CN110411464B - 三维点云地图生成方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

三维点云地图生成方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN110411464B
CN110411464B CN201910627118.XA CN201910627118A CN110411464B CN 110411464 B CN110411464 B CN 110411464B CN 201910627118 A CN201910627118 A CN 201910627118A CN 110411464 B CN110411464 B CN 110411464B
Authority
CN
China
Prior art keywords
dimensional
point cloud
point
coordinate information
cloud map
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910627118.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN110411464A (zh
Inventor
任助理
王李管
贾明涛
毕林
陈鑫
王晋淼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central South University
Original Assignee
Central South University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central South University filed Critical Central South University
Priority to CN201910627118.XA priority Critical patent/CN110411464B/zh
Publication of CN110411464A publication Critical patent/CN110411464A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110411464B publication Critical patent/CN110411464B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
    • G01C21/30Map- or contour-matching
    • G01C21/32Structuring or formatting of map data
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/42Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30Computing systems specially adapted for manufacturing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种三维点云地图生成方法、装置、设备及存储介质。其中,该方法包括:获取三维采集设备当前采集点对应的位姿信息和三维点云;根据所述位姿信息将所述三维点云转换到一共用坐标系,得到对应的转换点云,并计算所述转换点云中各点对应的距离参数;其中,所述距离参数为三维采集设备坐标系下相应点与参考点间的距离;将所述转换点云划分至三维点云地图的三维栅格中;根据相应三维栅格中所属点的坐标和对应的所述距离参数,确定相应三维栅格对应的坐标信息,以更新所述三维点云地图。本发明实施例提高了三维点云地图的生成精度,利于基于三维点云地图的定位及三维实体表面模型的构建等后续利用。

Description

三维点云地图生成方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及三维数据采集领域,具体涉及一种三维点云地图生成方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着激光测距技术和计算机技术的高速发展,移动式扫描方法作为一种高效简单的方式逐步得到应用,与传统三维激光扫描相比,使用了即时定位与地图构建(SLAM,simultaneous localization and mapping)技术的移动设备通过移动作业,无需设站、架站、搬站,无需人为点云拼接处理,可以极大提高工作效率,从而有效地缩短施工周期,提升整体项目收益。
相关技术中,采用移动扫描构建三维点云地图时,由于设备本身误差和移动建图算法本身误差,同时针对每一帧三维激光点云数据,由于存在较大的噪声,导致构建的三维点云地图不够准确,不利于三维实体表面模型的构建及后续利用。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种三维点云地图生成方法、装置、设备及存储介质,旨在提高三维点云地图的生成精度,减少测量误差的影响。
本发明实施例的技术方案是这样实现的:
第一方面,本发明实施例提供了一种三维点云地图生成方法,包括:
获取三维采集设备当前采集点对应的位姿信息和三维点云;
根据所述位姿信息将所述三维点云转换到一共用坐标系,得到对应的转换点云,并计算所述转换点云中各点对应的距离参数;其中,所述距离参数为三维采集设备坐标系下相应点与参考点间的距离;
将所述转换点云划分至三维点云地图的三维栅格中;
根据相应三维栅格中所属点的坐标和对应的所述距离参数,确定相应三维栅格对应的坐标信息,以更新所述三维点云地图。
第二方面,本发明实施例还提供了一种三维点云地图生成装置,包括:
获取模块,用于获取三维采集设备当前采集点对应的位姿信息和三维点云;
转换计算模块,用于根据所述位姿信息将所述三维点云转换到一共用坐标系,得到对应的转换点云,并计算所述转换点云中各点对应的距离参数;其中,所述距离参数为三维采集设备坐标系下相应点与参考点间的距离;
划分模块,用于将所述转换点云划分至三维点云地图的三维栅格中;
坐标确定模块,用于根据相应三维栅格中所属点的坐标和对应的所述距离参数,确定相应三维栅格对应的坐标信息,以更新所述三维点云地图。
第三方面,本发明实施例提供了一种三维点云地图生成设备,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述存储器中存储的计算机程序时,实现本发明实施例所述的方法。
第四方面,本发明实施例提供了一种存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现本发明实施例所述的方法。
本发明实施例提供的技术方案,通过将三维采集设备当前采集点对应的三维点云转换至一共用坐标系得到转换点云,且将转换点云划分至三维点云地图的三维栅格中,基于相应三维栅格中所属点的坐标和对应的距离参数,确定相应三维栅格的坐标信息,由于在确定三维栅格的坐标信息时考虑了各点的距离参数,从而减少了测量误差对三维点云地图精度的影响,提高了三维点云地图的生成精度,利于基于三维点云地图的定位及三维实体表面模型的构建等后续利用。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例三维点云地图生成方法的流程示意图;
图2为本发明实施例提供的基于SLAM方法的实时点云信息及位姿示意图;
图3为本发明实施例提供的三维激光雷达坐标系与世界坐标系坐标变换示意图;
图4为本发明实施例提供的三维栅格的坐标信息计算示意图;
图5为本发明实施例提供的完整三维点云地图示意图;
图6为本发明实施例三维点云地图生成装置的结构示意图;
图7为本发明实施例三维点云地图生成设备的结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例对本发明技术方案做进一步的详细阐述。应当理解,此处所提供的实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。另外,以下所提供的实施例是用于实施本发明的部分实施例,而非提供实施本发明的全部实施例,在不冲突的情况下,本发明实施例记载的技术方案可以任意组合的方式实施。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
请参阅图1,本发明实施例提供了一种三维点云地图生成方法,该方法包括:
步骤101,获取三维采集设备当前采集点对应的位姿信息和三维点云;
本发明实施例中,三维采集设备可以采用三维激光雷达,该三维激光雷达是通过激光测距原理(包括脉冲激光和相位激光),瞬时测得空间三维坐标值的测量仪器,利用三维激光扫描技术获取的空间点云数据,可快速建立结构复杂、不规则的场景的三维可视化模型。
在实际应用时,三维激光雷达基于即时定位与地图构建(SLAM,simultaneouslocalization and mapping)方法,获取各采集点对应的位姿信息和三维点云。三维激光雷达可以是手持式、背包式或者车载式等可以移动的方式,从而实现移动扫描。
示例性地,以三维激光雷达初始采集的采集点作为坐标原点,并构建三维激光雷达坐标系,此处的初始采集是指三维激光雷达采集该三维点云地图对应的第一帧三维点云。采集点可以是三维采集设备的重心所处位置或者设备上的某一固定参考点,满足建立坐标系并定义坐标原点的要求即可。在一示例中,三维激光雷达坐标系(即三维采集设备坐标系)中,Z轴位于竖向扫描面内,向上为正,X、Y轴都位于横向扫描面内且三者相互垂直构成左手坐标系。如图2所示,在移动扫描过程中,依据SLAM方法可以实时获取三维激光雷达的实时位姿和该时刻的三维点云。
步骤102,根据所述位姿信息将所述三维点云转换到一共用坐标系,得到对应的转换点云,并计算所述转换点云中各点对应的距离参数;其中,所述距离参数为三维采集设备坐标系下相应点与参考点间的距离;
本发明实施例中,共用坐标系为世界坐标系,且三维点云地图是基于世界坐标系构建的。在其他实施例中,三维点云地图还可以基于其他的共用坐标系构建。
依据三维激光雷达的位姿信息,把三维激光雷达坐标系下的三维点云转换到世界坐标系下,如图3所示,设三维激光雷达坐标系下三维点坐标为pL=(xL,yL,zL),三维激光雷达的位姿信息用旋转矩阵TWL表示,则世界坐标系下转换点云坐标pW=(xW,yW,zW),满足以下公式:
pW=TWL·pL
这里,转换点云中各点的距离参数为三维采集设备坐标系下相应点与参考点间的距离。假定参考点为三维采集设备坐标系下的坐标原点,则距离参数可以表示为
Figure GDA0002162796160000041
步骤103,将所述转换点云划分至三维点云地图的三维栅格中;
这里,如图4所示,将世界坐标系下的转换点云划分到三维点云地图的三维栅格中。在一些实施例中,可以基于三维点云地图的精度和生成效率确定所述三维栅格的大小。三维栅格的空间越小,则对应的三维点云地图的精度越高,但生成效率会受到影响。可以根据仿真测试的生成效率和精度来确定合适的三维栅格的大小。且该三维栅格的大小可以根据不用的应用场景来进行合理的选择。譬如,在矿山三维采集领域,三维栅格的单元边长度可以设置为5-10cm。
世界坐标系下的转换点云由三维激光雷达采集的三维点云经过坐标转换得到,该转换点云可以划分至多个三维栅格中,这取决于三维栅格的划分粒度。若部分点位于相邻三维栅格的边界时,可以通过随机算法将其划分至相邻三维栅格中的一个。这样,转换点云被划分为多个三维栅格中,分别构成相应三维栅格的所属点。
步骤104,根据相应三维栅格中所属点的坐标和对应的所述距离参数,确定相应三维栅格对应的坐标信息,以更新所述三维点云地图。
针对单个三维栅格,统计其内的点的个数,并根据各点的坐标和对应的距参数,确定相应三维栅格对应的坐标信息。
由于相邻两次采集的三维点云存在部分重叠,故三维点云地图中存在部分三维栅格已有坐标信息,部分三维栅格没有坐标信息的情形。
在一实施例中,确定相应的三维栅格不存在对应的坐标信息时,所述根据相应三维栅格中所属点的坐标和对应的所述距离参数,确定相应三维栅格对应的坐标信息,包括:
确定所述转换点云中划分至所述三维栅格的子转换点云;
对所述子转换点云的各点根据对应的所述距离参数赋予权值;
基于各点对应的坐标和所述权值确定所述坐标信息。
实际应用时,假定某一点的距离参数为S,赋予的权值
Figure GDA0002162796160000051
其中,幂次p的取值越大,该点对点云地图构建贡献越小,反之亦然,通常取值为2。
假定三维栅格中所属点的数量为n个,该三维栅格对应的坐标信息为pW_Cell=(xWC,yWC,zWC),其满足:
Figure GDA0002162796160000061
其中,三维栅格中任意点的坐标为(xWi,yWi,zWi),i∈[1,n]。
在一实施例中,确定相应三维栅格存在对应的坐标信息时,所述根据相应三维栅格中所属点的坐标和对应的所述距离参数,确定相应三维栅格对应的坐标信息,包括:
确定所述转换点云中划分至所述三维栅格的子转换点云;
对所述子转换点云的各点根据对应的所述距离参数赋予权值;
获取所述坐标信息对应的距离参数并赋予第二权值;
基于各点对应的坐标和所述权值、所述坐标信息和所述第二权值确定新的坐标信息,作为更新后的所述坐标信息。
实际应用时,将三维栅格中已存在的坐标信息作为该三维栅格中已存在的一个虚拟点来看待,这样,在确定该三维栅格的最终的坐标信息时,除了要考虑转换点云划分至该三维栅格中的子转换点云外,还需要结合该虚拟点的坐标和第二权值来确定。这里,第二权值根据该虚拟点对应的距离参数来确定,假定该虚拟点的距离参数为S1,赋予的权值
Figure GDA0002162796160000062
假定该虚拟点的坐标为pW_Cell=(xWC,yWC,zWC)
计算其在三维激光雷达坐标系下坐标pL_Cell=(xLC,yLC,zLC),其满足:
Figure GDA0002162796160000063
并计算pL_Cell对应的距离参数
Figure GDA0002162796160000064
这样,针对三维激光雷达的动态采集过程,经过重复执行上述步骤101至步骤104,从而实现各帧三维点云的不断迭代,即可构建受噪声影响小的完整的三维点云地图。
本发明实施例中,在对三维点云地图基于采集的位姿信息和三维点云进行动态更新之前,还包括:基于所述三维采集设备初始采集对应的位姿信息和三维点云,初始化所述三维点云地图,具体包括:
获取初始采集对应的位姿信息和三维点云;
这里,获取初始采集对应的位姿信息和三维点云,可以参照上述步骤101,在此不做赘述。
根据所述位姿信息将所述三维点云转换到所述共用坐标系,得到对应的转换点云,并计算所述对应转换点云中各点对应的所述距离参数;
这里,可以参照上述步骤102,在此不做赘述。
将所述转换点云划分至三维点云地图的三维栅格中;
这里,由于是初始采集,需要初始化三维点云地图,譬如,可以根据坐标原点和三维激光雷达坐标系与世界坐标系间的转换关系、三维栅格的大小等参数初始化三维点云地图,并将第一帧三维点云数据对应的转换点云划分至初始化三维点云地图的三维栅格中。
根据相应三维栅格中所属点的坐标和对应的所述距离参数,确定相应三维栅格对应的坐标信息,以初始化所述三维点云地图。
这里,由于初始化三维点云地图的三维栅格均未存在对应的坐标信息,可以参照根据上述确定相应的三维栅格不存在对应的坐标信息时,根据相应三维栅格中所属点的坐标和对应的所述距离参数,确定相应三维栅格对应的坐标信息的步骤,在此不做赘述。
如图5所示,本发明实施例,依据得到的每一时刻位姿信息和其三维点云,不断迭代,即可构建受点云噪声影响小的完整三维点云地图。
本发明实施例方法,通过将三维采集设备当前采集点对应的三维点云转换至一共用坐标系得到转换点云,且将转换点云划分至三维点云地图的三维栅格中,基于相应三维栅格中所属点的坐标和对应的距离参数,确定相应三维栅格的坐标信息,由于在确定三维栅格的坐标信息时考虑了各点的距离参数,从而减少了测量误差对三维点云地图精度的影响,提高了三维点云地图的生成精度,利于基于三维点云地图的定位及三维实体表面模型的构建等后续利用。
为了实现本发明实施例的方法,本发明实施例还提供一种三维点云地图生成装置,如图6所示,包括:
获取模块601,用于获取三维采集设备当前采集点对应的位姿信息和三维点云;
转换计算模块602,用于根据所述位姿信息将所述三维点云转换到一共用坐标系,得到对应的转换点云,并计算所述转换点云中各点对应的距离参数;其中,所述距离参数为三维采集设备坐标系下相应点与参考点间的距离;
划分模块603,用于将所述转换点云划分至三维点云地图的三维栅格中;
坐标确定模块604,用于根据相应三维栅格中所属点的坐标和对应的所述距离参数,确定相应三维栅格对应的坐标信息,以更新所述三维点云地图。
在一些实施例中,确定相应的三维栅格不存在对应的坐标信息时,转换计算模块602具体用于:
确定所述转换点云中划分至所述三维栅格的子转换点云;
对所述子转换点云的各点根据对应的所述距离参数赋予权值;
基于各点对应的坐标和所述权值确定所述坐标信息。
在一些实施例中,确定相应三维栅格存在对应的坐标信息时,转换计算模块602具体用于:
确定所述转换点云中划分至所述三维栅格的子转换点云;
对所述子转换点云的各点根据对应的所述距离参数赋予权值;
获取所述坐标信息对应的距离参数并赋予第二权值;
基于各点对应的坐标和所述权值、所述坐标信息和所述第二权值确定新的坐标信息,作为更新后的所述坐标信息。
在一些实施例中,所述装置还包括:
初始化模块605,用于基于所述三维采集设备初始采集对应的位姿信息和三维点云,初始化所述三维点云地图。
在一些实施例中,初始化模块605具体用于:
获取初始采集对应的位姿信息和三维点云;
根据所述位姿信息将所述三维点云转换到所述共用坐标系,得到对应的转换点云,并计算所述对应转换点云中各点对应的所述距离参数;
将所述转换点云划分至三维点云地图的三维栅格中;
根据相应三维栅格中所属点的坐标和对应的所述距离参数,确定相应三维栅格对应的坐标信息,以初始化所述三维点云地图。
在一些实施例中,所述参考点为所述三维采集设备初始采集对应的采集点。
在一些实施例中,所述装置还包括:参数确定模块,用于基于三维点云地图的精度和生成效率确定所述三维栅格的大小。
需要说明的是:上述实施例提供的三维点云地图生成装置在进行三维点云地图生成时,仅以上述各程序模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述处理分配由不同的程序模块完成,即将三维点云地图生成装置的内部结构划分成不同的程序模块,以完成以上描述的全部或者部分处理。另外,上述实施例提供的三维点云地图生成装置与三维点云地图生成方法实施例属于同一构思,其具体实现过程详见方法实施例,这里不再赘述。
在实际应用中,上述各程序模块均可由三维点云地图生成设备上的中央处理器(CPU,Central Processing Unit)、微处理器(MPU,Micro Processor Unit)、数字信号处理器(DSP,Digital Signal Processor)、或现场可编程门阵列(FPGA,Field ProgrammableGate Array)等实现。
基于本发明实施例三维点云地图生成装置的硬件实现,本发明实施例还提供一种三维点云地图生成设备,如图7所示,三维点云地图生成设备700包括:至少一个处理器701、存储器702、用户接口703和至少一个网络接口704。三维点云地图生成设备700中的各个组件通过总线系统705耦合在一起。可以理解,总线系统705用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统705除包括数据总线之外,还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见,在图7中将各种总线都标为总线系统705。
其中,用户接口703可以包括显示器、键盘、鼠标、轨迹球、点击轮、按键、按钮、触感板或者触摸屏等。
可以理解,存储器702可以是易失性存储器或非易失性存储器,也可包括易失性和非易失性存储器两者。
本发明实施例中的存储器702用于存储各种类型的数据以支持三维点云地图生成设备的操作。这些数据的示例包括:用于在三维点云地图生成设备700上运行的任何计算机程序,如可执行程序7021,实现本发明实施例的三维点云地图生成方法的程序可以包含在可执行程序7021中。
本发明实施例揭示的三维点云地图生成方法可以应用于处理器701中,或者由处理器701实现。处理器701可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。在实现过程中,三维点云地图生成方法的各步骤可以通过处理器701中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器701可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP,DigitalSignal Processor),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。处理器701可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤,可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储介质中,该存储介质位于存储器702,处理器701读取存储器702中的信息,结合其硬件完成本发明实施例提供的三维点云地图生成方法的步骤。
需要说明的是,该三维点云地图生成设备700可以集成在三维激光雷达上或者与三维激光雷达分体设置,通过有线或者无线方式与三维激光雷达通信,以接收三维激光雷达采集对应的位姿信息和三维点云,或者接收经三维激光雷达存储至云服务器处的采集数据,实现本发明实施例的三维点地图生成方法。
本发明实施例还提供了一种存储介质,例如,可以是存储器702,处理器701运行存储器702上存储的计算机程序,实现本发明任一实施例所述的三维点云地图生成方法。存储介质可以包括:移动存储设备、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域内的技术人员应明白,本发明实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明实施例可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理系统的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理系统的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理系统以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理系统上,使得在计算机或其他可编程系统上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程系统上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种三维点云地图生成方法,其特征在于,包括:
获取三维采集设备当前采集点对应的位姿信息和三维点云;
根据所述位姿信息将所述三维点云转换到一共用坐标系,得到对应的转换点云,并计算所述转换点云中各点对应的距离参数;其中,所述距离参数为三维采集设备坐标系下相应点与参考点间的距离;
将所述转换点云划分至三维点云地图的三维栅格中;
根据相应三维栅格中所属点的坐标和对应的所述距离参数,确定相应三维栅格对应的坐标信息,以更新所述三维点云地图;
其中,若确定相应的三维栅格不存在对应的坐标信息时,所述根据相应三维栅格中所属点的坐标和对应的所述距离参数,确定相应三维栅格对应的坐标信息,包括:
确定所述转换点云中划分至所述三维栅格的子转换点云;
对所述子转换点云的各点根据对应的所述距离参数赋予权值;
基于各点对应的坐标和所述权值确定所述坐标信息;
若确定相应三维栅格存在对应的坐标信息时,所述根据相应三维栅格中所属点的坐标和对应的所述距离参数,确定相应三维栅格对应的坐标信息,包括:
确定所述转换点云中划分至所述三维栅格的子转换点云;
对所述子转换点云的各点根据对应的所述距离参数赋予权值;
获取所述坐标信息对应的距离参数并赋予第二权值;
基于各点对应的坐标和所述权值、所述坐标信息和所述第二权值确定新的坐标信息,作为更新后的所述坐标信息。
2.如权利要求1所述的三维点云地图生成方法,其特征在于,还包括:基于所述三维采集设备初始采集对应的位姿信息和三维点云,初始化所述三维点云地图,具体包括:
获取初始采集对应的位姿信息和三维点云;
根据所述位姿信息将所述三维点云转换到所述共用坐标系,得到对应的转换点云,并计算所述对应转换点云中各点对应的所述距离参数;
将所述转换点云划分至三维点云地图的三维栅格中;
根据相应三维栅格中所属点的坐标和对应的所述距离参数,确定相应三维栅格对应的坐标信息,以初始化所述三维点云地图。
3.如权利要求1所述的三维点云地图生成方法,其特征在于,
所述参考点为所述三维采集设备初始采集对应的采集点。
4.如权利要求1所述的三维点云地图生成方法,其特征在于,还包括:
基于三维点云地图的精度和生成效率确定所述三维栅格的大小。
5.如权利要求1所述的三维点云地图生成方法,其特征在于,
所述共用坐标系为世界坐标系。
6.一种三维点云地图生成装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取三维采集设备当前采集点对应的位姿信息和三维点云;
转换计算模块,用于根据所述位姿信息将所述三维点云转换到一共用坐标系,得到对应的转换点云,并计算所述转换点云中各点对应的距离参数;其中,所述距离参数为三维采集设备坐标系下相应点与参考点间的距离;
划分模块,用于将所述转换点云划分至三维点云地图的三维栅格中;
坐标确定模块,用于根据相应三维栅格中所属点的坐标和对应的所述距离参数,确定相应三维栅格对应的坐标信息,以更新所述三维点云地图;
其中,若确定相应的三维栅格不存在对应的坐标信息时,所述根据相应三维栅格中所属点的坐标和对应的所述距离参数,确定相应三维栅格对应的坐标信息,包括:
确定所述转换点云中划分至所述三维栅格的子转换点云;
对所述子转换点云的各点根据对应的所述距离参数赋予权值;
基于各点对应的坐标和所述权值确定所述坐标信息;
若确定相应三维栅格存在对应的坐标信息时,所述根据相应三维栅格中所属点的坐标和对应的所述距离参数,确定相应三维栅格对应的坐标信息,包括:
确定所述转换点云中划分至所述三维栅格的子转换点云;
对所述子转换点云的各点根据对应的所述距离参数赋予权值;
获取所述坐标信息对应的距离参数并赋予第二权值;
基于各点对应的坐标和所述权值、所述坐标信息和所述第二权值确定新的坐标信息,作为更新后的所述坐标信息。
7.一种三维点云地图生成设备,其特征在于,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述存储器中存储的计算机程序时,实现如权利要求1至5任一所述的方法。
8.一种存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求1至5任一所述的方法。
CN201910627118.XA 2019-07-12 2019-07-12 三维点云地图生成方法、装置、设备及存储介质 Active CN110411464B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910627118.XA CN110411464B (zh) 2019-07-12 2019-07-12 三维点云地图生成方法、装置、设备及存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910627118.XA CN110411464B (zh) 2019-07-12 2019-07-12 三维点云地图生成方法、装置、设备及存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110411464A CN110411464A (zh) 2019-11-05
CN110411464B true CN110411464B (zh) 2023-04-07

Family

ID=68361165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910627118.XA Active CN110411464B (zh) 2019-07-12 2019-07-12 三维点云地图生成方法、装置、设备及存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110411464B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111079801B (zh) * 2019-11-29 2023-05-09 上海有个机器人有限公司 基于点云匹配快速搜索最近点的方法、介质、终端和装置
CN111461982B (zh) * 2020-03-30 2023-09-22 北京百度网讯科技有限公司 用于拼接点云的方法和装置
CN111462072B (zh) * 2020-03-30 2023-08-29 北京百度网讯科技有限公司 点云图质量检测方法、装置以及电子设备
CN111508072B (zh) * 2020-04-23 2023-07-04 东软睿驰汽车技术(上海)有限公司 地图构建方法、装置、电子设备及存储介质
CN111553844B (zh) * 2020-04-29 2023-08-29 阿波罗智能技术(北京)有限公司 用于更新点云的方法及装置
CN111932675B (zh) * 2020-10-16 2020-12-29 北京猎户星空科技有限公司 建立地图的方法、装置、自移动设备和存储介质
CN113758481A (zh) * 2021-09-03 2021-12-07 Oppo广东移动通信有限公司 栅格地图生成方法、装置、系统、存储介质及电子设备
CN113945219A (zh) * 2021-09-28 2022-01-18 武汉万集光电技术有限公司 动态地图生成方法、系统、可读存储介质及终端设备
CN114332228A (zh) * 2021-12-30 2022-04-12 高德软件有限公司 数据处理方法、电子设备及计算机存储介质
CN114625795B (zh) * 2022-03-25 2024-05-03 北京商询科技有限公司 一种地图数据转换方法、装置及设备
CN117011486B (zh) * 2023-09-11 2024-01-09 腾讯科技(深圳)有限公司 栅格地图构建的方法、装置、电子设备和计算机存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105843223A (zh) * 2016-03-23 2016-08-10 东南大学 一种基于空间词袋模型的移动机器人三维建图与避障方法
CN109507677A (zh) * 2018-11-05 2019-03-22 浙江工业大学 一种结合gps和雷达里程计的slam方法
CN109857123A (zh) * 2019-03-21 2019-06-07 郑州大学 一种基于视觉感知和激光探测的室内slam地图的融合方法
CN109993780A (zh) * 2019-03-07 2019-07-09 深兰科技(上海)有限公司 一种三维高精度地图生成方法及装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108319655B (zh) * 2017-12-29 2021-05-07 百度在线网络技术(北京)有限公司 用于生成栅格地图的方法和装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105843223A (zh) * 2016-03-23 2016-08-10 东南大学 一种基于空间词袋模型的移动机器人三维建图与避障方法
CN109507677A (zh) * 2018-11-05 2019-03-22 浙江工业大学 一种结合gps和雷达里程计的slam方法
CN109993780A (zh) * 2019-03-07 2019-07-09 深兰科技(上海)有限公司 一种三维高精度地图生成方法及装置
CN109857123A (zh) * 2019-03-21 2019-06-07 郑州大学 一种基于视觉感知和激光探测的室内slam地图的融合方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
一种基于VSLAM的室内导航地图制备方法;林志林等;《电光与控制》(第01期);全文 *
一种改进ICP算法的移动机器人激光与视觉建图方法研究;张杰等;《机电工程》;20171218(第12期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110411464A (zh) 2019-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110411464B (zh) 三维点云地图生成方法、装置、设备及存储介质
CN110383340B (zh) 使用稀疏体积数据进行路径规划
US9842417B2 (en) Computing device and method for simplifying point cloud of object
KR101546703B1 (ko) 대용량 건물 bim데이터의 시각화 시스템
KR102199940B1 (ko) 3d 엔진을 통한 모바일 3d 디지털 트윈의 3d 지도 구축 방법
CN104616345A (zh) 一种基于八叉树森林压缩的三维体素存取方法
CN103605500B (zh) 利用一个或多个约束计算设备的设置的系统、方法
CN114387319B (zh) 点云配准方法、装置、设备以及存储介质
CN113781667A (zh) 三维结构简化重建方法、装置、计算机设备和存储介质
CN112305559A (zh) 基于地面定点激光雷达扫描的输电线距离测量方法、装置、系统和电子设备
CN112785708B (zh) 一种建筑物模型单体化的方法、设备和存储介质
JP2021192041A (ja) 建築物の測位方法、装置、電子デバイス、記憶媒体、プログラム、及び端末デバイス
CN103268634A (zh) 一种外存模型基于顶点聚类的快速并行自适应简化方法
CN103971167A (zh) 预测光伏发电设备的发电功率的方法和系统
CN112580428A (zh) 一种配电网设计方法及装置
CN111659123A (zh) 导航数据的处理方法及装置、存储介质、电子设备
CN106023317B (zh) 一种用于大数据测试的加权Voronoi图生成方法
CN104090945B (zh) 一种地理空间实体构建方法及系统
CN110887490B (zh) 一种激光定位导航的关键帧选取方法、介质、终端和装置
CN115906717A (zh) 一种水土保持的侵蚀计算方法及系统
US20210348938A1 (en) Sensor calibration for space translation
CN115619986A (zh) 场景漫游方法、装置、设备和介质
CN113141570A (zh) 地下场景定位方法、装置、计算设备及计算机存储介质
CN116229005B (zh) 三维巷道模型的测地线确定方法和装置
US20230354258A1 (en) Data processing method and apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant