CN112415522A - 一种实时及感知动态物体信息的语义slam方法 - Google Patents

一种实时及感知动态物体信息的语义slam方法 Download PDF

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杨艳强
于佳
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Abstract

本发明公开了一种实时及感知动态物体信息的语义SLAM方法，涉及SLAM动态感知技术领域。该实时及感知动态物体信息的语义SLAM方法包括以下步骤；第一步：在地图上构建3D全局坐标系，并将需要感知的动态物体初始位置在地图上的坐标系中标出；第二步：在需要感知的动态物体表面安装激光测距仪和超声波测距仪，激光测距仪和超声波测距仪均通过无线信号转化传输组件与中央处理器相连；第三步：将中央处理器与建立全局坐标系的计算机相连。该实时及感知动态物体信息的语义SLAM方法，可以极大地提高该感知方法的精确度和适用环境，解决了在光线较弱环境和复杂环境下需要感知的动态物体无法精确监测位置的问题，提高了该感知方法的实用性。

Description

一种实时及感知动态物体信息的语义SLAM方法
技术领域
本发明涉及SLAM动态感知技术领域，具体为一种实时及感知动态物体信息的语义SLAM方法。
背景技术
SLAM又称同步定位与地图构建，是移动机器人实现未知环境中自主导航的基础，也是其实现自主化和智能化的前提条件之一；当前，视觉SLAM已经可以在一定范围内的静态环境下做到实时定位和三维地图的构建，然而，传统视觉SLAM生成的地图仅仅包含简单的几何信息(点、线等)或低层次的像素级别信息(颜色、亮度等)，而不包含语义信息。
现有的对动态物体移动感知的方法一般直接使用微型实时摄像头，随着动态物体的移动，实时微型摄像头会将拍摄的画面无线传输至接收端，但是这种感知方法在光线较弱或环境较为复杂的场所表现较差，无法达到对需要感知的动态物体位置精确监控。有鉴于此，我们提出一种时及感知动态物体信息的语义SLAM方法，可以适用于多种极端环境。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种实时及感知动态物体信息的语义SLAM方法，解决了上述背景技术中提出的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种实时及感知动态物体信息的语义SLAM方法，包括以下步骤；
第一步：在地图上构建3D全局坐标系，并将需要感知的动态物体初始位置在地图上的坐标系中标出；
第二步：在需要感知的动态物体表面安装激光测距仪和超声波测距仪，激光测距仪和超声波测距仪均通过无线信号转化传输组件与中央处理器相连；
第三步：将中央处理器与建立全局坐标系的计算机相连；
第四步：当动态物体移动时，每个激光测距仪和每个超声波测距仪所测出的与最近平面之间的距离通过无线信号转化传输组件传递至中央处理器，中央处理器将接收到的信号传递至计算机；
第五步：计算机将来自中央处理器的信号进行处理并且在建立全局坐标系中展示出来，地图上的全局坐标系中需要感知的动态物体位置被标出；
第六步：使用计算机对地图中的动态物体移动轨迹进行三维建模，并对每次三维建模后的3D图形进行保存；
第七步：使用计算机将所有的三维建模后的3D图形依次进行展示，并将展示后3D图形的以视频格式保存以得到需要感知的动态物体在地图上的移动轨迹。
优选的，所述激光测距仪为脉冲式激光测距仪，所述激光测距仪的激光发射频率为100次/秒。
优选的，所述超声波测距仪的超声波发射频率为100次/秒。
优选的，所述无线信号转化传输组件包括信号接收器、信号转化器和无线信号传输器，信号接收器与激光测距仪和超声波测距仪相连、信号转化器与信号接收器和无线信号传输器相连，无线信号传输器与中央处理器相连。
优选的，所述三维建模的建模频率为10次/秒。
优选的，每一张所展示的3D图形展示时间为0.1秒。
优选的，在3D图形展示过程中将每张展示图中的重复部分删除。
优选的，需要感知的动态物体上下左右前后六个面上均安装激光测距仪和超声波测距仪。
优选的，所述激光测距仪和超声波测距仪通过距离调节组件与需要感知的动态物体相连。
(三)有益效果
本发明提供了一种实时及感知动态物体信息的语义SLAM方法。具备以下有益效果：
该实时及感知动态物体信息的语义SLAM方法，通过激光测距仪和超声波测距仪可以在光线较弱的情况下对需要感知的动态物体位置进行监控，并且激光测距仪和超声波可以利用需要感知的动态物体周围的复杂环境来对需要感知的动态物体进行定位，并且通过中央处理器和计算机进行转化，将需要感知的动态物体位置在计算机上的地图中标出，可以极大地提高该感知方法的精确度和适用环境，解决了在光线较弱环境和复杂环境下需要感知的动态物体无法精确监测位置的问题。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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做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。
实施例1：
一种实时及感知动态物体信息的语义SLAM方法，包括以下步骤；
第一步：在地图上构建3D全局坐标系，并将需要感知的动态物体初始位置在地图上的坐标系中标出；
第二步：在需要感知的动态物体表面安装激光测距仪和超声波测距仪，激光测距仪和超声波测距仪均通过无线信号转化传输组件与中央处理器相连；
第三步：将中央处理器与建立全局坐标系的计算机相连；
第四步：当动态物体移动时，每个激光测距仪和每个超声波测距仪所测出的与最近平面之间的距离通过无线信号转化传输组件传递至中央处理器，中央处理器将接收到的信号传递至计算机；
第五步：计算机将来自中央处理器的信号进行处理并且在建立全局坐标系中展示出来，地图上的全局坐标系中需要感知的动态物体位置被标出；
第六步：使用计算机对地图中的动态物体移动轨迹进行三维建模，并对每次三维建模后的3D图形进行保存；
第七步：使用计算机将所有的三维建模后的3D图形依次进行展示，并将展示后3D图形的以视频格式保存以得到需要感知的动态物体在地图上的移动轨迹。
优选的，在本实施例中，所述无线信号转化传输组件包括信号接收器、信号转化器和无线信号传输器，信号接收器与激光测距仪和超声波测距仪相连、信号转化器与信号接收器和无线信号传输器相连，无线信号传输器与中央处理器相连。
实施例2：
一种实时及感知动态物体信息的语义SLAM方法，包括以下步骤；
第一步：在地图上构建3D全局坐标系，并将需要感知的动态物体初始位置在地图上的坐标系中标出；
第二步：在需要感知的动态物体表面安装激光测距仪和超声波测距仪，激光测距仪和超声波测距仪均通过无线信号转化传输组件与中央处理器相连；
第三步：将中央处理器与建立全局坐标系的计算机相连；
第四步：当动态物体移动时，每个激光测距仪和每个超声波测距仪所测出的与最近平面之间的距离通过无线信号转化传输组件传递至中央处理器，中央处理器将接收到的信号传递至计算机；
第五步：计算机将来自中央处理器的信号进行处理并且在建立全局坐标系中展示出来，地图上的全局坐标系中需要感知的动态物体位置被标出；
第六步：使用计算机对地图中的动态物体移动轨迹进行三维建模，并对每次三维建模后的3D图形进行保存；
第七步：使用计算机将所有的三维建模后的3D图形依次进行展示，并将展示后3D图形的以视频格式保存以得到需要感知的动态物体在地图上的移动轨迹。
优选的，在本实施例中，所述三维建模的建模频率为10次/秒。
优选的，在本实施例中，每一张所展示的3D图形展示时间为0.1秒。
优选的，在本实施例中，在3D图形展示过程中将每张展示图中的重复部分删除。
可以使得3D图形展示的视频更加精确和直观。
实施例3：
一种实时及感知动态物体信息的语义SLAM方法，包括以下步骤；
第一步：在地图上构建3D全局坐标系，并将需要感知的动态物体初始位置在地图上的坐标系中标出；
第二步：在需要感知的动态物体表面安装激光测距仪和超声波测距仪，激光测距仪和超声波测距仪均通过无线信号转化传输组件与中央处理器相连；
第三步：将中央处理器与建立全局坐标系的计算机相连；
第四步：当动态物体移动时，每个激光测距仪和每个超声波测距仪所测出的与最近平面之间的距离通过无线信号转化传输组件传递至中央处理器，中央处理器将接收到的信号传递至计算机；
第五步：计算机将来自中央处理器的信号进行处理并且在建立全局坐标系中展示出来，地图上的全局坐标系中需要感知的动态物体位置被标出；
第六步：使用计算机对地图中的动态物体移动轨迹进行三维建模，并对每次三维建模后的3D图形进行保存；
第七步：使用计算机将所有的三维建模后的3D图形依次进行展示，并将展示后3D图形的以视频格式保存以得到需要感知的动态物体在地图上的移动轨迹。
优选的，在本实施例中，所述激光测距仪为脉冲式激光测距仪，所述激光测距仪的激光发射频率为100次/秒。
优选的，在本实施例中，所述超声波测距仪的超声波发射频率为100次/秒。
可以对需要感知的动态物体实现更精准的位置监测。
实施例4：
一种实时及感知动态物体信息的语义SLAM方法，包括以下步骤；
第一步：在地图上构建3D全局坐标系，并将需要感知的动态物体初始位置在地图上的坐标系中标出；
第二步：在需要感知的动态物体表面安装激光测距仪和超声波测距仪，激光测距仪和超声波测距仪均通过无线信号转化传输组件与中央处理器相连；
第三步：将中央处理器与建立全局坐标系的计算机相连；
第四步：当动态物体移动时，每个激光测距仪和每个超声波测距仪所测出的与最近平面之间的距离通过无线信号转化传输组件传递至中央处理器，中央处理器将接收到的信号传递至计算机；
第五步：计算机将来自中央处理器的信号进行处理并且在建立全局坐标系中展示出来，地图上的全局坐标系中需要感知的动态物体位置被标出；
第六步：使用计算机对地图中的动态物体移动轨迹进行三维建模，并对每次三维建模后的3D图形进行保存；
第七步：使用计算机将所有的三维建模后的3D图形依次进行展示，并将展示后3D图形的以视频格式保存以得到需要感知的动态物体在地图上的移动轨迹。
优选的，在本实施例中，需要感知的动态物体上下左右前后六个面上均安装激光测距仪和超声波测距仪，使得该感知方法可以对需要感知的动态物体位置进行更好的监测。
实施例5：
一种实时及感知动态物体信息的语义SLAM方法，包括以下步骤；
第一步：在地图上构建3D全局坐标系，并将需要感知的动态物体初始位置在地图上的坐标系中标出；
第二步：在需要感知的动态物体表面安装激光测距仪和超声波测距仪，激光测距仪和超声波测距仪均通过无线信号转化传输组件与中央处理器相连；
第三步：将中央处理器与建立全局坐标系的计算机相连；
第四步：当动态物体移动时，每个激光测距仪和每个超声波测距仪所测出的与最近平面之间的距离通过无线信号转化传输组件传递至中央处理器，中央处理器将接收到的信号传递至计算机；
第五步：计算机将来自中央处理器的信号进行处理并且在建立全局坐标系中展示出来，地图上的全局坐标系中需要感知的动态物体位置被标出；
第六步：使用计算机对地图中的动态物体移动轨迹进行三维建模，并对每次三维建模后的3D图形进行保存；
第七步：使用计算机将所有的三维建模后的3D图形依次进行展示，并将展示后3D图形的以视频格式保存以得到需要感知的动态物体在地图上的移动轨迹。
优选的，在本实施例中，所述激光测距仪和超声波测距仪通过距离调节组件与需要感知的动态物体相连，可以对激光测距仪和超声波测距仪与需要感知的动态物体之间距离进行调节，使得该感知方法可以适用于更多环境。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种实时及感知动态物体信息的语义SLAM方法，其特征在于：包括以下步骤；
第一步：在地图上构建3D全局坐标系，并将需要感知的动态物体初始位置在地图上的坐标系中标出；
第二步：在需要感知的动态物体表面安装激光测距仪和超声波测距仪，激光测距仪和超声波测距仪均通过无线信号转化传输组件与中央处理器相连；
第三步：将中央处理器与建立全局坐标系的计算机相连；
第四步：当动态物体移动时，每个激光测距仪和每个超声波测距仪所测出的与最近平面之间的距离通过无线信号转化传输组件传递至中央处理器，中央处理器将接收到的信号传递至计算机；
第五步：计算机将来自中央处理器的信号进行处理并且在建立全局坐标系中展示出来，地图上的全局坐标系中需要感知的动态物体位置被标出；
第六步：使用计算机对地图中的动态物体移动轨迹进行三维建模，并对每次三维建模后的3D图形进行保存；
第七步：使用计算机将所有的三维建模后的3D图形依次进行展示，并将展示后3D图形的以视频格式保存以得到需要感知的动态物体在地图上的移动轨迹。
2.根据权利要求1所述的一种实时及感知动态物体信息的语义SLAM方法，其特征在于：所述激光测距仪为脉冲式激光测距仪，所述激光测距仪的激光发射频率为100次/秒。
3.根据权利要求1所述的一种实时及感知动态物体信息的语义SLAM方法，其特征在于：所述超声波测距仪的超声波发射频率为100次/秒。
4.根据权利要求1所述的一种实时及感知动态物体信息的语义SLAM方法，其特征在于：所述无线信号转化传输组件包括信号接收器、信号转化器和无线信号传输器，信号接收器与激光测距仪和超声波测距仪相连、信号转化器与信号接收器和无线信号传输器相连，无线信号传输器与中央处理器相连。
5.根据权利要求1所述的一种实时及感知动态物体信息的语义SLAM方法，其特征在于：所述三维建模的建模频率为10次/秒。
6.根据权利要求1所述的一种实时及感知动态物体信息的语义SLAM方法，其特征在于：每一张所展示的3D图形展示时间为0.1秒。
7.根据权利要求1所述的一种实时及感知动态物体信息的语义SLAM方法，其特征在于：在3D图形展示过程中将每张展示图中的重复部分删除。
8.根据权利要求1所述的一种实时及感知动态物体信息的语义SLAM方法，其特征在于：需要感知的动态物体上下左右前后六个面上均安装激光测距仪和超声波测距仪。
9.根据权利要求1所述的一种实时及感知动态物体信息的语义SLAM方法，其特征在于：所述激光测距仪和超声波测距仪通过距离调节组件与需要感知的动态物体相连。
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