以障碍物格点或非障碍物格点的方式标记地图点云帧中的格点，减少了每一格点标记所占据的存储空间，同时由于简化了所述地图点云帧中格点的表示，减少了地图数据的数据量，从而提高了对地图数据进行处理的处理效率。并且在将所述地图点云帧融合到栅格子地图中之后，将已融合的地图点云帧和已融合的栅格子地图删除，通过清除缓存数据，进一步减少了对存储空间的占用，有效地减少了生成栅格地图的过程中对存储空间的占用，并且提高了对采集到的地图数据的处理效率。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种地图信息采集的内存管理方法，其特征在于，包括步骤：

根据接收到的反射回来的激光信号，确定所述激光信号的反射位置的对应格点，以得到地图点云帧；在所述地图点云帧中，反射位置的对应格点标记为障碍物格点，未反射位置的对应格点则标记为非障碍物格点；

将所述地图点云帧融合到栅格子地图中，以得到新的栅格子地图；

进行缓存清理；其中，所述缓存清理包括删除已融合的地图点云帧和已融合的栅格子地图。

2.如权利要求1所述的内存管理方法，其特征在于，所述根据接收到的反射回来的激光信号，确定所述激光信号的反射位置的对应格点，以得到地图点云帧，包括：

接收反射回来的激光信号；

根据接收到的激光信号，计算相应的距离以及方位，从而确定反射位置；

根据所述反射位置，确定在栅格子地图中的对应格点；

将所述对应格点标记为障碍物格点，将非所述对应格点标记为非障碍物格点，得到地图点云帧。

3.如权利要求2所述的内存管理方法，其特征在于，所述地图点云帧对应每一格点具有一元素值；其中，所述非障碍物格点的元素值为零，所述障碍物格点的元素值为非零。

4.如权利要求1所述的内存管理方法，其特征在于，所述将所述地图点云帧融合到栅格子地图中，以得到新的栅格子地图，包括：

获取已有的栅格子地图；

调整所述地图点云帧的位姿，得到与所述栅格子地图的位姿相匹配的调整后的地图点云帧；

将所述调整后的地图点云帧与所述栅格子地图进行融合，得到新的栅格子地图。

5.如权利要求4所述的内存管理方法，其特征在于，所述调整所述地图点云帧的位姿，得到与所述栅格子地图的位姿相匹配的调整后的地图点云帧，包括：

基于所述地图点云帧的位姿，构建位姿优化矩阵；

对所述位姿优化矩阵进行分解，得到优化方程组；

对所述优化方程组进行求解，根据所述求解的结果对所述地图点云帧的位姿进行调整，以得到与所述栅格子地图的位姿相匹配的调整后的地图点云帧。

6.一种地图信息采集的内存管理装置，其特征在于，包括：

标记模块，用于根据接收到的反射回来的激光信号，在栅格子地图中确定所述激光信号的反射位置的对应格点，以得到地图点云帧；其中，所述对应格点标记为障碍物格点，非所述对应格点则标记为非障碍物格点；

融合模块，用于将所述地图点云帧融合到栅格子地图中，以得到新的栅格子地图；

缓存管理模块，用于进行缓存清理；其中，所述缓存清理包括删除已融合的地图点云帧和已融合的栅格子地图。

7.一种地图信息采集的内存管理装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任意一项所述的内存管理方法。

8.一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包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至5中任意一项所述的内存管理方法。

9.一种地图信息采集系统，其特征在于，包括服务器和内存管理装置；

所述内存管理装置，用于执行如权利要求1至5任一项所述的内存管理方法，并用于将得到的栅格子地图发送给所述服务器；

所述服务器，用于根据收到的所述栅格子地图更新全局地图。

10.如权利要求9所述的地图信息采集系统，其特征在于，所述服务器通过如下步骤更新全局地图：

获取已有的全局地图；

根据接收到的栅格子地图的位姿，构建位姿优化矩阵；

对所述位姿优化矩阵进行分解，得到优化方程组；

对所述优化方程组进行求解，根据所述求解的结果对所述栅格子地图的位姿进行调整，以得到与所述全局地图的位姿相匹配的调整后的栅格子地图；

将所述调整后的栅格子地图与所述全局地图进行融合，得到新的全局地图。