CN110197615A - 用于生成地图的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了用于生成地图的方法及装置。该方法的一具体实施方式包括:获取位姿信息、传感器数据和点云数据,上述位姿信息包括采集传感器数据和点云数据的设备的空间位置信息和空间角度信息,上述位姿信息、传感器数据和点云数据按照同一时间序列采集得到;通过传感器数据和点云数据对位姿信息进行修正,并通过修正后的位姿信息对点云数据进行修正;通过修正后的点云数据生成地图。该实施方式提高了地图的精度。
Description
技术领域
本申请实施例涉及计算机技术领域,具体涉及地图绘制技术领域,尤其涉及用于生成地图的方法及装置。
背景技术
随着科技的发展,智能终端为人们的工作和生活带来了便利。人们可以通过智能终端上安装的电子地图查询目的位置或查找到达目的地的线路;也可以通过电子地图进行导航,引导人们到达目的地。因此,电子地图的准确度就显得特别重要。
现有的生成电子地图的方法,通常是首先通过数据采集设备采集周围环境的点云数据,然后通过点云数据构建环境数据,进而确定环境数据中的线路、建筑物等电子信息,最终得到电子地图。
发明内容
本申请实施例的目的在于提出了用于生成地图的方法及装置。
第一方面,本申请实施例提供了一种用于生成地图的方法,该方法包括:获取位姿信息、传感器数据和点云数据,上述位姿信息包括采集传感器数据和点云数据的设备的空间位置信息和空间角度信息,上述位姿信息、传感器数据和点云数据按照同一时间序列采集得到;通过传感器数据和点云数据对位姿信息进行修正,并通过修正后的位姿信息对点云数据进行修正;通过修正后的点云数据生成地图。
在一些实施例中,上述传感器数据包括图像数据,上述图像数据包括按照上述时间序列采集的图像序列,以及,上述通过传感器数据和点云数据对位姿信息进行修正,包括:对于图像序列中任意的相邻两帧图像,获取相邻两帧图像之间的第一位姿增量,其中,相邻两帧图像中的一帧图像与第一时刻对应,相邻两帧图像中的另一帧图像与第二时刻对应,并且第一时刻在时间上早于第二时刻,第一位姿增量包括图像数据对应的、上述设备在第一时刻和第二时刻之间的时间内的空间位置变化量和空间角度变化量;通过上述第一时刻和第二时刻对应的相邻两帧点云数据得到第二位姿增量,第二位姿增量包括点云数据对应的、上述设备在第一时刻和第二时刻之间的时间内的空间位置变化量和空间角度变化量;通过上述第一位姿增量对第二位姿增量进行修正得到修正第二位姿增量;将第一时刻的第一位姿信息和修正第二位姿增量求和得到第二时刻的第二位姿信息。
在一些实施例中,上述获取相邻两帧图像之间的第一位姿增量,包括:分别对相邻两帧图像进行特征点提取,得到第一图像特征点集合和第二图像特征点集合,其中,第一图像特征点集合包含的第一图像特征点和第二图像特征点集合包含的第二图像特征点分别用于对相邻两帧图像中的同一静止物体上的对应位置进行标记;分别通过第一图像特征点集合包含的第一图像特征点和第二图像特征点集合包含的第二图像特征点构建第一图像位姿信息和第二图像位姿信息,其中,第一图像位姿信息包括图像数据对应的、上述设备在第一时刻的空间位置信息和空间角度信息,第二图像位姿信息包括图像数据对应的、上述设备在第二时刻的空间位置信息和空间角度信息;对比第一图像位姿信息和第二图像位姿信息,得到第一位姿增量。
在一些实施例中,上述通过上述第一时刻和第二时刻对应的相邻两帧点云数据得到第二位姿增量,包括:分别对相邻两帧点云数据进行特征点提取,得到第一点云特征点集合和第二点云特征点集合,其中,第一点云特征点集合包含的第一点云特征点和第二点云特征点集合包含的第二点云特征点分别用于对相邻两帧点云数据中的同一静止物体上的对应位置进行标记;分别通过第一点云特征点集合包含的第一点云特征点和第二点云特征点集合包含的第二点云特征点构建第一点云位姿信息和第二点云位姿信息,其中,第一点云位姿信息包括点云数据对应的、上述设备在第一时刻的空间位置信息和空间角度信息,第二点云位姿信息包括点云数据对应的、上述设备在第二时刻的空间位置信息和空间角度信息;对比第一点云位姿信息和第二点云位姿信息,得到第二位姿增量。
在一些实施例中,上述传感器数据包括加速度、角速度和距离,其中,加速度用于表征上述设备在上述第一时刻和第二时刻之间的时间内的第一空间角度变化量,角速度用于表征上述设备在上述第一时刻和第二时刻之间的时间内的第二空间角度变化量,距离用于表征上述设备在上述第一时刻和第二时刻之间的时间内的空间位置变化量,以及,上述通过传感器数据和点云数据对位姿信息进行修正,包括:通过加速度和角速度构建角度增量;通过角度增量和距离构建第三位姿增量,第三位姿增量包括加速度、角速度和距离对应的、上述设备在第一时刻和第二时刻之间的时间内的空间位置变化量和空间角度变化量;通过上述第三位姿增量对第一位姿增量进行修正得到修正第一位姿增量。
在一些实施例中,上述通过加速度和角速度构建角度增量,包括:对角速度积分得到第一空间角度变化量;计算加速度与重力加速度的比值得到第二空间角度变化量;通过第一空间角度变化量和第二空间角度变化量构建角度增量。
在一些实施例中,上述通过第一空间角度变化量和第二空间角度变化量构建角度增量,包括:当第一空间角度变化量和第二空间角度变化量之间的差值大于设定值时,为第一空间角度变化量设置第一权值,为第二空间角度变化量设置第二权值,否则为第一空间角度变化量设置第二权值,为第二空间角度变化量设置第一权值,其中,上述第一权值大于第二权值。
在一些实施例中,上述通过修正后的位姿信息对点云数据进行修正包括:计算上述第二点云位姿信息与第二位姿信息之间的差值得到位姿变换量;通过上述位姿变换量对第二时刻对应的点云数据进行修正。
在一些实施例中,上述方法还包括:获取上述时间序列对应的每个时刻的位姿信息,通过位姿信息包含的空间位置信息和空间角度信息分别绘制位置曲线和角度曲线,得到由位置曲线和角度曲线组成的姿信息图;对上述位姿信息图上设定距离范围内的位置曲线和角度曲线进行平滑处理。
第二方面,本申请实施例提供了一种用于生成地图的装置,该装置包括:信息获取单元,用于获取位姿信息、传感器数据和点云数据,上述位姿信息包括采集传感器数据和点云数据的设备的空间位置信息和空间角度信息,上述位姿信息、传感器数据和点云数据按照同一时间序列采集得到;修正单元,用于通过传感器数据和点云数据对位姿信息进行修正,并通过修正后的位姿信息对点云数据进行修正;地图生成单元,用于通过修正后的点云数据生成地图。
在一些实施例中,上述传感器数据包括图像数据,上述图像数据包括按照上述时间序列采集的图像序列,以及,上述修正单元包括:第一位姿增量获取子单元,对于图像序列中任意的相邻两帧图像,用于获取相邻两帧图像之间的第一位姿增量,其中,相邻两帧图像中的一帧图像与第一时刻对应,相邻两帧图像中的另一帧图像与第二时刻对应,并且第一时刻在时间上早于第二时刻,第一位姿增量包括图像数据对应的、上述设备在第一时刻和第二时刻之间的时间内的空间位置变化量和空间角度变化量;第二位姿增量获取子单元,用于通过上述第一时刻和第二时刻对应的相邻两帧点云数据得到第二位姿增量,第二位姿增量包括点云数据对应的、上述设备在第一时刻和第二时刻之间的时间内的空间位置变化量和空间角度变化量;修正第二位姿增量获取子单元,用于通过上述第一位姿增量对第二位姿增量进行修正得到修正第二位姿增量;第二位姿信息获取子单元,用于将第一时刻的第一位姿信息和修正第二位姿增量求和得到第二时刻的第二位姿信息。
在一些实施例中,上述第一位姿增量获取子单元包括:图像特征点提取模块,用于分别对相邻两帧图像进行特征点提取,得到第一图像特征点集合和第二图像特征点集合,其中,第一图像特征点集合包含的第一图像特征点和第二图像特征点集合包含的第二图像特征点分别用于对相邻两帧图像中的同一静止物体上的对应位置进行标记;图像位姿信息构建模块,用于分别通过第一图像特征点集合包含的第一图像特征点和第二图像特征点集合包含的第二图像特征点构建第一图像位姿信息和第二图像位姿信息,其中,第一图像位姿信息包括图像数据对应的、上述设备在第一时刻的空间位置信息和空间角度信息,第二图像位姿信息包括图像数据对应的、上述设备在第二时刻的空间位置信息和空间角度信息;第一位姿增量获取模块,用于对比第一图像位姿信息和第二图像位姿信息,得到第一位姿增量。
在一些实施例中,上述第二位姿增量获取子单元包括:点云特征点提取模块,用于分别对相邻两帧点云数据进行特征点提取,得到第一点云特征点集合和第二点云特征点集合,其中,第一点云特征点集合包含的第一点云特征点和第二点云特征点集合包含的第二点云特征点分别用于对相邻两帧点云数据中的同一静止物体上的对应位置进行标记;点云位姿信息构建模块,用于分别通过第一点云特征点集合包含的第一点云特征点和第二点云特征点集合包含的第二点云特征点构建第一点云位姿信息和第二点云位姿信息,其中,第一点云位姿信息包括点云数据对应的、上述设备在第一时刻的空间位置信息和空间角度信息,第二点云位姿信息包括点云数据对应的、上述设备在第二时刻的空间位置信息和空间角度信息;第二位姿增量获取模块,用于对比第一点云位姿信息和第二点云位姿信息,得到第二位姿增量。
在一些实施例中,上述传感器数据包括加速度、角速度和距离,其中,加速度用于表征上述设备在上述第一时刻和第二时刻之间的时间内的第一空间角度变化量,角速度用于表征上述设备在上述第一时刻和第二时刻之间的时间内的第二空间角度变化量,距离用于表征上述设备在上述第一时刻和第二时刻之间的时间内的空间位置变化量,以及,上述修正单元包括:角度增量构建子单元,用于通过加速度和角速度构建角度增量;第三位姿增量获取子单元,用于通过角度增量和距离构建第三位姿增量,第三位姿增量包括加速度、角速度和距离对应的、上述设备在第一时刻和第二时刻之间的时间内的空间位置变化量和空间角度变化量;修正第一位姿增量获取子单元,用于通过上述第三位姿增量对第一位姿增量进行修正得到修正第一位姿增量。
在一些实施例中,上述角度增量构建子单元包括:第一空间角度变化量获取模块,用于对角速度积分得到第一空间角度变化量;第二空间角度变化量获取模块,用于计算加速度与重力加速度的比值得到第二空间角度变化量;角度增量构建模块,用于通过第一空间角度变化量和第二空间角度变化量构建角度增量。
在一些实施例中,上述角度增量构建模块包括:当第一空间角度变化量和第二空间角度变化量之间的差值大于设定值时,为第一空间角度变化量设置第一权值,为第二空间角度变化量设置第二权值,否则为第一空间角度变化量设置第二权值,为第二空间角度变化量设置第一权值,其中,上述第一权值大于第二权值。
在一些实施例中,上述修正单元包括:位姿变换量计算子单元,用于计算上述第二点云位姿信息与第二位姿信息之间的差值得到位姿变换量;修正子单元,用于通过上述位姿变换量对第二时刻对应的点云数据进行修正。
在一些实施例中,上述装置还包括:姿信息图获取单元,用于获取上述时间序列对应的每个时刻的位姿信息,通过位姿信息包含的空间位置信息和空间角度信息分别绘制位置曲线和角度曲线,得到由位置曲线和角度曲线组成的姿信息图;平滑处理单元,用于对上述位姿信息图上设定距离范围内的位置曲线和角度曲线进行平滑处理。
第三方面,本申请实施例提供了一种服务器,包括:一个或多个处理器;存储器,用于存储一个或多个程序,当上述一个或多个程序被上述一个或多个处理器执行时,使得上述一个或多个处理器执行上述第一方面的用于生成地图的方法。
第四方面,本申请实施例提供了一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现上述第一方面的用于生成地图的方法。
本申请实施例提供的用于生成地图的方法及装置,通过传感器数据和点云数据对位姿信息进行修正,并通过修正后的位姿信息对点云数据进行修正,提高了位姿信息的准确性和修正后的点云数据的准确性;通过修正后的点云数据生成地图,提高了地图的精度。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1是本申请可以应用于其中的示例性系统架构图;
图2是根据本申请的用于生成地图的方法的一个实施例的流程图;
图3是根据本申请的用于生成地图的方法的一个应用场景的示意图;
图4是根据本申请的用于生成地图的装置的一个实施例的结构示意图;
图5是适于用来实现本申请实施例的服务器的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
图1示出了可以应用本申请实施例的用于生成地图的方法或用于生成地图的装置的示例性系统架构100。
如图1所示,系统架构100可以包括采集传感器数据和点云数据的设备101,网络102和服务器103。网络102用以在设备101和服务器103之间提供通信链路的介质。网络102可以包括各种连接类型,例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。
设备101通过网络102与服务器103交互,以接收或发送数据等。设备101上可以安装有各种数据采集设备,例如全球定位系统(Global Positioning System,GPS)、惯性测量单元、摄像头、激光传感器、距离传感器、陀螺仪等。
服务器103可以是提供各种数据处理的服务器,例如对设备101获取的各种数据进行处理,以生成地图的服务器。服务器可以对接收到的各种数据进行数据处理,降低设备101在获取各种数据时的干扰,能够提高设备101获取的各种数据的精度,进而可以提高通过各种数据生成的地图的精确度。
需要说明的是,本申请实施例所提供的用于生成地图的方法一般由服务器103执行,相应地,用于生成地图的装置一般设置于服务器103中。
需要说明的是,服务器可以是硬件,也可以是软件。当服务器为硬件时,可以实现成多个服务器组成的分布式服务器集群,也可以实现成单个服务器。当服务器为软件时,可以实现成多个软件或软件模块(例如用来提供分布式服务),也可以实现成单个软件或软件模块。在此不做具体限定。
应该理解,图1中的设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要,可以具有任意数目的设备、网络和服务器。
继续参考图2,示出了根据本申请的用于生成地图的方法的一个实施例的流程200。该用于生成地图的方法包括以下步骤:
步骤201,获取位姿信息、传感器数据和点云数据。
在本实施例中,用于生成地图的方法运行于其上的电子设备(例如图1所示的服务器103)可以通过有线连接方式或者无线连接方式从设备101获取位姿信息、传感器数据和点云数据。需要指出的是,上述无线连接方式可以包括但不限于3G/4G连接、WiFi连接、蓝牙连接、WiMAX连接、Zigbee连接、UWB(ultra wideband)连接、以及其他现在已知或将来开发的无线连接方式。
现有的通过采集点云数据生成地图的方法中,首先需要通过车载点云数据采集设备在行车线路上行驶,进而采集到行车线路上的点云数据;然后再对点云数据进行筛选,从中挑选出需要的点云数据,并通过有用的点云数据构建地图。但是,现有通过采集点云数据生成地图的方法通常没有考虑采集点云数据时点云数据采集设备受到的干扰。例如,干扰可以是路面不平、采集设备抖动,或GPS信号不稳等。因此,通过现有方法得到的点云数据和地图的精确度不高。
为此,本申请实施例可以同时获取位姿信息、传感器数据和点云数据。其中,上述位姿信息包括采集传感器数据和点云数据的设备101的空间位置信息和空间角度信息,即位姿信息可以认为是对设备101在空间的描述信息。例如,位姿信息可以是:(x,y,z,a,b,c)。其中,x,y,z可以是设备101的空间位置信息;a,b,c可以是设备101的空间角度信息。位姿信息还可以是其他形式,此处不再一一赘述。在初始时刻(即设备101开始采集传感器数据和点云数据时),设备101上的各个数据采集器件都处于静止状态,因此也没有由于运动等原因造成的干扰。因此,初始时刻的位姿信息为未受干扰的准确的信息,可以认为设备101上的各个数据采集器件对应的初始位姿信息相同。此时,可以通过GPS等设备得到准确的初始位姿信息;传感器数据可以为设备101上的各种传感器采集的数据。根据实际需要,设备101上可以安装有多种类型的传感器,例如可以是位置传感器、距离传感器、速度传感器等;点云数据可以是各种类型的激光传感器采集的周围环境的数据。上述位姿信息、传感器数据和点云数据按照同一时间序列采集得到,这样有利于数据之间的同步及后续对数据的修正。
步骤202,通过传感器数据和点云数据对位姿信息进行修正,并通过修正后的位姿信息对点云数据进行修正。
由上述描述可知,在实际采集数据的过程中,设备101在运动过程中采集数据时可能会受到各种干扰,这些干扰都会影响到设备101在采集数据过程中的平稳性,进而降低采集到的数据的准确性。为此,本实施例可以同时获取位姿信息、传感器数据和点云数据等多种数据,通过不同数据对位姿信息进行修正,以达到降低设备101受到的干扰的目的。当位姿信息修正后,可以通过修正后的位姿信息对点云数据进行修正,从而消除点云数据受到的干扰,提高了点云数据的准确性。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述传感器数据包括图像数据,上述图像数据包括按照上述时间序列采集的图像序列,以及,上述通过传感器数据和点云数据对位姿信息进行修正,可以包括以下步骤:
第一步,对于图像序列中任意的相邻两帧图像,获取相邻两帧图像之间的第一位姿增量。
由上述描述可知,本实施例的位姿信息、传感器数据和点云数据按照同一时间序列采集得到。在对位姿信息进行修正时,可以分别对每个时刻的位姿信息进行修正。因此,可以以图像序列包含的任意的相邻两帧图像对修正位姿信息的过程进行说明。图像数据也是设备101上安装的图像数据采集设备获取的,因此采集的图像数据能够反映设备101的位姿信息。本实施例可以分别从相邻两帧图像中获取到两个位姿信息,然后通过这两个位姿信息的对比可以得到第一位姿增量。为了便于数据处理,本实施例可以将相邻两帧图像中的一帧图像设置为与第一时刻对应,将相邻两帧图像中的另一帧图像设置为与第二时刻对应,并且第一时刻在时间上早于第二时刻;第一位姿增量包括图像数据对应的、上述设备(即设备101)在第一时刻和第二时刻之间的时间内的空间位置变化量和空间角度变化量,即第一位姿增量是由图像数据得到的位姿信息的变化量。由于图像包含纹理信息,第一位姿增量也具有纹理特性。
第二步,通过上述第一时刻和第二时刻对应的相邻两帧点云数据得到第二位姿增量。
与上述的图像数据类似的,点云数据也是设备101上安装的点云数据采集设备获取的,因此采集的点云数据也能够反映设备101的位姿信息。本实施例可以分别从相邻两帧点云数据中获取到两个位姿信息,然后通过这两个位姿信息的对比可以得到第二位姿增量。为了便于数据处理,本实施例可以将相邻两帧点云数据中的一帧点云数据设置为与第一时刻对应,将相邻两帧点云数据中的另一帧点云数据设置为与第二时刻对应;第二位姿增量包括点云数据对应的、上述设备(即设备101)在第一时刻和第二时刻之间的时间内的空间位置变化量和空间角度变化量,即第二位姿增量是由点云数据得到的位姿信息的变化量。
第三步,通过上述第一位姿增量对第二位姿增量进行修正得到修正第二位姿增量。
理想情况下,第一位姿增量对第二位姿增量之间的差值为0,但实际中会受到各种干扰,因此很少出现这种理想情况。为此,当第一位姿增量对第二位姿增量不相等时,可以通过第一位姿增量对第二位姿增量进行修正。修正时采用的方法可以是高斯牛顿法等方法,使得第一时刻对应的点云数据根据第一位姿增量得到的点云数据与第二时刻对应的点云数据进行特征点匹配,并将特征点匹配后的第二位姿增量作为修正第二位姿增量。由于图像包含纹理信息,通过第一位姿增量对第二位姿增量进行修正可以得到信息跟准确的修正第二位姿增量。
第四步,将第一时刻的第一位姿信息和修正第二位姿增量求和得到第二时刻的第二位姿信息。
本实施例对相邻的第一时刻采集到的数据和第二时刻采集到的数据进行数据处理,前提是认为第一时刻采集到的数据为准确值。例如,设备101采集数据前为静止状态,在该状态下,可以认为设备101没有受到路面不平等干扰。所以,采集数据前处于静止状态的设备101的位姿信息可以认为是第一时刻的位姿信息。之后,采集第二时刻的信息,通过上述的方法对第二时刻的位姿信息进行修正。然后再将第二时刻的位姿信息作为第一时刻的位姿信息,对下一时刻的位姿信息进行修正。如此,可以实现对每个时刻的位姿信息进行修正。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述获取相邻两帧图像之间的第一位姿增量,可以包括以下步骤:
第一步,分别对相邻两帧图像进行特征点提取,得到第一图像特征点集合和第二图像特征点集合。
设备101上的图像采集器件(例如可以是摄像头)可以采集设备101行驶过程中的图像数据。对于图像数据中任意的相邻两帧图像,为了从每帧图像中获取到位姿信息,可以分别对相邻两帧图像进行特征点提取。为了准确获得位姿信息,可以选择图像中的静止物体(例如可以是房屋、树木等)上的指定位置对应的点作为特征点。而图像具有纹理信息,通过纹理信息可以较为精确的确定特征点,进而得到第一图像特征点集合和第二图像特征点集合。其中,第一图像特征点集合包含的第一图像特征点和第二图像特征点集合包含的第二图像特征点分别用于对相邻两帧图像中的同一静止物体上的对应位置进行标记。由上述描述可知,相邻两帧图像中的一帧图像与第一时刻对应,相邻两帧图像中的另一帧图像与第二时刻对应,并且第一时刻在时间上早于第二时刻。因此,此处的第一图像特征点集合与第一时刻对应,第二图像特征点集合与第二时刻对应。
第二步,分别通过第一图像特征点集合包含的第一图像特征点和第二图像特征点集合包含的第二图像特征点构建第一图像位姿信息和第二图像位姿信息。
将第一图像特征点集合包含的第一图像特征点按照指定的方式(例如可以是描述物体外形或结构)连接起来;然后,将第一图像特征点映射成三维数据。如此,可以得到第一图像位姿信息。第一图像位姿信息可以反映设备101在第一时刻时相对于图像中静止物体的位置和角度,即第一图像位姿信息包括图像数据对应的、上述设备在第一时刻的空间位置信息和空间角度信息。类似的,可以得到第二图像特征点集合包含的第二图像特征点对应的第二图像位姿信息。第二图像位姿信息包括图像数据对应的、上述设备在第二时刻的空间位置信息和空间角度信息。
第三步,对比第一图像位姿信息和第二图像位姿信息,得到第一位姿增量。
得到第一图像位姿信息和第二图像位姿信息后,分别比较第一图像位姿信息和第二图像位姿信息中的空间位置信息(例如可以是第二图像位姿信息中的空间位置信息对应的数值减去第一图像位姿信息的空间位置信息对应的数值),得到空间位置增量信息。同理可以得到空间角度增量信息。由空间位置增量信息和空间角度增量信息构成第一位姿增量。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述通过上述第一时刻和第二时刻对应的相邻两帧点云数据得到第二位姿增量,可以包括以下步骤:
第一步,分别对相邻两帧点云数据进行特征点提取,得到第一点云特征点集合和第二点云特征点集合。
设备101上的点云数据采集器件(例如可以是激光传感器)可以采集设备101行驶过程中的点云数据。对于任意的相邻两帧点云数据,为了从每帧点云数据中获取到位姿信息,可以分别对相邻两帧点云数据进行特征点提取。类似的,可以选择点云数据中的静止物体(例如可以是房屋、树木等)上的指定位置对应的点作为特征点,进而得到第一点云特征点集合和第二点云特征点集合。其中,第一点云特征点集合包含的第一点云特征点和第二点云特征点集合包含的第二点云特征点分别用于对相邻两帧点云数据中的同一静止物体上的对应位置进行标记。第一点云特征点集合与第一时刻对应,第二点云特征点集合与第二时刻对应。
第二步,分别通过第一点云特征点集合包含的第一点云特征点和第二点云特征点集合包含的第二点云特征点构建第一点云位姿信息和第二点云位姿信息。
点云数据本身可以描述三维信息,将第一点云特征点集合包含的第一点云特征点按照指定的方式(例如可以是描述物体外形或结构)连接起来可以直接得到第一点云位姿信息。第一点云位姿信息可以反映设备101在第一时刻时相对于点云数据中静止物体的位置和角度,即第一点云位姿信息包括点云数据对应的、上述设备在第一时刻的空间位置信息和空间角度信息。类似的,可以得到第二点云特征点集合包含的第二点云特征点对应的第二点云位姿信息。第二点云位姿信息包括点云数据对应的、上述设备在第二时刻的空间位置信息和空间角度信息。
第三步,对比第一点云位姿信息和第二点云位姿信息,得到第二位姿增量。
得到第一点云位姿信息和第二点云位姿信息后,分别比较第一点云位姿信息和第二点云位姿信息中的空间位置信息(例如可以是第二点云位姿信息中的空间位置信息对应的数值减去第一点云位姿信息的空间位置信息对应的数值),得到空间位置增量信息。同理可以得到空间角度增量信息。由空间位置增量信息和空间角度增量信息构成第二位姿增量。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述传感器数据还可以包括加速度、角速度和距离,其中,加速度用于表征上述设备在上述第一时刻和第二时刻之间的时间内的第一空间角度变化量,角速度用于表征上述设备在上述第一时刻和第二时刻之间的时间内的第二空间角度变化量,距离用于表征上述设备在上述第一时刻和第二时刻之间的时间内的空间位置变化量,以及,上述通过传感器数据和点云数据对位姿信息进行修正,可以包括以下步骤:
第一步,通过加速度和角速度构建角度增量。
传感器除了可以是图像数据外,还可以是加速度、角速度和距离。其中,加速度和角速度可以检测不同频率的干扰信息,加速度和角速度可以通过惯性测量单元采集。加速度和角速度都是角度信息,可以通过加速度和角速度构建角度增量。
第二步,通过角度增量和距离构建第三位姿增量。
位姿信息包括位置信息和角度信息,得到角度增量后,可以将角度增量和距离组合起来构建第三位姿增量。第三位姿增量包括加速度、角速度和距离对应的、上述设备在第一时刻和第二时刻之间的时间内的空间位置变化量和空间角度变化量。
第三步,通过上述第三位姿增量对第一位姿增量进行修正得到修正第一位姿增量。
上述实现了通过第一位姿增量对第二位姿增量进行修正。类似的,还可以通过第三位姿增量对第一位姿增量进行修正,得到的修正第一位姿增量可以看作是一定程度上修正了第一位姿增量包含的、加速度、角速度和距离检测到的干扰(即高频干扰和低频干扰)。之后,再通过修正第一位姿增量对第二位姿增量进行修正得到修正第二位姿增量。如此,实现了通过第三位姿增量和第一位姿增量对第二位姿增量进行修正,使得修正第二位姿增量一定程度上修正了第三位姿增量包含的、加速度、角速度和距离检测到的干扰(高频干扰和低频干扰),并通过第一位姿增量对应的纹理信息进一步提高了修正第二位姿增量的准确性,进而提高了通过修正第二位姿增量得到的第二时刻的第二位姿信息的准确性。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述通过加速度和角速度构建角度增量,可以包括以下步骤:
第一步,对角速度积分得到第一空间角度变化量。
角速度用于描述角度单位时间的变化,对角速度积分得到第一空间角度变化量。
第二步,计算加速度与重力加速度的比值得到第二空间角度变化量。
加速度可以表征在某一方向上速度的变化情况,与重力加速度相除得到的比值为对应角度的余弦值,也是角度信息,即第二空间角度变化量。
第三步,通过第一空间角度变化量和第二空间角度变化量构建角度增量。
第一空间角度变化量和第二空间角度变化量都用于描述对应的角度,将两者结合起来可以构建角度增量。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述通过第一空间角度变化量和第二空间角度变化量构建角度增量,可以包括:当第一空间角度变化量和第二空间角度变化量之间的差值大于设定值时,为第一空间角度变化量设置第一权值,为第二空间角度变化量设置第二权值,否则为第一空间角度变化量设置第二权值,为第二空间角度变化量设置第一权值。
实际中,干扰可以分为高频干扰和低频干扰。角速度可以是陀螺仪获取的,陀螺仪具有较好的抗高频干扰的能力;加速度可以是加速度计获取的,加速度计具有较好的抗低频干扰的能力。通常情况下,设备101行驶过程中很少同时遇到高频干扰和低频干扰,即,在某一时刻,至少有一个器件(陀螺仪和加速度计)能准确地得到角度信息。当第一空间角度变化量和第二空间角度变化量之间的差值大于设定值时,可以认为设备101受到了高频干扰。由上述描述可知,此时加速度计测得的加速度与真实的加速度偏差较大。为此,可以为陀螺仪对应的第一空间角度变化量设置第一权值,为加速度计对应的第二空间角度变化量设置第二权值;否则,可以认为第一空间角度变化量和第二空间角度变化量之间的差值小于设定值时,可以认为设备101受到了低频干扰,为第一空间角度变化量设置第二权值,为第二空间角度变化量设置第一权值。其中,上述第一权值大于第二权值。第一权值和第二权值的具体取值可以根据实际需要而定。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述通过修正后的位姿信息对点云数据进行修正可以包括以下步骤:
第一步,计算上述第二点云位姿信息与第二位姿信息之间的差值得到位姿变换量。
第二点云位姿信息是通过采集到的点云数据获取设备101在第二时刻的位姿信息,第二位姿信息是经过上述修正后得到的设备101在第二时刻的位姿信息。通常,第二点云位姿信息和第二位姿信息不相同,它们之间的差值就是需要对第二时刻采集到的点云数据进行修正的位姿变换量。
第二步,通过上述位姿变换量对第二时刻对应的点云数据进行修正。
得到位姿变换量后,通过位姿变换量对第二时刻对应的点云数据进行修正,使得修正后的点云数据一定程度上减小了高频干扰和低频干扰,提高了点云数据的精度。
需要说明的是,上述通过第一时刻和第二时刻描述了对位姿信息和点云数据进行修正的过程。类似的,可以对其他时刻的位姿信息和点云数据进行修正,此处不再一一赘述。
步骤203,通过修正后的点云数据生成地图。
由上述描述可知,修正后的点云数据具有更高的精度,进而使得通过修正后的点云数据生成的地图也具有了更高的精度。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述方法还可以包括以下步骤:
第一步,获取上述时间序列对应的每个时刻的位姿信息,通过位姿信息包含的空间位置信息和空间角度信息分别绘制位置曲线和角度曲线,得到由位置曲线和角度曲线组成的姿信息图。
位姿信息包括空间位置信息和空间角度信息。将每个时刻的位姿信息绘制到坐标图上,并按照时间先后顺序依次连接起来,可以得到位置曲线和角度曲线,位置曲线和角度曲线可以共同组成的姿信息图。
第二步,对上述位姿信息图上设定距离范围内的位置曲线和角度曲线进行平滑处理。
位姿信息之间是间隔一定时间(时间上离散)获取的,因此,对应得到的位置曲线和角度曲线不是平滑的。因此,可以对位姿信息图上设定距离范围内的位置曲线和角度曲线进行平滑处理,使得位姿信息图尽量与设备101实际行驶时的位姿信息的相符,提高了位姿信息图的准确性,进一步提高了通过点云数据生成地图的精度。
继续参见图3,图3是根据本实施例的用于生成地图的方法的应用场景的一个示意图。在图3的应用场景中,设备101上可以包括差分GPS 301、激光雷达302、惯性测量单元303、摄像头304和编码器305等器件。设备101在行驶过程中,通过设备101上的多种器件可以采集到位姿信息、传感器数据和点云数据;然后设备101通过网络102将采集的数据发送给服务器103;服务器103获取到位姿信息、传感器数据和点云数据后,通过传感器数据和点云数据对位姿信息进行修正,并通过修正后的位姿信息对点云数据进行修正;最后通过修正后的点云数据生成地图。
本申请的上述实施例提供的方法通过传感器数据和点云数据对位姿信息进行修正,并通过修正后的位姿信息对点云数据进行修正,提高了位姿信息的准确性和修正后的点云数据的准确性;通过修正后的点云数据生成地图,提高了地图的精度。
进一步参考图4,作为对上述各图所示方法的实现,本申请提供了一种用于生成地图的装置的一个实施例,该装置实施例与图2所示的方法实施例相对应,该装置具体可以应用于各种电子设备中。
如图4所示,本实施例的用于生成地图的装置400可以包括:信息获取单元401、修正单元402和地图生成单元403。其中,信息获取单元401用于获取位姿信息、传感器数据和点云数据,上述位姿信息包括采集传感器数据和点云数据的设备的空间位置信息和空间角度信息,上述位姿信息、传感器数据和点云数据按照同一时间序列采集得到;修正单元402用于通过传感器数据和点云数据对位姿信息进行修正,并通过修正后的位姿信息对点云数据进行修正;地图生成单元403用于通过修正后的点云数据生成地图。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述传感器数据包括图像数据,上述图像数据包括按照上述时间序列采集的图像序列,以及,上述修正单元402可以包括:第一位姿增量获取子单元(图中未示出)、第二位姿增量获取子单元(图中未示出)、修正第二位姿增量获取子单元(图中未示出)和第二位姿信息获取子单元(图中未示出)。其中,第一位姿增量获取子单元,对于图像数据中任意的相邻两帧图像,用于获取相邻两帧图像之间的第一位姿增量,其中,相邻两帧图像中的一帧图像与第一时刻对应,相邻两帧图像中的另一帧图像与第二时刻对应,并且第一时刻在时间上早于第二时刻,第一位姿增量包括图像数据对应的、上述设备在第一时刻和第二时刻之间的时间内的空间位置变化量和空间角度变化量;第二位姿增量获取子单元用于通过上述第一时刻和第二时刻对应的相邻两帧点云数据得到第二位姿增量,第二位姿增量包括点云数据对应的、上述设备在第一时刻和第二时刻之间的时间内的空间位置变化量和空间角度变化量;修正第二位姿增量获取子单元用于通过上述第一位姿增量对第二位姿增量进行修正得到修正第二位姿增量;第二位姿信息获取子单元用于将第一时刻的第一位姿信息和修正第二位姿增量求和得到第二时刻的第二位姿信息。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述第一位姿增量获取子单元可以包括:图像特征点提取模块(图中未示出)、图像位姿信息构建模块(图中未示出)和第一位姿增量获取模块(图中未示出)。其中,图像特征点提取模块用于分别对相邻两帧图像进行特征点提取,得到第一图像特征点集合和第二图像特征点集合,其中,第一图像特征点集合包含的第一图像特征点和第二图像特征点集合包含的第二图像特征点分别用于对相邻两帧图像中的同一静止物体上的对应位置进行标记;图像位姿信息构建模块用于分别通过第一图像特征点集合包含的第一图像特征点和第二图像特征点集合包含的第二图像特征点构建第一图像位姿信息和第二图像位姿信息,其中,第一图像位姿信息包括图像数据对应的、上述设备在第一时刻的空间位置信息和空间角度信息,第二图像位姿信息包括图像数据对应的、上述设备在第二时刻的空间位置信息和空间角度信息;第一位姿增量获取模块用于对比第一图像位姿信息和第二图像位姿信息,得到第一位姿增量。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述第二位姿增量获取子单元可以包括:点云特征点提取模块(图中未示出)、点云位姿信息构建模块(图中未示出)和第二位姿增量获取模块(图中未示出)。其中,点云特征点提取模块用于分别对相邻两帧点云数据进行特征点提取,得到第一点云特征点集合和第二点云特征点集合,其中,第一点云特征点集合包含的第一点云特征点和第二点云特征点集合包含的第二点云特征点分别用于对相邻两帧点云数据中的同一静止物体上的对应位置进行标记;点云位姿信息构建模块用于分别通过第一点云特征点集合包含的第一点云特征点和第二点云特征点集合包含的第二点云特征点构建第一点云位姿信息和第二点云位姿信息,其中,第一点云位姿信息包括点云数据对应的、上述设备在第一时刻的空间位置信息和空间角度信息,第二点云位姿信息包括点云数据对应的、上述设备在第二时刻的空间位置信息和空间角度信息;第二位姿增量获取模块用于对比第一点云位姿信息和第二点云位姿信息,得到第二位姿增量。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述传感器数据包括加速度、角速度和距离,其中,加速度用于表征上述设备在上述第一时刻和第二时刻之间的时间内的第一空间角度变化量,角速度用于表征上述设备在上述第一时刻和第二时刻之间的时间内的第二空间角度变化量,距离用于表征上述设备在上述第一时刻和第二时刻之间的时间内的空间位置变化量,以及,上述修正单元402可以包括:角度增量构建子单元(图中未示出)、第三位姿增量获取子单元(图中未示出)和修正第一位姿增量获取子单元(图中未示出)。其中,角度增量构建子单元用于通过加速度和角速度构建角度增量;第三位姿增量获取子单元用于通过角度增量和距离构建第三位姿增量,第三位姿增量包括加速度、角速度和距离对应的、上述设备在第一时刻和第二时刻之间的时间内的空间位置变化量和空间角度变化量;修正第一位姿增量获取子单元用于通过上述第三位姿增量对第一位姿增量进行修正得到修正第一位姿增量。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述角度增量构建子单元可以包括:第一空间角度变化量获取模块(图中未示出)、第二空间角度变化量获取模块(图中未示出)和角度增量构建模块(图中未示出)。其中,第一空间角度变化量获取模块用于对角速度积分得到第一空间角度变化量;第二空间角度变化量获取模块用于计算加速度与重力加速度的比值得到第二空间角度变化量;角度增量构建模块用于通过第一空间角度变化量和第二空间角度变化量构建角度增量。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述角度增量构建模块可以包括:当第一空间角度变化量和第二空间角度变化量之间的差值大于设定值时,为第一空间角度变化量设置第一权值,为第二空间角度变化量设置第二权值,否则为第一空间角度变化量设置第二权值,为第二空间角度变化量设置第一权值,其中,上述第一权值大于第二权值。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述修正单元402可以包括:位姿变换量计算子单元(图中未示出)和修正子单元(图中未示出)。其中,位姿变换量计算子单元,用于计算上述第二点云位姿信息与第二位姿信息之间的差值得到位姿变换量;修正子单元,用于通过上述位姿变换量对第二时刻对应的点云数据进行修正。
在本实施例的一些可选的实现方式中,上述用于生成地图的装置400还可以包括:姿信息图获取单元(图中未示出)和平滑处理单元(图中未示出)。其中,姿信息图获取单元用于获取上述时间序列对应的每个时刻的位姿信息,通过位姿信息包含的空间位置信息和空间角度信息分别绘制位置曲线和角度曲线,得到由位置曲线和角度曲线组成的姿信息图;平滑处理单元用于对上述位姿信息图上设定距离范围内的位置曲线和角度曲线进行平滑处理。
本实施例还提供了一种服务器,包括:一个或多个处理器;存储器,用于存储一个或多个程序,当上述一个或多个程序被上述一个或多个处理器执行时,使得上述一个或多个处理器执行上述的用于生成地图的方法。
本实施例还提供了一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现上述的用于生成地图的方法。
下面参考图5,其示出了适于用来实现本申请实施例的服务器的计算机系统500的结构示意图。图5示出的服务器仅仅是一个示例,不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图5所示,计算机系统500包括中央处理单元(CPU)501,其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的程序或者从存储部分508加载到随机访问存储器(RAM)503中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 503中,还存储有系统500操作所需的各种程序和数据。CPU 501、ROM 502以及RAM 503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。
以下部件连接至I/O接口505:包括键盘、鼠标等的输入部分506;包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分507;包括硬盘等的存储部分508;以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分509。通信部分509经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器510也根据需要连接至I/O接口505。可拆卸介质511,诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等,根据需要安装在驱动器510上,以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分508。
特别地,根据本公开的实施例,上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如,本公开的实施例包括一种计算机程序产品,其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序,该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中,该计算机程序可以通过通信部分509从网络上被下载和安装,和/或从可拆卸介质511被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)501执行时,执行本申请的方法中限定的上述功能。
需要说明的是,本申请上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中,计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于:无线、电线、光缆、RF等等,或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图,图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分,该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本申请实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现,也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元也可以设置在处理器中,例如,可以描述为:一种处理器包括信息获取单元、修正单元和地图生成单元。其中,这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定,例如,地图生成单元还可以被描述为“用于通过修正后的点云数据生成地图的单元”。
作为另一方面,本申请还提供了一种计算机可读介质,该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的装置中所包含的;也可以是单独存在,而未装配入该装置中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序,当上述一个或者多个程序被该装置执行时,使得该装置:获取位姿信息、传感器数据和点云数据,上述位姿信息包括采集传感器数据和点云数据的设备的空间位置信息和空间角度信息,上述位姿信息、传感器数据和点云数据按照同一时间序列采集得到;通过传感器数据和点云数据对位姿信息进行修正,并通过修正后的位姿信息对点云数据进行修正;通过修正后的点云数据生成地图。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (20)
1.一种用于生成地图的方法,其特征在于,所述方法包括:
获取位姿信息、传感器数据和点云数据,所述位姿信息包括采集传感器数据和点云数据的设备的空间位置信息和空间角度信息,所述位姿信息、传感器数据和点云数据按照同一时间序列采集得到;
通过传感器数据和点云数据对位姿信息进行修正,并通过修正后的位姿信息对点云数据进行修正;
通过修正后的点云数据生成地图。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述传感器数据包括图像数据,所述图像数据包括按照所述时间序列采集的图像序列,以及
所述通过传感器数据和点云数据对位姿信息进行修正,包括:
对于图像序列中任意的相邻两帧图像,获取相邻两帧图像之间的第一位姿增量,其中,相邻两帧图像中的一帧图像与第一时刻对应,相邻两帧图像中的另一帧图像与第二时刻对应,并且第一时刻在时间上早于第二时刻,第一位姿增量包括图像数据对应的、所述设备在第一时刻和第二时刻之间的时间内的空间位置变化量和空间角度变化量;
通过所述第一时刻和第二时刻对应的相邻两帧点云数据得到第二位姿增量,第二位姿增量包括点云数据对应的、所述设备在第一时刻和第二时刻之间的时间内的空间位置变化量和空间角度变化量;
通过所述第一位姿增量对第二位姿增量进行修正得到修正第二位姿增量;
将第一时刻的第一位姿信息和修正第二位姿增量求和得到第二时刻的第二位姿信息。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述获取相邻两帧图像之间的第一位姿增量,包括:
分别对相邻两帧图像进行特征点提取,得到第一图像特征点集合和第二图像特征点集合,其中,第一图像特征点集合包含的第一图像特征点和第二图像特征点集合包含的第二图像特征点分别用于对相邻两帧图像中的同一静止物体上的对应位置进行标记;
分别通过第一图像特征点集合包含的第一图像特征点和第二图像特征点集合包含的第二图像特征点构建第一图像位姿信息和第二图像位姿信息,其中,第一图像位姿信息包括图像数据对应的、所述设备在第一时刻的空间位置信息和空间角度信息,第二图像位姿信息包括图像数据对应的、所述设备在第二时刻的空间位置信息和空间角度信息;
对比第一图像位姿信息和第二图像位姿信息,得到第一位姿增量。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述通过所述第一时刻和第二时刻对应的相邻两帧点云数据得到第二位姿增量,包括:
分别对相邻两帧点云数据进行特征点提取,得到第一点云特征点集合和第二点云特征点集合,其中,第一点云特征点集合包含的第一点云特征点和第二点云特征点集合包含的第二点云特征点分别用于对相邻两帧点云数据中的同一静止物体上的对应位置进行标记;
分别通过第一点云特征点集合包含的第一点云特征点和第二点云特征点集合包含的第二点云特征点构建第一点云位姿信息和第二点云位姿信息,其中,第一点云位姿信息包括点云数据对应的、所述设备在第一时刻的空间位置信息和空间角度信息,第二点云位姿信息包括点云数据对应的、所述设备在第二时刻的空间位置信息和空间角度信息;
对比第一点云位姿信息和第二点云位姿信息,得到第二位姿增量。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述传感器数据包括加速度、角速度和距离,其中,加速度用于表征所述设备在所述第一时刻和第二时刻之间的时间内的第一空间角度变化量,角速度用于表征所述设备在所述第一时刻和第二时刻之间的时间内的第二空间角度变化量,距离用于表征所述设备在所述第一时刻和第二时刻之间的时间内的空间位置变化量,以及
所述通过传感器数据和点云数据对位姿信息进行修正,包括:
通过加速度和角速度构建角度增量;
通过角度增量和距离构建第三位姿增量,第三位姿增量包括加速度、角速度和距离对应的、所述设备在第一时刻和第二时刻之间的时间内的空间位置变化量和空间角度变化量;
通过所述第三位姿增量对第一位姿增量进行修正得到修正第一位姿增量。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述通过加速度和角速度构建角度增量,包括:
对角速度积分得到第一空间角度变化量;
计算加速度与重力加速度的比值得到第二空间角度变化量;
通过第一空间角度变化量和第二空间角度变化量构建角度增量。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述通过第一空间角度变化量和第二空间角度变化量构建角度增量,包括:
当第一空间角度变化量和第二空间角度变化量之间的差值大于设定值时,为第一空间角度变化量设置第一权值,为第二空间角度变化量设置第二权值,否则为第一空间角度变化量设置第二权值,为第二空间角度变化量设置第一权值,其中,所述第一权值大于第二权值。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述通过修正后的位姿信息对点云数据进行修正包括:
计算所述第二点云位姿信息与第二位姿信息之间的差值得到位姿变换量;
通过所述位姿变换量对第二时刻对应的点云数据进行修正。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取所述时间序列对应的每个时刻的位姿信息,通过位姿信息包含的空间位置信息和空间角度信息分别绘制位置曲线和角度曲线,得到由位置曲线和角度曲线组成的姿信息图;
对所述位姿信息图上设定距离范围内的位置曲线和角度曲线进行平滑处理。
10.一种用于生成地图的装置,其特征在于,所述装置包括:
信息获取单元,用于获取位姿信息、传感器数据和点云数据,所述位姿信息包括采集传感器数据和点云数据的设备的空间位置信息和空间角度信息,所述位姿信息、传感器数据和点云数据按照同一时间序列采集得到;
修正单元,用于通过传感器数据和点云数据对位姿信息进行修正,并通过修正后的位姿信息对点云数据进行修正;
地图生成单元,用于通过修正后的点云数据生成地图。
11.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,所述传感器数据包括图像数据,所述图像数据包括按照所述时间序列采集的图像序列,以及
所述修正单元包括:
第一位姿增量获取子单元,对于图像序列中任意的相邻两帧图像,用于获取相邻两帧图像之间的第一位姿增量,其中,相邻两帧图像中的一帧图像与第一时刻对应,相邻两帧图像中的另一帧图像与第二时刻对应,并且第一时刻在时间上早于第二时刻,第一位姿增量包括图像数据对应的、所述设备在第一时刻和第二时刻之间的时间内的空间位置变化量和空间角度变化量;
第二位姿增量获取子单元,用于通过所述第一时刻和第二时刻对应的相邻两帧点云数据得到第二位姿增量,第二位姿增量包括点云数据对应的、所述设备在第一时刻和第二时刻之间的时间内的空间位置变化量和空间角度变化量;
修正第二位姿增量获取子单元,用于通过所述第一位姿增量对第二位姿增量进行修正得到修正第二位姿增量;
第二位姿信息获取子单元,用于将第一时刻的第一位姿信息和修正第二位姿增量求和得到第二时刻的第二位姿信息。
12.根据权利要求11所述的装置,其特征在于,所述第一位姿增量获取子单元包括:
图像特征点提取模块,用于分别对相邻两帧图像进行特征点提取,得到第一图像特征点集合和第二图像特征点集合,其中,第一图像特征点集合包含的第一图像特征点和第二图像特征点集合包含的第二图像特征点分别用于对相邻两帧图像中的同一静止物体上的对应位置进行标记;
图像位姿信息构建模块,用于分别通过第一图像特征点集合包含的第一图像特征点和第二图像特征点集合包含的第二图像特征点构建第一图像位姿信息和第二图像位姿信息,其中,第一图像位姿信息包括图像数据对应的、所述设备在第一时刻的空间位置信息和空间角度信息,第二图像位姿信息包括图像数据对应的、所述设备在第二时刻的空间位置信息和空间角度信息;
第一位姿增量获取模块,用于对比第一图像位姿信息和第二图像位姿信息,得到第一位姿增量。
13.根据权利要求12所述的装置,其特征在于,所述第二位姿增量获取子单元包括:
点云特征点提取模块,用于分别对相邻两帧点云数据进行特征点提取,得到第一点云特征点集合和第二点云特征点集合,其中,第一点云特征点集合包含的第一点云特征点和第二点云特征点集合包含的第二点云特征点分别用于对相邻两帧点云数据中的同一静止物体上的对应位置进行标记;
点云位姿信息构建模块,用于分别通过第一点云特征点集合包含的第一点云特征点和第二点云特征点集合包含的第二点云特征点构建第一点云位姿信息和第二点云位姿信息,其中,第一点云位姿信息包括点云数据对应的、所述设备在第一时刻的空间位置信息和空间角度信息,第二点云位姿信息包括点云数据对应的、所述设备在第二时刻的空间位置信息和空间角度信息;
第二位姿增量获取模块,用于对比第一点云位姿信息和第二点云位姿信息,得到第二位姿增量。
14.根据权利要求13所述的装置,其特征在于,所述传感器数据包括加速度、角速度和距离,其中,加速度用于表征所述设备在所述第一时刻和第二时刻之间的时间内的第一空间角度变化量,角速度用于表征所述设备在所述第一时刻和第二时刻之间的时间内的第二空间角度变化量,距离用于表征所述设备在所述第一时刻和第二时刻之间的时间内的空间位置变化量,以及
所述修正单元包括:
角度增量构建子单元,用于通过加速度和角速度构建角度增量;
第三位姿增量获取子单元,用于通过角度增量和距离构建第三位姿增量,第三位姿增量包括加速度、角速度和距离对应的、所述设备在第一时刻和第二时刻之间的时间内的空间位置变化量和空间角度变化量;
修正第一位姿增量获取子单元,用于通过所述第三位姿增量对第一位姿增量进行修正得到修正第一位姿增量。
15.根据权利要求14所述的装置,其特征在于,所述角度增量构建子单元包括:
第一空间角度变化量获取模块,用于对角速度积分得到第一空间角度变化量;
第二空间角度变化量获取模块,用于计算加速度与重力加速度的比值得到第二空间角度变化量;
角度增量构建模块,用于通过第一空间角度变化量和第二空间角度变化量构建角度增量。
16.根据权利要求15所述的装置,其特征在于,所述角度增量构建模块包括:
当第一空间角度变化量和第二空间角度变化量之间的差值大于设定值时,为第一空间角度变化量设置第一权值,为第二空间角度变化量设置第二权值,否则为第一空间角度变化量设置第二权值,为第二空间角度变化量设置第一权值,其中,所述第一权值大于第二权值。
17.根据权利要求16所述的装置,其特征在于,所述修正单元包括:
位姿变换量计算子单元,用于计算所述第二点云位姿信息与第二位姿信息之间的差值得到位姿变换量;
修正子单元,用于通过所述位姿变换量对第二时刻对应的点云数据进行修正。
18.根据权利要求17所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
姿信息图获取单元,用于获取所述时间序列对应的每个时刻的位姿信息,通过位姿信息包含的空间位置信息和空间角度信息分别绘制位置曲线和角度曲线,得到由位置曲线和角度曲线组成的姿信息图;
平滑处理单元,用于对所述位姿信息图上设定距离范围内的位置曲线和角度曲线进行平滑处理。
19.一种服务器,包括:
一个或多个处理器;
存储器,用于存储一个或多个程序,
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器执行权利要求1至9中任一所述的方法。
20.一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1至9中任一所述的方法。
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