建图方法及装置制造方法及图纸

本申请提供一种建图方法、装置及移动终端，方法包括：获取激光传感器采集的激光帧数据；获取视觉传感器采集的图像帧数据；根据所述激光帧数据确定激光传感器的运动轨迹；基于所述激光传感器的运动轨迹以及所述图像帧数据，建立视觉地图；将基于所述激光帧数据建立的激光地图和所述视觉地图进行融合。本申请的技术方案可以实现激光和视觉结合的定位和制图，而且激光SLAM建图和视觉SLAM建图采用同样的运动信息，因此最终生成的激光地图和视觉地图拥有相同的空间信息，鲁棒性高。

【技术实现步骤摘要】
建图方法及装置
本申请涉及信息
，尤其涉及一种建图方法及装置。
技术介绍
通过移动机器人同时定位与建图(SimultaneousLocalizationandMapping，简称为SLAM)技术是当前移动机器人研究的热点，激光传感器是SLAM中应用最广泛的传感器。但是基于激光传感器的SLAM采用算法本身产生的位姿估计，容易存在累计误差的问题，而位姿估计的累计误差很容易导致移动机器人建图失败。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种新的技术方案，可以通过激光数据和视觉数据的融合提高SLAM的鲁棒性，实现激光与视觉结合的定位与制图。为实现上述目的，本申请提供技术方案如下：根据本申请的第一方面，提出了一种建图方法，包括：获取激光传感器采集的激光帧数据；获取视觉传感器采集的图像帧数据；根据所述激光帧数据确定所述激光传感器的运动轨迹；基于所述激光传感器的运动轨迹以及所述图像帧数据，建立视觉地图；将基于所述激光帧数据建立的激光地图和所述视觉地图进行融合。根据本申请的第二方面，提出了一种建图装置，包括：第一获取模块，用于获取激光传感器采集的激光帧数据；第二获取模块，用于获取视觉传感器采集的图像帧数据；轨迹确定模块，用于根据所述激光帧数据确定所述激光传感器的运动轨迹；视觉地图建立模块，用于基于所述激光传感器的运动轨迹以及所述图像帧数据，建立视觉地图；融合模块，用于将基于所述激光帧数据建立的激光地图和所述视觉地图进行融合。根据本申请的第三方面，提出了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述第一方面所描述的建图方法。根据本申请的第三方面，提出了一种移动机器人，所述移动机器人包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；用于采集激光帧数据的激光传感器；用于采集图像帧数据的视觉传感器；其中，所述处理器，用于执行上述第一方面所描述的建图方法。由以上技术方案可见，本申请在基于激光帧数据建立激光地图的过程中同时确定并记录激光传感器的运动轨迹，并且基于激光传感器的运动轨迹和基于图像帧数据提取出的图像特征点建立视觉地图，融合激光地图和视觉地图，由此，实现了激光和视觉结合的定位和制图，而且激光SLAM建图和视觉SLAM建图采用了同样的运动信息，最终生成的激光地图和视觉地图拥有相同的空间信息，因此鲁棒性高。附图说明图1是本申请一示例性实施例示出的一种建图方法的流程图；图2是本申请另一示例性实施例示出的一种建图方法的流程图；图3是本申请又一示例性实施例示出的一种建图方法的流程图；图4是本申请一示例性实施例示出的一种建图装置的结构图；图5是本申请另一示例性实施例示出的一种建图装置的结构图；图6是本申请另一示例性实施例示出的一种移动机器人的结构图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与/或本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制。应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。图1是本申请一示例性实施例示出的一种建图方法的流程图；该建图方法可应用在移动机器人上，如图1所示，包括如下步骤：在步骤101中，获取激光传感器采集的激光帧数据。在一实施例中，激光传感器可以为激光雷达传感器，所采集的激光帧数据包括激光传感器的位姿数据，可以包括激光传感器在指定坐标系，如世界坐标系中的位置坐标和角度朝向。在一实施例中，激光传感器采集激光帧数据的频率可以为10Hz，也即，1秒钟采集10个帧数据。在步骤102中，获取视觉传感器采集的图像帧数据。在一实施例中，视觉传感器可以理解为摄像机等用来采集图像数据的摄像装置。在一实施例中，图像传感器采集图像帧数据的频率可以为30Hz～60Hz，也即，1秒钟采集30～60个帧数据。在一实施例中，步骤101和步骤102可以同时执行；在一实施例中，可以先执行步骤101，后执行步骤102，如图1所示；在一实施例中，也可以先执行步骤102，后执行步骤101。本申请不对步骤101和步骤102的执行顺序进行限定，也即，图1所示的步骤101和步骤102的先后顺序只是一种示例。在步骤103中，根据激光帧数据确定激光传感器的运动轨迹。在一实施例中，可以使用激光SLAM算法对激光帧数据进行处理，得到激光地图，这里不详述。在一实施例中，通过对激光帧数据进行连续帧匹配和全局优化处理，得到激光地图，可以在一定程度上减少匹配误差。在一实施例中，在使用激光SLAM算法建立激光地图的过程中，可基于每一个激光帧数据的采集时间点，以及每一个激光帧数据对应的激光传感器的位姿确定激光传感器的运动轨迹。在一实施例中，步骤103发生在步骤101之后，但是步骤103不一定发生在步骤102之后，也即步骤101、步骤102、步骤103之间的执行顺序可以为步骤101→步骤102→步骤103，或者为步骤101→步骤103→步骤102，或者为102→步骤101→步骤103。在步骤104中，基于激光传感器的运动轨迹以及图像帧数据，建立视觉地图。在一实施例中，基于激光传感器的运动轨迹可以确定出激光传感器在采集每一个激光帧数据时的位姿，而激光传感器和视觉传感器存在固定的相对位置关系，由此可以基于激光传感器的运动轨迹以及激光传感器和视觉传感器之间的相对位置关系确定出视觉传感器在采集每一个图像帧数据时的位姿。在一实施例中，可以从图像帧数据中提取出多个关键的图像特征点，并且计算出图像特征点相对于视觉传感器的位置，例如，基于一个图像帧数据，提取出3个图像特征点，图像特征点1在视觉传感器的正前方5米左右，图像特征点2在视觉传感器的右前方3米，图像特征点3在视觉传感器的左前方4米的位置，基于图像帧数据中图像特征点相对于视觉传感器的位置，以及视觉传感器在采集图像帧数据时的位姿，即可确定出图像特征点在空间的分布，进而得到视觉地图。在步骤105中，将基于激光帧数据建立的激光地图和视觉地图进行融合。在一实施例中，由于建立视觉地图时采用的是基于激光传感器的运动轨迹得到的视觉传感器的运动信息，因此视觉地图和激光地图的空间信息是完全吻合的，因此可将激光地图和视觉地图进行叠加融合，通过输出激光地图和视觉地图可以实现后续的激光定位和视觉定位。本实施例中，在基于激光帧数据建立激光地图的过程中同时确定并记录激光传感器的运动轨迹，并且基于激光传感器的运动轨迹和基于图像帧数据提取出的图像特征点建立视觉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种建图方法，其特征在于，所述方法包括：获取激光传感器采集的激光帧数据；获取视觉传感器采集的图像帧数据；根据所述激光帧数据确定所述激光传感器的运动轨迹；基于所述激光传感器的运动轨迹以及所述图像帧数据，建立视觉地图；将基于所述激光帧数据建立的激光地图和所述视觉地图进行融合。

【技术特征摘要】
1.一种建图方法，其特征在于，所述方法包括：获取激光传感器采集的激光帧数据；获取视觉传感器采集的图像帧数据；根据所述激光帧数据确定所述激光传感器的运动轨迹；基于所述激光传感器的运动轨迹以及所述图像帧数据，建立视觉地图；将基于所述激光帧数据建立的激光地图和所述视觉地图进行融合。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述激光传感器的运动轨迹以及所述图像帧数据，建立视觉地图，包括：从所述图像帧数据中提取出图像特征点，计算所述图像特征点相对于所述视觉传感器的位置；并且基于所述激光传感器的运动轨迹和所述激光传感器与所述视觉传感器之间的位置关系，确定出所述图像帧数据对应的视觉传感器的位姿；基于所述图像帧数据对应的图像特征点相对于所述视觉传感器的位置，以及对应的视觉传感器的位姿，建立所述视觉地图。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述激光传感器的运动轨迹和所述激光传感器与所述视觉传感器之间的位置关系，确定出所述图像帧数据对应的视觉传感器的位姿，包括：基于所述激光传感器的运动轨迹，确定所述图像帧数据对应的相对视觉位姿；将所述相对视觉位姿按照所述激光传感器与所述视觉传感器之间的位置关系进行平移和/或旋转，得到所述图像帧数据对应的视觉传感器的位姿。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述激光传感器的运动轨迹，确定所述图像帧数据对应的相对视觉位姿，包括：对于所述图像帧数据，若在对应的采集时间点，所述激光传感器也采集有激光帧数据，则可将激光传感器在该采集时间点的位姿确定为所述图像帧数据对应的相对视觉位姿；对于所述图像帧数据，若在对应的采集时间点，所述激光传感器没有采集激光帧数据，则在时间轴上取与所述图像帧数据的采集时间点最接近的两个激光帧数据对应的激光传感器的位姿的线性插值，得到所述图像帧...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏子谦，史皓天，
申请(专利权)人：北京三快在线科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11