CN117128947A - 栅格地图的生成方法和服务器 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种栅格地图的生成方法和服务器，该方法由服务器执行，包括：获取所采集的目标地理区域对应的点云数据；根据点云数据生成目标地理区域对应的瓦片地图；将瓦片地图划分为多个不同区域，以及根据划分的不同区域，生成目标地理区域对应的栅格地图，其中，不同区域对应于目标地理区域中的不同位置，不同区域表征目标地理区域中对应的位置是否可通行。该方法在生成栅格地图的过程中无需人工参与，减少了时间成本和人力成本。

Description

栅格地图的生成方法和服务器

技术领域

本申请涉及导航技术领域，具体涉及一种栅格地图的生成方法和服务器。

背景技术

在导航领域，例如室内机器人导航、道路车辆导航等领域，都需要依赖于导航地图，一个精度较高的导航地图在导航过程中至关重要。

目前常用的导航地图主要包括拓扑地图、栅格地图等，在生成导航地图的过程中，当前的技术多数都需要人工参与绘制和编辑，虽然可以生成精度较高的导航地图，但是需要耗费较大的人力，特别是在导航范围较广的场景中，人工参与绘制和编辑的时间成本和人力成本都会大幅上升。

发明内容

本申请提供了一种栅格地图的生成方法和服务器，可以减少栅格地图生成过程中的时间成本和人力成本。

第一方面，本申请提供一种栅格地图的生成方法，该方法由服务器执行，包括：获取所采集的目标地理区域对应的点云数据；根据点云数据生成目标地理区域对应的瓦片地图；将瓦片地图划分为多个不同区域，以及根据划分的不同区域，生成目标地理区域对应的栅格地图，其中，不同区域对应于目标地理区域中的不同位置，不同区域表征目标地理区域中对应的位置是否可通行。

其中，目标地理区域为实际的地理区域，如室内商场或市内道路等区域，点云数据可以是激光雷达所采集的该目标地理区域的激光点云数据，该点云数据还可以包括激光雷达的采集轨迹，激光雷达采集完成点云数据后，可以将该点云数据传输至服务器。服务器获取到采集的点云数据后，可以先将其生成瓦片地图，可以理解，服务器所生成的瓦片地图为一种灰度图，每个像素点的像素取值范围为[0，255]。

然后，服务器可以再将瓦片地图进行划分，划分为可通行区域和非可通行区域，其表征实际的目标地理区域中对应位置是否可通行，进而服务器再根据划分的不同区域生成栅格地图。

上述实现方式中，服务器可以根据采集的点云数据生成瓦片地图，再根据瓦片地图自动生成栅格地图，该过程无需人工参与，减少了时间成本和人力成本。

结合第一方面，在第一方面的有些实现方式中，上述根据划分的不同区域，生成目标地理区域对应的栅格地图，包括：绘制与瓦片地图的尺寸相同的初始栅格地图；根据预设的栅格的尺寸和绘制起始点，在初始栅格地图上绘制多个相同尺寸的栅格；根据不同区域与初始栅格地图上栅格的位置对应关系，确定初始栅格地图上每个栅格的状态，以生成栅格地图，该状态包括占据状态或空闲状态。

其中，在生成栅格地图的过程中，服务器可以先生成一个与瓦片地图相同尺寸的初始栅格地图，例如初始栅格地图的尺寸(宽×高)为a×b，然后再在该初始栅格地图内绘制小栅格，这里可以设置栅格的尺寸(宽×高)为c×d，绘制起始点为初始栅格地图的左上角顶点，依次绘制多个相同尺寸的栅格。

在服务器在初始栅格地图上绘制完成栅格后，便可以根据上述不同区域与栅格的位置对应关系，确定每个栅格的状态，例如是占据状态还是空闲状态。由上述描述可知，划分的不同区域划分为可通行区域和非可通行区域，那么可以理解，可通行区域对应于栅格地图上的位置应为空闲状态，非可通行区域对应于栅格地图上的位置应为占据状态。

上述实现方式中，服务器通过瓦片地图上划分的不同区域来确定栅格地图上的栅格是占据状态或空闲状态，无需人工进行比对，减少了时间成本和人力成本。

结合第一方面，在第一方面的有些实现方式中，上述根据不同区域与初始栅格地图上栅格的位置对应关系，确定初始栅格地图上每个栅格的状态，包括：计算瓦片地图中第二区域与每个第一栅格的交集面积，第一栅格为初始栅格地图上与第二区域位置对应的栅格；若交集面积大于预设阈值，则确定第一栅格的状态为空闲状态；若交集面积不大于预设阈值，则确定第一栅格的状态为占据状态；将初始栅格地图上第二栅格的状态确定为占据状态，第二栅格为所述初始栅格地图上与瓦片地图中第一区域位置对应的栅格，其中，第一区域在目标地理区域中对应的位置不可通行，第二区域在目标地理区域中对应的位置可通行。

其中，第二区域(即可通行区域)在瓦片地图上可能是任意分布的，因瓦片地图与栅格地图的尺寸相同，因此瓦片地图的每个像素点都对应于栅格地图上的一个像素点，则瓦片地图上的每个区域也在栅格地图上对应有栅格，服务器可以依次将每个栅格与可通行区域的交集面积都计算出来。

如果第二区域(即可通行区域)与一个栅格的交集面积大于预设阈值，即说明该栅格对应的区域可以通行，则服务器可以确定该栅格的状态为空闲状态；如果第二区域与一个栅格的交集面积不大于预设阈值，即说明该栅格对应的区域不可通行，则服务器可以确定该栅格的状态为占据状态。可以理解，对于与可通行区域没有交集的栅格来说，即是与非可通行区域(即第一区域)对应的栅格，其都应为占据状态。在服务器确定了每个栅格的状态后，也即生成了对应的栅格地图。

上述实现方式中，服务器通过将瓦片地图划分为不同区域来确定可通行区域的范围，然后基于可通行区域生成栅格地图，在保证精度的前提下更高效的实现了栅格地图的生成。

结合第一方面，在第一方面的有些实现方式中，上述根据预设的栅格的尺寸和绘制起始点，在所述初始栅格地图上绘制多个相同尺寸的栅格，包括：根据绘制起始点和栅格的尺寸，依次确定每个栅格的顶点坐标；根据每个栅格的顶点坐标，绘制多个相同尺寸的栅格。

在绘制初始栅格地图中栅格的过程中，服务器可以先根据第一个栅格的绘制起始点和栅格的尺寸，确定第一个栅格的顶点坐标(例如右下角的顶点坐标)，并根据绘制起始点和顶点坐标绘制第一个栅格。然后服务器将绘制起始点平移至第二个栅格的起始点，开始绘制第二个栅格，以此类推，直至绘制完所有栅格。由此保证了所绘制的栅格地图的精度。

结合第一方面，在第一方面的有些实现方式中，上述将瓦片地图划分为多个不同区域，包括：根据瓦片地图中像素点的像素值，将瓦片地图划分为多个不同区域。

其中，因瓦片地图为一种灰度图，其中像素点的像素值各不相同，那么服务器可以根据像素点的像素值将瓦片地图划分为多个不同区域。

在一个可实现的方式中，上述瓦片地图中像素点的像素值为灰度值，上述根据瓦片地图中像素点的像素值，将瓦片地图划分为多个不同区域，包括：根据瓦片地图中像素点的像素值和预设的灰度范围，将瓦片地图划分为多个不同区域。

也即，服务器可以设置不同的灰度范围，根据该灰度范围和像素点的像素值对瓦片地图进行划分。可以理解，不同的灰度范围可以是将[0，255]总范围进行划分，划分为多个子范围，所划分的灰度范围的个数可以为2个、3个或者4个等。

在一个实现方式中，上述根据瓦片地图中像素点的像素值和预设的灰度范围，将瓦片地图划分为多个不同区域，包括：将像素值不在灰度范围内的像素点划分为第一区域，以及将像素值在灰度范围内的像素点划分为第二区域。

示例性地，灰度范围可以为(N2，N3]，例如可以是(100，150]。服务器可以将瓦片地图中像素值位于(N2，N3]范围的像素点划分为第二区域，即可通行区域；将像素值不位于(N2，N3]范围的像素点划分为第一区域，即非可通行区域。通过将瓦片地图的可通行区域和非可通行区域进行划分，以后续确定栅格地图中栅格的状态。

结合第一方面，在第一方面的有些实现方式中，在将瓦片地图划分为多个不同区域之后，上述方法还包括：将第一区域内像素点的像素值设置为第一值，将第二区域内像素点的像素值设置为第二值。

其中，为更好的区分出瓦片地图中的可通行区域和非可通行区域，服务器还可以将可通行区域中的像素值和非可通行区域中的像素值分别设置为不同值，以减少区域划分误差，提高后续生成栅格地图的精度。

进一步地，服务器还可以在将瓦片地图划分为多个不同区域之后，采用分水岭算法确定每个区域的边界线，以更准确的划分区域。

结合第一方面，在第一方面的有些实现方式中，上述方法还包括：在接收到客户端发送的导航请求的情况下，根据导航请求中携带的起始位置和目的位置，确定目标行驶路线，以及将目标行驶路线的数据发送至客户端。

在实际场景中，服务器在生成栅格地图之后，便可以将栅格地图的数据发送至客户端。用户在使用客户端的过程中，如果输入起始位置和目的位置，客户端便可以将携带起始位置和目的位置的导航请求发送至服务器，服务器对栅格地图进行查找，可以得到从起始位置到目的位置的目标行驶路线，进而再发送至客户端，以对用户进行导航。

在一些实现方式中，上述根据导航请求中携带的起始位置和目的位置，确定目标行驶路线，包括：采用曼哈顿距离算法或者欧式距离算法，根据起始位置和目的位置确定目标行驶路线。考虑到通行代价问题时，可以优选曼哈顿距离算法。

第二方面，本申请提供一种装置，该装置包含在服务器中，该装置具有实现上述第一方面及上述第一方面的可能实现方式中服务器行为的功能。功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块或单元。例如，接收模块或单元、处理模块或单元等。

第三方面，本申请提供一种服务器，服务器包括：处理器、存储器和接口；处理器、存储器和接口相互配合，使得服务器执行第一方面的技术方案中任意一种方法。

第四方面，本申请提供一种导航系统，包括服务器和客户端，服务器执行第一方面的技术方案中任意一种方法，客户端用于向服务器发送导航请求，以及接收服务器发送的目标行驶路线的数据。

第五方面，本申请提供一种芯片，包括处理器。处理器用于读取并执行存储器中存储的计算机程序，以执行第一方面及其任意可能的实现方式中的方法。

可选地，芯片还包括存储器，存储器与处理器通过电路或电线连接。

进一步可选地，芯片还包括通信接口。

第六方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储了计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，使得该处理器执行第一方面的技术方案中任意一种方法。

第七方面，本申请提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包括：计算机程序代码，当计算机程序代码在服务器上运行时，使得该服务器执行第一方面的技术方案中任意一种方法。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一例栅格地图的生成方法的应用场景图；

图2是本申请实施例提供的一例服务器的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一例客户端的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一例栅格地图的生成方法的流程示意图；

图5是本申请实施例提供的另一例栅格地图的生成方法的流程示意图；

图6是本申请实施例提供的一例绘制栅格的过程示意图；

图7是本申请实施例提供的又一例栅格地图的生成方法的流程示意图；

图8是本申请实施例提供的一例瓦片地图与栅格地图的交集示意图；

图9是本申请实施例提供的一例确定行驶路线的效果示意图；

图10是本申请实施例提供的一例栅格地图的生成装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。其中，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。

以下，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在导航领域，例如室内机器人导航、道路车辆导航等领域，若要保证机器人或车辆能够正常的在通行区域内通行，则需要依赖于导航地图，导航地图可以根据起始位置和目的位置，向机器人或车辆提供合理的行驶路线。因此，一个精度较高的导航地图在导航过程中至关重要。

目前常用的导航地图主要包括拓扑地图、栅格地图等，拓扑地图(topologicalmap)是一种保持点与线相对位置关系正确而不一定保持图形形状与面积、距离、方向正确的抽象地图，例如可以把室内环境表示为带结点和相关连接线的拓扑结构图，其中结点表示环境中的重要位置点(拐角、门、电梯、楼梯等)，边表示节点间的连接关系，如走廊等。栅格地图是一种把环境划分成一系列栅格的地图，其中每一栅格给定一个可能值，表示该栅格被占据的概率。

在生成上述导航地图的过程中，当前的技术多数都需要人工参与绘制和编辑，例如需要人工对拓扑地图上的节点进行连线等。该技术虽然可以生成精度较高的导航地图，但是需要耗费较大的人力，特别是在导航范围较广的场景中，例如在城市内的多个商场、车库甚至全国范围等场景，人工参与绘制和编辑的时间成本和人力成本都会大幅上升。

有鉴于此，本申请实施例提供一种栅格地图的生成方法，可以基于采集的点云数据自动生成栅格地图，无需人工参与，在保证精度的情况下同时减少时间成本和人力成本。需要说明的是，本申请实施例的栅格地图的生成方法，可以由服务器来执行，在具有使用该栅格地图的需求时，用户可以通过客户端下载服务器已生成的栅格地图的数据，并在客户端上运行。可以理解，栅格地图的数据可以集成于客户端上的应用程序(application，APP)内。可选地，客户端可以为终端设备(如手机、平板电脑等)，也可以为其他智能设备(如智能机器人等)。

示例性地，图1是本申请实施例提供的栅格地图的生成方法的应用场景示意图。其中，服务器11可以获取采集的点云数据，基于点云数据生成瓦片地图，进而再根据瓦片地图自动生成栅格地图。客户端12可以与服务器11之间进行通信，并从服务器11上获取所生成的栅格地图的数据。在用户使用客户端12的过程中，如果想要使用导航功能，则可以打开对应的APP，显示当前所在地的导航地图，以及可以在导航地图上输入目的位置，客户端12即可以根据当前位置和目的位置确定一条行驶路线。

示例性地，图2是本申请实施例提供的一例服务器11的结构示意图。服务器11可以包括处理器210、存储器220和通信模块230等。

其中，处理器210可以包括一个或多个处理单元，存储器220用于存储程序代码和数据。在本申请实施例中，处理器210可执行存储器220存储的计算机执行指令，用于根据采集的点云数据生成栅格地图。

通信模块230可以用于服务器11的各个内部模块之间的通信、或者服务器11和其他设备之间的通信等。示例性地，如果服务器11通过有线连接的方式和其他设备通信，通信模块230可以包括接口等，例如USB接口，USB接口可以是符合USB标准规范的接口，具体可以是Mini USB接口，Micro USB接口，USB Type C接口等。USB接口可以用于连接充电器为服务器11充电，也可以用于服务器11与其他设备之间传输数据，还可以用于连接耳机，通过耳机播放音频等。

或者，通信模块230可以包括音频器件、射频电路、蓝牙芯片、无线保真(wirelessfidelity，Wi-Fi)芯片、近距离无线通讯技术(near-field communication，NFC)模块等，可以通过多种不同的方式实现服务器11与其他设备之间的交互。

可选地，服务器11还可以包括显示屏240，显示屏240可以显示人机交互界面中的图像或视频等。

可选地，服务器11还可以包括外设设备250，例如鼠标、键盘、扬声器、麦克风等。

应理解，除了图2中列举的各种部件或者模块之外，本申请实施例对服务器11的结构不做具体限定。在本申请另一些实施例中，服务器11还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

示例性地，图3是本申请实施例提供的一例客户端12的结构示意图。以客户端12是手机为例，客户端12可以包括处理器110，外部存储器接口120，内部存储器121，通用串行总线(universal serial bus，USB)接口130，充电管理模块140，电源管理模块141，电池142，天线1，天线2，移动通信模块150，无线通信模块160，音频模块170，扬声器170A，受话器170B，麦克风170C，耳机接口170D，传感器模块180，按键190，马达191，指示器192，摄像头193，显示屏194，以及用户标识模块(subscriber identification module，SIM)卡接口195等。其中传感器模块180可以包括压力传感器180A，陀螺仪传感器180B，气压传感器180C，磁传感器180D，加速度传感器180E，距离传感器180F，接近光传感器180G，指纹传感器180H，温度传感器180J，触摸传感器180K，环境光传感器180L，骨传导传感器180M等。

处理器110可以包括一个或多个处理单元，例如：处理器110可以包括应用处理器(application processor，AP)，调制解调处理器，图形处理器(graphics processingunit，GPU)，图像信号处理器(image signal processor，ISP)，控制器，存储器，视频编解码器，数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，基带处理器，和/或神经网络处理器(neural-network processing unit，NPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。

处理器110中还可以设置存储器，用于存储指令和数据。在一些实施例中，处理器110中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器110刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器110需要再次使用该指令或数据，可从存储器中直接调用。避免了重复存取，减少了处理器110的等待时间，因而提高了系统的效率。

客户端12的无线通信功能可以通过天线1，天线2，移动通信模块150，无线通信模块160，调制解调处理器以及基带处理器等实现。

移动通信模块150可以提供应用在客户端12上的包括2G/3G/4G/5G等无线通信的解决方案。移动通信模块150可以包括至少一个滤波器，开关，功率放大器，低噪声放大器(low noise amplifier，LNA)等。移动通信模块150可以由天线1接收电磁波，并对接收的电磁波进行滤波，放大等处理，传送至调制解调处理器进行解调。移动通信模块150还可以对经调制解调处理器调制后的信号放大，经天线1转为电磁波辐射出去。在一些实施例中，移动通信模块150的至少部分功能模块可以被设置于处理器110中。在一些实施例中，移动通信模块150的至少部分功能模块可以与处理器110的至少部分模块被设置在同一个器件中。

无线通信模块160可以提供应用在客户端12上的包括无线局域网(wirelesslocal area networks，WLAN)(如Wi-Fi))，蓝牙(bluetooth，BT)，全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GNSS)，调频(frequency modulation，FM)，NFC，红外技术(infrared，IR)等无线通信的解决方案。无线通信模块160可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块160经由天线2接收电磁波，将电磁波信号调频以及滤波处理，将处理后的信号发送到处理器110。无线通信模块160还可以从处理器110接收待发送的信号，对其进行调频，放大，经天线2转为电磁波辐射出去。

客户端12通过GPU，显示屏194，以及应用处理器等实现显示功能。GPU为图像处理的微处理器，连接显示屏194和应用处理器。GPU用于执行数学和几何计算，用于图形渲染。处理器110可包括一个或多个GPU，其执行程序指令以生成或改变显示信息。

可以理解的是，本申请实施例示意的结构并不构成对客户端12的具体限定。在本申请另一些实施例中，客户端12可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

为了便于理解，本申请以下实施例将以具有上述图2所示结构的服务器为例，结合附图和应用场景，对本申请实施例提供的栅格地图的生成方法进行具体阐述。

图4是本申请实施例提供的一例栅格地图的生成方法的流程示意图，该方法可以由服务器执行，具体可以包括：

S101，获取采集的点云数据。

其中，该点云数据可以是激光雷达所采集的激光点云数据，该点云数据还可以包括激光雷达的采集轨迹，例如激光雷达在某区域上方巡回采集点云数据。激光雷达采集完成点云数据后，可以将该点云数据传输至服务器。

可以理解，点云(point cloud)是指目标表面特性的海量点集合，一般是通过激光雷达测量或摄影测量获得，能够以较高的精度反应地表的真实情况，如地面状态、地物反射特征等。对于激光雷达测量得到的点云，可以包括三维坐标(X，Y，Z)和激光反射强度，该类点云通常可以通过回波特性和反射强度判别物体的状态，例如植被会有多次回波，反射强度也会弱于建筑等。可选地，点云数据可以以属性表格式进行存储，常见的存储格式有pts，asc，dat，stl，imw，xyz，txt，csv等。

S102，根据点云数据生成瓦片地图。

其中，瓦片地图也可称为瓦片地图金字塔模型(简称瓦片金字塔)，其是一种多分辨率层次模型，从瓦片金字塔的底层到顶层，分辨率越来越低，但表示的地理范围不变。瓦片金字塔通常是按层搭建，例如：首先把缩放级别最高、地图比例尺最大的地图图片作为瓦片金字塔的底层，即第0层，并对其进行分块，从地图图片的左上角开始，从左至右、从上到下进行切割，分割成相同大小(比如256×256像素)的正方形地图瓦片，形成第0层瓦片矩阵；在第0层地图图片的基础上，按每像素分割为2×2个像素的方法生成第1层地图图片，并对其进行分块，分割成与下一层相同大小的正方形地图瓦片，形成第1层瓦片矩阵；采用同样的方法生成第2层瓦片矩阵……如此执行，直到生成第N一1层瓦片矩阵，构成整个瓦片金字塔。

对于服务器根据点云数据生成瓦片地图的过程，在一个可实现的方式中，服务器可以对原始点云数据进行分割，得到多个不同层级的局部点云区域，再根据局部点云区域中点云数据点的曲率大小，将局部点云区域划分成不同的区域网格，并对不同区域网格中的点云数据点采用不同的采样算法进行点云采样，进而根据采样后的点云数据生成不同层级的瓦片数据，最终得到多个层级的瓦片地图。

可以理解，服务器所生成的瓦片地图为一种灰度图，每个像素点的像素取值范围为[0，255]，其中，取值越大则表示该点越亮，取值越小则表示该点越暗。例如，255为白色，0为黑色。

S103，基于瓦片地图生成栅格地图。

因栅格地图中的每一栅格会给定一个可能值，表示该栅格被占据的概率，因此服务器在生成栅格地图时，需要确定每一栅格是占据状态还是空闲状态。

在一个可实现的方式中，服务器可以根据瓦片地图中像素点的像素值来确定栅格地图中每一栅格是占据状态还是空闲状态。因瓦片地图中像素值较大的区域亮度较亮，亮度较亮的区域通常是由于激光照射至地物上，由地物回波反射而产生的亮度，那么可以理解，亮度较亮的区域一般是存在物体，例如建筑物等，则该区域已经被占据的可能性较大。相应的，瓦片地图中像素值较小的区域亮度较暗，可能是路面上没有遮挡物，则该区域没有被占据的可能性较大，即空闲的可能性较大。

因此，服务器可以根据瓦片地图的尺寸绘制一个相同尺寸的初始栅格地图，并在初始栅格地图上绘制多个相同大小的栅格，例如每个栅格的尺寸为5×5像素或10×10像素。然后根据瓦片地图中像素点的像素值确定初始栅格地图中对应位置的栅格的状态，最终可以确定每一栅格是占据状态还是空闲状态，也即生成了栅格地图。

上述服务器根据点云数据生成栅格地图时，在一个可实现的方式中，可以根据全部点云数据生成整个瓦片地图，再根据整个瓦片地图生成整个栅格地图。在另一个可实现的方式中，可以根据部分点云数据生成部分瓦片地图，再根据另一部分点云数据生成另一部分瓦片地图，然后将部分瓦片地图进行拼接，得到整个瓦片地图，进而再根据整个瓦片地图生成整个栅格地图。

上述栅格地图的生成方法，服务器可以根据采集的点云数据生成瓦片地图，再根据瓦片地图自动生成栅格地图，该过程无需人工参与，减少了时间成本和人力成本。

在一个实施例中，服务器在基于瓦片地图生成栅格地图的过程中，还可以先根据瓦片地图中像素点的像素值来划分不同区域，继而再生成栅格地图。具体地，如图5所示，上述S103可以包括：

S201，将瓦片地图划分为多个不同区域。

由上述描述可知，瓦片地图为一种灰度图，其中像素点的像素值各不相同，那么服务器可以根据像素点的像素值将瓦片地图划分为多个不同区域。

在一个可实现的方式中，服务器可以设置不同的灰度范围，根据该灰度范围和像素点的像素值对瓦片地图进行划分。可以理解，不同的灰度范围可以是将[0，255]总范围进行划分，划分为多个子范围，所划分的灰度范围的个数可以为2个、3个或者4个等，本申请实施例以3个灰度范围为例进行说明，但对此并不做具体限制。

示例性地，服务器所设置的灰度范围可以为[N1，N2]、(N2，N3]以及(N3，N4]，例如，[N1，N2]可以为[0，100]、(N2，N3]可以为(100，150]，(N3，N4]可以为(150，255]。其中，服务器可以将瓦片地图中像素值位于[N1，N2]范围的像素点划分为第一区域，将像素值位于(N2，N3]范围的像素点划分为第二区域，将像素值位于(N3，N4]范围的像素点划分为第三区域。在本申请实施例中，第一区域可以为过渡区域，一般是一些地图边缘或者无法通行的区域，第二区域可以为可通行区域，即没有遮挡物遮挡，可供正常通行的区域，第三区域可以为非可通行区域，即已被物体(如建筑物、摆设物)等占据，不能正常通行的区域。或者，服务器还可以仅将瓦片地图划分为可通行区域和非可通行区域，即将第一区域和第三区域归为一个区域，统称为第一区域。可以理解，上述N1、N2、N3和N4的取值可以根据实际场景进行设置，并不局限于上述取值。

还可以理解，多个不同区域在瓦片地图上的分布呈无规则分布，例如对于城市道路地图来说，通行区域对应的是道路，非可通行区域对应的是道路两旁的建筑物等，对于室内地图来说，通行区域对应的是无遮挡物区域，非可通行区域对应的是室内摆设物等。

S202，确定每个区域的边界线。

其中，因相邻区域交界处的像素点的像素值比较接近，那么为更准确的划分区域，服务器可以在上述划分出不同区域后，再确定每个区域的边界线。

在一个可实现的方式中，服务器可以采用分水岭算法确定每个区域的边界线。其中，分水岭算法是一种基于拓扑理论的数学形态学的分割方法，其基本思想是把图像看作是测地学上的拓扑地貌，图像中每一点像素的灰度值表示该点的海拔高度，每一个局部极小值及其影响区域称为集水盆，而集水盆的边界则形成分水岭。分水岭的计算过程是一个迭代标注过程，其较经典的计算方法是L.Vincent提出的，在该算法中，分水岭计算分两个步骤，一个是排序过程，一个是淹没过程：首先对每个像素的灰度级进行从低到高排序，然后在从低到高实现淹没过程中，对每一个局部极小值在h阶高度的影响域采用先进先出(FIFO)结构进行判断及标注。分水岭变换得到的是输入图像的集水盆图像，集水盆之间的边界点，即为分水岭(也即区域之间的边界线)，那么显然，分水岭表示的是输入图像的极大值点。

可选地，因在导航过程中注重的是可通行区域，那么为提高栅格地图的生成效率，服务器可以仅确定可通行区域(即第二区域)的边界线。

S203，根据划分的不同区域，生成栅格地图。

对于生成栅格地图的过程，服务器首先根据瓦片地图的尺寸绘制一个相同尺寸的初始栅格地图，然后设置栅格的尺寸和绘制起始点，在初始栅格地图上绘制多个相同尺寸的栅格。示例性地，如图6所示，初始栅格地图的尺寸(宽×高)为a×b，设置的栅格的尺寸(宽×高)为c×d，假设栅格的绘制起始点为地图左上角的像素点f1(当然也可以为地图右上角、左下角、右下角等位置，本申请实施例对此不做限制)。若像素点f1的坐标为(x，y)，则第一个栅格A右下角的像素点g1的坐标为(x+c，y+d)，因此服务器可以根据像素点f1和像素点g1的位置绘制第一个栅格A。接下来服务器再将栅格的绘制点从f1平移至f2以绘制第二个栅格B，f2的坐标为(x+c，y)，第二个栅格B右下角的像素点g2的坐标为(x+c+c，y+d)，因此服务器可以根据像素点f2和像素点g2的位置绘制第二个栅格B，以此类推，待服务器将第一行栅格都绘制完成后，再移至第二行栅格的绘制起始点w1，继续进行绘制，由此服务器便可以完成所有栅格的绘制。示例性地，所绘制的栅格的尺寸c×d可以为5×5像素。可以理解，若要绘制的栅格尺寸相同，则栅格地图的宽a可以为栅格的宽c的倍数，栅格地图的高b可以为栅格的高d的倍数。

可选地，服务器根据像素点的位置绘制栅格时，可以调用opencv函数进行绘制。

在服务器在初始栅格地图上绘制完成栅格后，便可以根据上述不同区域与栅格的位置对应关系，确定每个栅格的状态，例如是占据状态还是空闲状态。由上述描述可知，划分的不同区域包括第一区域、第二区域和第三区域，其中第二区域为可通行区域，第三区域为非可通行区域，那么可以理解，第二区域对应于栅格地图上的位置应为空闲状态，第三区域对应于栅格地图上的位置应为占据状态。第一区域为过渡区域，其对应于栅格地图上的位置也为占据状态，但考虑到该区域一般是一些地图边缘或者无法通行的区域，可选地，服务器可以将该区域从瓦片地图上进行剪裁，即不再考虑该区域。服务器确定每个栅格的状态后，即生成了当前的栅格地图。

在一个实施例中，服务器根据不同区域与栅格的位置对应关系，确定每个栅格的状态的过程，还可以采用以下过程实现，如图7所示，该过程可以包括：

S301，对瓦片地图中的不同区域设置不同像素值。

因已将瓦片地图划分了三个区域，因此服务器可以重新设置第一区域、第二区域和第三区域内像素点的像素值，将第一区域和第三区域内像素点的像素值设置为第一值，将第二区域内像素点的像素值设置为第二值。示例性地，服务器可以将第二区域(即可通行区域)内所有像素点的像素值设置为1，将其他区域内所有像素点的像素值设置为0，当然也可以设置为其他数值，只要能区分可通行区域与其他区域即可，本申请实施例对此不做限制。

S302，计算第二区域与对应位置的每个栅格的交集面积。

其中，第二区域在瓦片地图上可能是任意分布的，因瓦片地图与栅格地图的尺寸相同，因此瓦片地图的每个像素点都对应于栅格地图上的一个像素点，则瓦片地图上的每个区域也在栅格地图上对应有栅格。

示例性地，如图8所示，瓦片地图上的斜线填充区域为可通行区域，该可通行区域对应有多个栅格，分别为第1、2、3、4……17个栅格。从第1个栅格开始，服务器计算该栅格与可通行区域的交集面积，例如为Q1，然后再计算第2个栅格与可通行区域的交集面积，例如为Q2，依次将每个栅格与可通行区域的交集面积都计算出来。可选地，栅格与可通行区域的交集面积可以为交集区域内像素点的数量。

S303，判断交集面积是否大于预设阈值，若大于则执行S304，若不大于则执行S305。

S304，确定对应栅格的状态为空闲状态。

S305，确定对应栅格的状态为占据状态。

如果可通行区域与一个栅格的交集面积大于预设阈值，即说明该栅格对应的区域可以通行，则服务器可以确定该栅格的状态为空闲状态；如果可通行区域与一个栅格的交集面积不大于预设阈值，即说明该栅格对应的区域不可通行，则服务器可以确定该栅格的状态为占据状态。可以理解，对于与可通行区域没有交集的栅格来说，即是与非可通行区域对应的栅格，其都应为占据状态。在服务器确定了每个栅格的状态后，也即生成了对应的栅格地图。

可选地，预设阈值可以为栅格面积的一半，例如栅格面积为5×5＝25时，预设阈值可以为12.5。可选地，栅格的状态为空闲状态时，服务器可以将其状态值设置为1，栅格的状态为占据状态时，服务器可以将其状态值设置为0。

上述栅格地图的生成方法，服务器通过将瓦片地图划分为不同区域来确定可通行区域的范围，然后基于可通行区域生成栅格地图，在保证精度的前提下更高效的实现了栅格地图的生成。

在实际场景中，服务器在生成栅格地图之后，便可以将栅格地图的数据发送至客户端。用户在使用客户端的过程中，如果输入起始位置和目的位置，客户端便可以将携带起始位置和目的位置的导航请求发送至服务器，服务器对栅格地图进行查找，可以得到从起始位置到目的位置的行驶路线，进而再发送至客户端，以对用户进行导航。

在一个实施例中，服务器在生成栅格地图之后，还可以基于栅格地图生成用于导航的路径规划算法所需的邻接表，该邻接表中可以包括每个栅格的状态以及相邻栅格的状态，并对栅格地图和邻接表进行部署，以供后续路径规划算法进行调用。

可选地，服务器根据路径规划算法确定从起始位置到目的位置的行驶路线时，可以采用曼哈顿距离算法或者欧式距离算法来执行，考虑到通行代价问题时，可以优选曼哈顿距离算法。

示例性地，如图9所示，其是本申请实施例生成的一个栅格地图，其中白色栅格为空闲状态，黑色栅格为占据状态。如果导航的起始位置为左下角P1点，目的位置为右上角P2点，则服务器可以根据邻接表进行查找，最终得到行驶路线，即图9中的箭头线。

上文详细介绍了本申请实施例提供的栅格地图的生成方法的示例。可以理解的是，服务器为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以结合实施例对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

本申请实施例可以根据上述方法示例对服务器进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分为各个功能模块，例如检测单元、处理单元、显示单元等，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

需要说明的是，上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。

本实施例提供的服务器，用于执行上述栅格地图的生成方法，因此可以达到与上述实现方法相同的效果。

在采用集成的单元的情况下，服务器还可以包括处理模块、存储模块和通信模块。其中，处理模块可以用于对服务器的动作进行控制管理。存储模块可以用于支持服务器执行存储程序代码和数据等。通信模块，可以用于支持服务器与其他设备的通信。

其中，处理模块可以是处理器或控制器。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，数字信号处理和微处理器的组合等等。存储模块可以是存储器。通信模块具体可以为射频电路、蓝牙芯片、Wi-Fi芯片等与其他设备交互的设备。

在一个实施例中，当处理模块为处理器，存储模块为存储器时，本实施例所涉及的服务器可以为具有图2所示结构的设备。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储了计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行上述任一实施例的栅格地图的生成方法。

本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，当该计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行上述相关步骤，以实现上述实施例中的栅格地图的生成方法。

另外，本申请的实施例还提供一种装置，这个装置具体可以是芯片，组件或模块，该装置可包括相连的处理器和存储器；其中，存储器用于存储计算机执行指令，当装置运行时，处理器可执行存储器存储的计算机执行指令，以使芯片执行上述各方法实施例中的栅格地图的生成方法。

在一个实施例中，图10是本申请实施例提供的一种栅格地图的生成装置，该装置包括获取模块31和处理模块32。

其中，获取模块31，用于获取采集的点云数据。

处理模块32，用于根据点云数据生成瓦片地图，以及基于瓦片地图生成栅格地图。

在另一个实施例中，处理模块32，具体用于将瓦片地图划分为多个不同区域，确定每个区域的边界线，以及根据划分的不同区域，生成栅格地图。

在又一个实施例中，处理模块32，具体用于对瓦片地图中的不同区域设置不同像素值，计算第二区域与对应位置的每个栅格的交集面积，以及根据交集面积确定每个栅格的状态。

另外，本实施例提供的服务器、计算机可读存储介质、计算机程序产品或芯片均用于执行上文所提供的对应的方法，因此，其所能达到的有益效果可参考上文所提供的对应的方法中的有益效果，此处不再赘述。

通过以上实施方式的描述，所属领域的技术人员可以了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能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功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元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，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上内容，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种栅格地图的生成方法，其特征在于，所述方法由服务器执行，包括：

获取所采集的目标地理区域对应的点云数据；

根据所述点云数据生成所述目标地理区域对应的瓦片地图；

将所述瓦片地图划分为多个不同区域，以及根据划分的不同区域，生成所述目标地理区域对应的栅格地图，其中，所述不同区域对应于所述目标地理区域中的不同位置，所述不同区域表征所述目标地理区域中对应的位置是否可通行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据划分的不同区域，生成所述目标地理区域对应的栅格地图，包括：

绘制与所述瓦片地图的尺寸相同的初始栅格地图；

根据预设的栅格的尺寸和绘制起始点，在所述初始栅格地图上绘制多个相同尺寸的栅格；

根据所述不同区域与所述初始栅格地图上栅格的位置对应关系，确定所述初始栅格地图上每个栅格的状态，以生成所述栅格地图，所述状态包括占据状态或空闲状态。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述不同区域与所述初始栅格地图上栅格的位置对应关系，确定所述初始栅格地图上每个栅格的状态，包括：

计算所述瓦片地图中第二区域与每个第一栅格的交集面积，所述第一栅格为所述初始栅格地图上与所述第二区域位置对应的栅格；

若所述交集面积大于预设阈值，则确定所述第一栅格的状态为空闲状态；

若所述交集面积不大于预设阈值，则确定所述第一栅格的状态为占据状态；

将所述初始栅格地图上第二栅格的状态确定为占据状态，所述第二栅格为所述初始栅格地图上与所述瓦片地图中第一区域位置对应的栅格，其中，所述第一区域在所述目标地理区域中对应的位置不可通行，所述第二区域在所述目标地理区域中对应的位置可通行。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根据预设的栅格的尺寸和绘制起始点，在所述初始栅格地图上绘制多个相同尺寸的栅格，包括：

根据所述绘制起始点和所述栅格的尺寸，依次确定每个栅格的顶点坐标；

根据每个栅格的顶点坐标，绘制多个相同尺寸的栅格。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述将所述瓦片地图划分为多个不同区域，包括：

根据所述瓦片地图中像素点的像素值，将所述瓦片地图划分为多个不同区域。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述瓦片地图中像素点的像素值为灰度值，所述根据所述瓦片地图中像素点的像素值，将所述瓦片地图划分为多个不同区域，包括：

根据所述瓦片地图中像素点的像素值和预设的灰度范围，将所述瓦片地图划分为多个不同区域。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述瓦片地图中像素点的像素值和预设的灰度范围，将所述瓦片地图划分为多个不同区域，包括：

将像素值不在所述灰度范围内的像素点划分为第一区域，以及将像素值在所述灰度范围内的像素点划分为第二区域。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在将所述瓦片地图划分为多个不同区域之后，所述方法还包括：

将所述第一区域内像素点的像素值设置为第一值，将所述第二区域内像素点的像素值设置为第二值。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，在将所述瓦片地图划分为多个不同区域之后，所述方法还包括：

采用分水岭算法确定每个区域的边界线。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在接收到客户端发送的导航请求的情况下，根据所述导航请求中携带的起始位置和目的位置，确定目标行驶路线，以及将所述目标行驶路线的数据发送至所述客户端。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述导航请求中携带的起始位置和目的位置，确定目标行驶路线，包括：

采用曼哈顿距离算法或者欧式距离算法，根据所述起始位置和所述目的位置确定所述目标行驶路线。

12.一种服务器，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

一个或多个存储器；

所述存储器存储有一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，使得所述服务器执行如权利要求1至11中任一项所述的方法。

13.一种导航系统，其特征在于，包括服务器和客户端，所述服务器执行如权利要求1至11中任一项所述的方法，所述客户端用于向所述服务器发送导航请求，以及接收所述服务器发送的目标行驶路线的数据。

14.一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中存储了计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1至11中任一项所述的方法。