一种栅格地图矢量化方法及设备技术

本申请的目的是提供一种栅格地图矢量化方法及设备，本申请通过对获取的栅格地图进行平滑处理，得到初始化栅格地图，其中，所述初始化栅格地图中包含至少一个栅格点；接着基于所有所述栅格点，依序对所述初始化栅格地图进行线段提取和栅格点聚类，得到所述初始化栅格地图对应的矢量化线段和矢量化点；之后根据所述矢量化线段和所述矢量化点，生成所述栅格地图对应的矢量化地图，实现了将获取的栅格地图转换为由矢量化线段和矢量化点组成的矢量化地图，不仅大大缩小了实际的存储量，节省了大量系统资源，还通过矢量化地图的形式来呈现实际环境中的栅格地图，从而保证了栅格地图反映的实际环境的真实性，进而避免了失真情况的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种栅格地图矢量化方法及设备
本申请涉及栅格地图矢量化
，尤其涉及一种栅格地图矢量化方法及设备。
技术介绍
目前，移动机器人的使用越来越普遍，特别是家庭服务类和商场导购类机器人，自主定位与建图和导航是其实现移动服务的关键技术。地图构建是其中重要组成部分，地图的优化、存储和显示也是必不可少的。当前的服务机器人大部分还是简单的移动或不动，或是依据简单的超声和碰撞传感器随机运动，或参考惯性传感器相对式运动，不考虑构建环境地图，也就地图优化操作，这种系统运动往往比较随机，缺乏真正的认识地图和对任务的整体规划。另外带建图功能的移动机器人，利用激光构建的栅格地图依据栅格分辨率的划分类似像素图片，地图表示的环境信息会与实际有偏差，例如地图中直线段呈锯齿状，线段分层叠加，线段有噪点等问题。对于栅格三态(空白、障碍物、未知区域)灰色地图，按照全部栅格信息存储的方式显得冗余而且存储的数据量还大，对应栅格地图转化为图像显示在用户放大查看会显得失真不美观。
技术实现思路
本申请的一个目的是提供一种栅格地图矢量化方法及设备，解决了下现有技术中的栅格地图存储数据量大且失真的问题。根据本申请的一个方面，提供了一种栅格地图矢量化方法，其中，所述方法包括：对获取的栅格地图进行平滑处理，得到初始化栅格地图，其中，所述初始化栅格地图中包含至少一个栅格点；基于所有所述栅格点，依序对所述初始化栅格地图进行线段提取和栅格点聚类，得到所述初始化栅格地图对应的矢量化线段和矢量化点；根据所述矢量化线段和所述矢量化点，生成所述栅格地图对应的矢量化地图。进一步地，上述方法中，所述对获取的栅格地图进行平滑处理，得到初始化栅格地图，其中，所述初始化栅格地图中包含至少一个栅格点，包括：通过移动机器人中的激光雷达传感器，获取所述栅格地图；依序对所述栅格地图进行图像膨胀和图像腐蚀的平滑处理，得到初始化栅格地图。进一步地，上述方法中，所述基于所有所述栅格点，依序对所述初始化栅格地图进行线段提取和栅格点聚类，得到所述初始化栅格地图对应的矢量化线段和矢量化点，包括：基于所有所述栅格点，对所述初始化栅格地图进行线段提取，得到所述初始化栅格地图对应的提取线段及其长度和两个端点的坐标，其中，所述提取线段包括至少一个；基于所述提取线段的长度和两个端点的坐标，分别对每个所述提取线段进行矢量化处理，得到所述初始栅格地图对应的矢量化线段；对所有所述栅格点中的、未被提取为所述提取线段的剩余栅格点，进行栅格点聚类，得到所述初始栅格地图对应的矢量化点。进一步地，上述方法中，所述基于所述提取线段的长度和两个端点的坐标，分别对每个所述提取线段进行矢量化处理，得到所述初始栅格地图对应的矢量化线段，包括:基于预设线段宽度，对所有所述提取线段中的、最长的提取线段进行矩形化处理，得到所述最长的提取线段对应的目标矩形；基于所述提取线段的长度，按照从长到短的顺序，对所有所述提取线段中除所述最长的提取线段外、剩余的提取线段进行排序，得到对应的排序，其中，剩余提取线段包括至少一个；基于所述剩余提取线段的两个端点的坐标、所述目标矩形及所述排序，对每个剩余提取线段进行矢量化处理，得到所述初始栅格地图对应的矢量化线段。进一步地，上述方法中，所述基于所述剩余提取线段的两个端点的坐标、所述目标矩形及所述排序，对每个剩余提取线段进行矢量化处理，得到所述初始栅格地图对应的矢量化线段，包括:从所述剩余提取线段中的最长的剩余提取线段开始，按照所述排序，依序将每个所述剩余提取线段确定为目标提取线段，重复如下步骤，直至所有所述剩余提取线段中的最短的剩余提取线段，得到所述初始栅格地图对应的矢量化线段：目标提取线段的两个端点的坐标，计算所述目标提取线段的两个端点落在所述目标矩形内的数量；根据所述数量，对所述目标提取线段进行相应的矢量化处理，得到所述目标提取线段对应在所述初始栅格地图上对应的矢量化线段。进一步地，上述方法中，所述根据所述数量，对所述目标提取线段进行相应的矢量化处理，得到所述目标提取线段对应在所述初始栅格地图上对应的矢量化线段，包括：若所述数量为两个，则将所述最长的提取线段确定为所述初始栅格地图上对应的矢量化线段，同时删除所述目标提取线段；若所述数量为一个，则基于所述最长的提取线段与所述目标提取线段之间的夹角，对所述目标提取线段进行矢量化处理；若所述数量为零个，则将所述最长的提取线段和所述目标提取线段均确定为所述初始栅格地图上对应的矢量化线段。进一步地，上述方法中，所述基于所述最长的提取线段与所述目标提取线段之间的夹角，对所述目标提取线段进行矢量化处理，包括：若所述夹角小于等于预设的夹角阈值，则延长所述最长的提取线段以对齐至所述目标提取线段中的、距所述最长的提取线段的最远端的端点处，并将拉长后的线段确定为所述初始栅格地图上对应的矢量化线段，同时删除所述目标提取线段；若所述夹角大于所述预设的夹角阈值，则延长所述目标线段至与所述最长的提取线段的相交处，得到延长后的线段，将所述延长后的线段和所述最长的提取线段均确定为所述初始栅格地图上对应的矢量化线段。进一步地，上述方法中，所述对所有所述栅格点中的、未被提取为所述提取线段的剩余栅格点，进行栅格点聚类，得到所述初始栅格地图对应的矢量化点，包括：对所述栅格点中的、未被提取为所述提取线段的剩余栅格点进行栅格聚类，并基于预设的点矢量化规则对聚类后的栅格点进行过滤，得到过滤后的栅格点；将所述过滤后的栅格点确定为所述初始栅格地图对应的矢量化点。根据本申请的另一方面，还提供了一种非易失性存储介质，其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令可被处理器执行时，使所述处理器实现如上述栅格地图矢量化方法。根据本申请的另一方面，还提供了一种城市道路规划设备，其中，所述设备包括：一个或多个处理器；非易失性存储介质，用于存储一个或多个计算机可读指令，当所述一个或多个计算机可读指令被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述栅格地图矢量化方法。与现有技术相比，本申请通过对获取的栅格地图进行平滑处理，得到初始化栅格地图，其中，所述初始化栅格地图中包含至少一个栅格点；接着基于所有所述栅格点，依序对所述初始化栅格地图进行线段提取和栅格点聚类，得到所述初始化栅格地图对应的矢量化线段和矢量化点；之后根据所述矢量化线段和所述矢量化点，生成所述栅格地图对应的矢量化地图，实现了将获取的栅格地图转换为由矢量化线段和矢量化点组成的矢量化地图，不仅大大缩小了实际的存储量，节省了大量系统资源，还通过矢量化地图的形式来呈现实际环境中的栅格地图，从而保证了栅格地图反映的实际环境的真实性，进而避免了失真情况的发生，在此，失真情况指的是栅格地图的图片在后期显示的时候，进行任意放大导致显示上的模糊不清楚(由于数码照片的基本单位是像素，当数码照片放大到超过原照片的像素上限值时，图像会呈现出马赛克的情况，导致图像失真)，本申请用矢量化地图来指示真实环境中的栅格点构建的地图更加直接且保真，进而避免了失真情况的发送。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1示出根据本申请一个方面的一种栅格地图矢量化方法的流程示意图；图2示出根据本申请一个方面的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种栅格地图矢量化方法，其中，所述方法包括：对获取的栅格地图进行平滑处理，得到初始化栅格地图，其中，所述初始化栅格地图中包含至少一个栅格点；基于所有所述栅格点，依序对所述初始化栅格地图进行线段提取和栅格点聚类，得到所述初始化栅格地图对应的矢量化线段和矢量化点；根据所述矢量化线段和所述矢量化点，生成所述栅格地图对应的矢量化地图。

【技术特征摘要】
1.一种栅格地图矢量化方法，其中，所述方法包括：对获取的栅格地图进行平滑处理，得到初始化栅格地图，其中，所述初始化栅格地图中包含至少一个栅格点；基于所有所述栅格点，依序对所述初始化栅格地图进行线段提取和栅格点聚类，得到所述初始化栅格地图对应的矢量化线段和矢量化点；根据所述矢量化线段和所述矢量化点，生成所述栅格地图对应的矢量化地图。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对获取的栅格地图进行平滑处理，得到初始化栅格地图，其中，所述初始化栅格地图中包含至少一个栅格点，包括：通过移动机器人中的激光雷达传感器，获取所述栅格地图；依序对所述栅格地图进行图像膨胀和图像腐蚀的平滑处理，得到初始化栅格地图。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述基于所有所述栅格点，依序对所述初始化栅格地图进行线段提取和栅格点聚类，得到所述初始化栅格地图对应的矢量化线段和矢量化点，包括：基于所有所述栅格点，对所述初始化栅格地图进行线段提取，得到所述初始化栅格地图对应的提取线段及其长度和两个端点的坐标，其中，所述提取线段包括至少一个；基于所述提取线段的长度和两个端点的坐标，分别对每个所述提取线段进行矢量化处理，得到所述初始栅格地图对应的矢量化线段；对所有所述栅格点中的、未被提取为所述提取线段的剩余栅格点，进行栅格点聚类，得到所述初始栅格地图对应的矢量化点。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述基于所述提取线段的长度和两个端点的坐标，分别对每个所述提取线段进行矢量化处理，得到所述初始栅格地图对应的矢量化线段，包括:基于预设线段宽度，对所有所述提取线段中的、最长的提取线段进行矩形化处理，得到所述最长的提取线段对应的目标矩形；基于所述提取线段的长度，按照从长到短的顺序，对所有所述提取线段中除所述最长的提取线段外、剩余的提取线段进行排序，得到对应的排序，其中，剩余提取线段包括至少一个；基于所述剩余提取线段的两个端点的坐标、所述目标矩形及所述排序，对每个剩余提取线段进行矢量化处理，得到所述初始栅格地图对应的矢量化线段。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述基于所述剩余提取线段的两个端点的坐标、所述目标矩形及所述排序，对每个剩余提取线段进行矢量化处理，得到所述初始栅格地图对应的矢量化线段，包括:从所述剩余提取线段中的最长的剩余提取线段开始，按照所述排序，依序将每个所述剩余提取线段确定为目标提取线段，重复如下步骤，直至所有所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵永华，郭磊，李宇翔，白静，
申请(专利权)人：上海思岚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31