CN112504287A - slam地图坐标系与大地坐标系转换方法、装置、系统及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种slam地图坐标系与大地坐标系转换方法、装置、系统及存储介质，所述方法包括如下步骤：slam过程中，采集车辆行驶轨迹上的地图坐标点集和由gps接收的大地坐标点集；对两种点集作剔除奇异点处理和类型归一化处理，使得处理后两种点集中坐标点数至少各三个；根据处理后的地图坐标点集和大地坐标点集，计算两者之间的变换矩阵；利用计算的变换矩阵和类型归一化逆处理，确定地图坐标系中地图坐标对应的大地坐标。本申请所述方法能够精准进行slam地图坐标系与大地坐标系之间的转换。
Description
技术领域
本发明涉及人工智能无人车领域技术领域，尤其涉及一种slam地图坐标系与大地坐标系转换方法、装置、系统及存储介质。
背景技术
随着人工智能技术的发展,通过融合激光雷达，摄像头，gps多传感器进行建图定位，是智能无人车自动导航重要基础。由于slam地图坐标系是极坐标系,所以需要将slam地图坐标系转换到大地坐标系。目前，在计算地图坐标系与大地坐标系时，采用的方法先是确定地图上的一个较近点，再确定地图上一个较远点，分别计算两点x,y的差值，再结合当地经纬度对应的精度，进而估算出待转换点的大地坐标，得到的大地坐标误差较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提供一种能够精准进行slam地图坐标系与大地坐标系之间的转换的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种slam地图坐标系与大地坐标系转换方法，其特征在于包括如下步骤：
slam过程中，采集车辆行驶轨迹上的地图坐标点集和由gps接收的大地坐标点集；
对两种点集作剔除奇异点处理和类型归一化处理，使得处理后两种点集中坐标点数至少各三个；
根据处理后的地图坐标点集和大地坐标点集，计算两者之间的变换矩阵；
利用计算的变换矩阵和类型归一化逆处理，确定地图坐标系中地图坐标对应的大地坐标。
本发明还公开了一种slam地图坐标系与大地坐标系转换装置，其特征在于包括：
地图生成模块：用于利用激光雷达或者摄像头数据生成slam地图，获取slam运动轨迹上多个路径点的地图坐标点集和相对应的大地坐标点集，其中，大地坐标点集通过gps导航装置处获取；
滤波模块：用于对采集到的地图坐标点集和大地坐标点集作剔除奇异点处理；
类型归一化处理模块：用于根据所述两种坐标点集中的大地坐标点集的经度值和纬度值做距离值的投影转换，使两种点集的数据类型归一化；
坐标转换矩阵确定模块：用于根据处理后的两种点集，确定slam地图坐标系到大地坐标系的转换矩阵；
大地坐标确定模块：用于根据确定的转换矩阵和类型归一化逆处理过程,确定地图坐标系下待转换目标点所对应的大地坐标点。
本发明还公开了一种地图坐标系与大地坐标系的转换系统，其特征在于包括：
至少一个激光雷达或者至少一个摄像头、gps导航装置和控制设备，控制设备与至少一个激光雷达连接或者至少一个摄像头、gps导航装置之间电连接；控制设备包括:一个或多个处理器，所述处理器内设置有如权利要求8所述的转换装置。
本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其特征在于：其上存储有计算机程序，该程序被一个或者多个处理器执行所述的slam地图坐标系与大地坐标的转换方法。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本申请所述方法能够精准进行slam地图坐标系与大地坐标系之间的转换，为地图坐标系与大地坐标的转换提供了一种新思路。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例所述方法的主流程图；
图2是本发明实施例所述方法的流程图；
图3是本发明实施例所述装置的原理框图；
图4是本发明实施例所述系统的原理框图。
具体实施方式
下面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的一部分实施例，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。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，本发明实施例公开了一种slam(同步定位与地图绘制)地图坐标系与大地坐标系转换方法，包括如下步骤：
slam过程中，采集车辆行驶轨迹上的地图坐标点集和由gps接收的大地坐标点集；
对两种点集作剔除奇异点处理和类型归一化处理，使得处理后两种点集中坐标点数至少各三个；
根据处理后的地图坐标点集和大地坐标点集，计算两者之间的变换矩阵；
利用计算的变换矩阵和类型归一化逆处理，确定地图坐标系中地图坐标对应的大地坐标。
本方法能够精准进行slam地图坐标系与大地坐标系之间的转换，为地图坐标系与大地坐标的转换提供了一种新思路。
进一步的，如图2所示，本发明实施例所述方法包括如下步骤：
将激光雷达或者摄像头和gps导航装置安装在清扫车上的固定位置处，在清扫车移动构图的过程中，采集清扫车移动轨迹上路径点的地图坐标点，同时采集在该路径点gps导航装置接收的大地坐标点。
对两种点集作剔除奇异点:剔除掉大地坐标点集中gps导航装置搜星数少于一定阀值，非正常工作模式下的大地坐标点及相应的地图坐标点，剔除掉地图坐标点集中距离值突变超过一定范围的地图坐标点及相应的大地坐标点。
剔除除奇异点处理后的两种点集中包括至少三对不重复的地图坐标点和大地坐标点。
对两种点集作类型归一化处理：将大地坐标点集的坐标点的经度值和纬度值转换为UTM投影坐标系下的距离值。
转换过程：根据大地坐标点集中每一个点的经度值和纬度值确定当前所在的时区，根据时区确定投影参数，采用WGS84坐标转UTM坐标算法确定大地坐标点集中每一个点的距离坐标值。
根据处理后的地图坐标点集和大地坐标点集，计算两者之间的变换矩阵：选取处理后的地图坐标点集和大地坐标点集中的其中一对坐标点为参考点，分别把其他点跟参考点求出多个初等变换矩阵，至少确定二个初等变换矩阵，对多个初等变换矩阵进行处理确定最后的地图坐标系到大地坐标系的变换矩阵。
利用计算的变换矩阵和类型归一化逆处理，确定地图坐标系中地图坐标对应的大地坐标：
在地图坐标系中选取任意点作为地图目标坐标点，利用以上变换矩阵对地图目标点进行处理，再将处理结果作类型同一化逆处理，处理方法为利用UTM坐标转WGS84坐标算法求出地图目标点对应的大地坐标点。
相应的，所述实施例还公开了一种与所述方法相对应的slam(同步定位与地图绘制)地图坐标系与大地坐标系转换装置，包括：
地图生成模块：用于利用激光雷达或者摄像头数据生成slam地图，获取slam运动轨迹上多个路径点的地图坐标点集和相对应的大地坐标点集。其中，大地坐标点集从gps导航装置处获取。
滤波模块：用于对采集到的地图坐标点集和大地坐标点集作剔除奇异点处理。
类型归一化处理模块：用于根据所述两种坐标点集中的大地坐标点集的经度值和纬度值做距离值的投影转换，使两种点集的数据类型归一化。
坐标转换矩阵确定模块：用于根据处理后的两种点集，确定slam地图坐标系到大地坐标系的转换矩阵。
大地坐标确定模块：用于根据确定的转换矩阵和类型归一化逆处理过程,确定地图坐标系下待转换目标点所对应的大地坐标点。
进一步的，如图4所示，本申请还公开了一种地图坐标系与大地坐标系的转换系统，包括：
至少一个激光雷达或者至少一个摄像头、gps导航装置和控制设备，控制设备与至少一个激光雷达连接或者至少一个摄像头、gps导航装置之间电连接；控制设备包括:一个或多个处理器，所述处理器内设置有所述的转换装置。
进一步的，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被一个或者多个处理器执行所述的slam地图坐标系与大地坐标的转换方法。
Claims (10)
1.一种slam地图坐标系与大地坐标系转换方法，其特征在于包括如下步骤：
slam过程中，采集车辆行驶轨迹上的地图坐标点集和由gps接收的大地坐标点集；
对两种点集作剔除奇异点处理和类型归一化处理，使得处理后两种点集中坐标点数至少各三个；
根据处理后的地图坐标点集和大地坐标点集，计算两者之间的变换矩阵；
利用计算的变换矩阵和类型归一化逆处理，确定地图坐标系中地图坐标对应的大地坐标。
2.如权利要求1所述的slam地图坐标系与大地坐标系转换方法，其特征在于，采集车辆行驶轨迹上的地图坐标点集和由gps接收的大地坐标点集的方法如下：
将激光雷达或者摄像头与gps导航装置安装在清扫车上的固定位置处，在清扫车移动构图的过程中，采集清扫车移动轨迹上路径点的地图坐标点，同时采集在该路径点gps导航装置接收的大地坐标点。
3.如权利要求1所述的slam地图坐标系与大地坐标系转换方法，其特征在于，对两种点集作剔除奇异点处理的方法如下：
剔除掉大地坐标点集中gps导航装置搜星数少于一定阀值，非正常工作模式下的大地坐标点及相应的地图坐标点，剔除掉地图坐标点集中距离值突变超过一定范围的地图坐标点及相应的大地坐标点。
4.如权利要求1所述的slam地图坐标系与大地坐标系转换方法，其特征在于，对两种点集作类型归一化处理的方法如下：
将大地坐标点集的坐标点的经度值和纬度值转换为UTM投影坐标系下的距离值。
5.如权利要求1所述的slam地图坐标系与大地坐标系转换方法，其特征在于：根据大地坐标点集中每一个点的经度值和纬度值确定当前所在的时区，根据时区确定投影参数，采用WGS84坐标转UTM坐标算法确定大地坐标点集中每一个点的距离坐标值。
6.如权利要求1所述的slam地图坐标系与大地坐标系转换方法，其特征在于所述变换矩阵的计算方法如下：
选取处理后的地图坐标点集和大地坐标点集中的其中一对坐标点为参考点，分别把其他点跟参考点求出多个初等变换矩阵，至少确定两个初等变换矩阵，对多个初等变换矩阵进行处理确定最后的地图坐标系到大地坐标系的变换矩阵。
7.如权利要求1所述的slam地图坐标系与大地坐标系转换方法，其特征在于确定地图坐标系中地图坐标对应的大地坐标的方法如下：
在地图坐标系中选取任意点作为地图目标坐标点，利用以上变换矩阵对地图目标点进行处理，再将处理结果作类型同一化逆处理，处理方法为利用UTM坐标转WGS84坐标算法求出地图目标点对应的大地坐标点。
8.一种slam地图坐标系与大地坐标系转换装置，其特征在于包括：
地图生成模块：用于利用激光雷达或者摄像头数据生成slam地图，获取slam运动轨迹上多个路径点的地图坐标点集和相对应的大地坐标点集，其中，大地坐标点集通过gps导航装置处获取；
滤波模块：用于对采集到的地图坐标点集和大地坐标点集作剔除奇异点处理；
类型归一化处理模块：用于根据所述两种坐标点集中的大地坐标点集的经度值和纬度值做距离值的投影转换，使两种点集的数据类型归一化；
坐标转换矩阵确定模块：用于根据处理后的两种点集，确定slam地图坐标系到大地坐标系的转换矩阵；
大地坐标确定模块：用于根据确定的转换矩阵和类型归一化逆处理过程,确定地图坐标系下待转换目标点所对应的大地坐标点。
9.一种地图坐标系与大地坐标系的转换系统，其特征在于包括：
至少一个激光雷达或者至少一个摄像头、gps导航装置和控制设备，控制设备与至少一个激光雷达连接或者至少一个摄像头、gps导航装置之间电连接；控制设备包括:一个或多个处理器，所述处理器内设置有如权利要求8所述的转换装置。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于：其上存储有计算机程序，该程序被一个或者多个处理器执行如权利要求1-7中任意一项所述的slam地图坐标系与大地坐标的转换方法。
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