一种激光定位导航的关键帧选取方法、介质、终端和装置制造方法及图纸

技术编号:23511302 阅读:26 留言:0更新日期:2020-03-17 23:14
本发明专利技术公开一种激光定位导航的关键帧选取方法、介质、终端和装置,根据建图过程中估计的机器人精确位置,将激光栅格化,从而计算所有被激光束访问的单元格熵的前后变化量之和,得到基于当前激光栅格化导致的地图熵的变化,根据地图熵的变化量确定当前激光是否为关键帧,从而在保证运算速度的情况下,提高了关键帧激光选取的有效性,且不容易产生地图特征信息的冗余,提升了激光SLAM的效率,在实际应用中具有重要意义。

A key frame selection method, medium, terminal and device for laser positioning and navigation

【技术实现步骤摘要】
一种激光定位导航的关键帧选取方法、介质、终端和装置
本专利技术涉及机器人领域,尤其涉及一种激光定位导航的关键帧选取方法、介质、终端和装置。
技术介绍
SLAM(SimultaneousLocalizationandMapping),是移动机器人定位导航的核心技术,全称为同时定位与建图。SLAM问题可以描述为:机器人在未知环境中从一个未知位置开始移动,在移动过程中根据自身携带的传感器及构建的实时地图,通过slam技术进行实时位姿估计,同时不断更新与扩展地图,逐渐构建环境的完整地图。采用激光雷达实现的称为激光slam,采用摄像头实现的称为视觉slam。激光slam在地图更新的过程中不需要将每帧激光更新到地图中,只用选择包含更多环境特征与信息的激光更新到地图,从而减少了地图特征信息的冗余,同时提高了建图的速度,这些激光称为关键帧激光。选择关键帧的方法有多种,比如距离上一关键帧的帧数是否足够多,每隔固定帧数选择一个关键帧,这样效果不好,运动很慢的时候,就会选择大量相似的关键帧,冗余,而运动快的时候又丢失了很多重要的帧;距离最近关键帧的距离是否足本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光定位导航的关键帧选取方法,其特征在于,包括以下步骤:/n步骤1,构建当前环境信息对应的环境栅格地图,对所述环境栅格地图初始化;所述环境栅格地图中每个单元格至少包含变量visits和变量n,所述变量visits表示当前单元格被激光束访问的次数,变量n表示当前单元格被激光束击中的次数;/n步骤2,获取当前帧的激光点云数据,并根据机器人的实时位姿将所述激光点云数据栅格化,根据栅格化结果计算所述环境栅格地图的地图熵变化量;/n步骤3,判断所述地图熵变化量是否大于预设阈值,若是,将所述当前帧确定为关键帧,并将当前帧的激光点云数据更新到所述环境栅格地图,若否,则不对所述环境栅格地图进行更新。/...

【技术特征摘要】
1.一种激光定位导航的关键帧选取方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,构建当前环境信息对应的环境栅格地图,对所述环境栅格地图初始化;所述环境栅格地图中每个单元格至少包含变量visits和变量n,所述变量visits表示当前单元格被激光束访问的次数,变量n表示当前单元格被激光束击中的次数;
步骤2,获取当前帧的激光点云数据,并根据机器人的实时位姿将所述激光点云数据栅格化,根据栅格化结果计算所述环境栅格地图的地图熵变化量;
步骤3,判断所述地图熵变化量是否大于预设阈值,若是,将所述当前帧确定为关键帧,并将当前帧的激光点云数据更新到所述环境栅格地图,若否,则不对所述环境栅格地图进行更新。


2.根据权利要求1所述激光定位导航的关键帧选取方法,其特征在于,对所述环境栅格地图初始化后,环境栅格地图中每个单元格被激光束击中和访问的次数均为0。


3.根据权利要求1或2所述激光定位导航的关键帧选取方法,其特征在于,计算所述环境栅格地图的地图熵变化量,具体包括以下步骤:
S201,获取当前帧的激光束访问前每个单元格的初始visits值和初始n值,计算每个单元格的第一熵值;
S202,按照获取顺序遍历当前帧的所有激光束,根据每个激光束访问单元格的方式对每个单元格的visits值和n值进行更新,并获取遍历完成后每个单元格的当前visits值和当前n值,计算每个单元格的第二熵值;
S203,求取所述第二熵值和所述第一熵值的差作为每个单元格的熵变化量;
S204,累加所有单元格的熵变化量生成所述地图熵变化量。


4.根据权利要求3所述激光定位导航的关键帧选取方法,其特征在于,根据所述变量visits值和所述变量n值计算单元格熵值具体为:
当visits=0时,entropyCell=-log(0.5);
当visits=n或者n=0时,entropyCell=0;
当visits≠n、n≠0且visits≠0时,entropyCell=-(x*log(x)+(1-x)*log(1-x)),x=n/visits;
其中,visits表示单元格被激光束访问的次数,n表示单元格被激光束击中的次数,entropyCell表示单元格的熵值。


5.一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时,实现权利要求1-4任一项所述激光定位导航的关键帧选取方法。


6.一种激光定位导航的关键帧选取终端,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:李国飞
申请(专利权)人:上海有个机器人有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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