快速建立高精地图的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种快速建立高精地图的方法和系统，包括：步骤1：将车道线与路牙投影到世界坐标系；步骤2：对投影线段进行曲线拟合，包括将投影点进行点滤波处理、基于体素的滤波与线段聚合以及有序化处理；步骤3：以拟合后的曲线为基准，对车道线和路牙进行位姿优化；步骤4：根据位姿优化后的车道线和路牙建立地图。本发明专利技术以滤波器生成的位姿为基础建立地图，对算力要求相对更低，可以在地图精度和创建便捷性之间获取一个平衡，以较低的代价创建合适精度的高精地图。

【技术实现步骤摘要】
快速建立高精地图的方法和系统
本专利技术涉及地图建立
，具体地，涉及一种快速建立高精地图的方法和系统。
技术介绍
高精地图创建一般需要经过多个过程生成，如位姿优化、语义提取、地图拓扑创建等过程，整个过程需要高算力、高存储计算，还需部分人工干预检测离线完成。整个过程可能需要耗费多天甚至上月才能完成，无法满足快速建图响应的需要。专利文献CN109816697B(申请号：CN201910107842.X)公开了一种无人模型车建立地图的系统及方法，所述方法包括如下步骤：获取周围环境的原始点云数据和原始图像；根据所述原始点云数据的特征数据，对所述原始点云数据中的点云数据信息进行分类；将所述点云数据信息投影到平面地图，生成三维地图；对所述原始图像进行降噪处理，获取降噪图像；将所述降噪图像进行划分为多个部分；对所述降噪图像的各个部分进行二值化处理，获取二值化图像；将所述二值化图像投影到所述三维地图。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种快速建立高精地图的方法和系统。根据本专利技术提供的快速建立高精地图的方法，包括：步骤1：将车道线与路牙投影到世界坐标系；步骤2：对投影线段进行曲线拟合，包括将投影点进行点滤波处理、基于体素的滤波与线段聚合以及有序化处理；步骤3：以拟合后的曲线为基准，对车道线和路牙进行位姿优化；步骤4：根据位姿优化后的车道线和路牙建立地图。优选的，所述位姿优化包括：步骤A1：计算投影点与拟合曲线的距离差，对距离差进行残差过滤，将大于预设阈值的距离差进行丢弃；步骤A2：计算位姿与优化后位姿的距离偏差；步骤A3：将过滤后的距离差和计算得到的距离偏差输入位姿误差模型中，并进行最小二乘计算，对位姿进行修正优化。优选的，所述基于体素的滤波与线段聚合包括：步骤B1：将离群点丢弃后进行长路延线段和短路延线段的聚类；步骤B2：计算每条线段的最临近线段，判断两者是否为同一长线段且两者的切向夹角大于预设阈值，若是则丢弃；否则提取短线段连接，进行线段聚合。优选的，所述有序化处理包括：步骤C1：提取所有短线段的端点，并连接全部临近端点；步骤C2：在端点间插入虚拟路延点；步骤C3：判断全线段是否是时序为从小到大方向，若是，则进行拟合；否则倒序后再进行拟合。优选的，所述点滤波处理包括：步骤D1：判断投影点是否为离群点，若为离群点，则丢弃；否则对投影点所在空间进行切割，切割为小体积体素；步骤D2：计算点云所在体素；步骤D3：取所有体素重心组成体素点云。根据本专利技术提供的快速建立高精地图的系统，包括：模块M1：将车道线与路牙投影到世界坐标系；模块M2：对投影线段进行曲线拟合，包括将投影点进行点滤波处理、基于体素的滤波与线段聚合以及有序化处理；模块M3：以拟合后的曲线为基准，对车道线和路牙进行位姿优化；模块M4：根据位姿优化后的车道线和路牙建立地图。优选的，所述位姿优化包括：模块A1：计算投影点与拟合曲线的距离差，对距离差进行残差过滤，将大于预设阈值的距离差进行丢弃；模块A2：计算位姿与优化后位姿的距离偏差；模块A3：将过滤后的距离差和计算得到的距离偏差输入位姿误差模型中，并进行最小二乘计算，对位姿进行修正优化。优选的，所述基于体素的滤波与线段聚合包括：模块B1：将离群点丢弃后进行长路延线段和短路延线段的聚类；模块B2：计算每条线段的最临近线段，判断两者是否为同一长线段且两者的切向夹角大于预设阈值，若是则丢弃；否则提取短线段连接，进行线段聚合。优选的，所述有序化处理包括：模块C1：提取所有短线段的端点，并连接全部临近端点；模块C2：在端点间插入虚拟路延点；模块C3：判断全线段是否是时序为从小到大方向，若是，则进行拟合；否则倒序后再进行拟合。优选的，所述点滤波处理包括：模块D1：判断投影点是否为离群点，若为离群点，则丢弃；否则对投影点所在空间进行切割，切割为小体积体素；模块D2：计算点云所在体素；模块D3：取所有体素重心组成体素点云。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：(1)本专利技术对算力要求相对更低，可以在地图精度和创建便捷性之间获取一个平衡，以较低的代价创建合适精度的高精地图；(2)本专利技术使用了滤波器生成的位姿为基础，使用简单有效的位姿优化的方法，同时实时提取必要的语义元素，在数据采集后快速生成一个高精地图。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术总体流程图；图2为车道线和路牙点投影到世界坐标系的流程图；图3为曲线拟合流程图；图4为点滤波流程图；图5为体素的滤波与线段聚合流程图；图6为线段有序化流程图；图7为位姿优化流程图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。实施例1：根据本专利技术提供的快速建立高精地图的方法，包括：步骤1：将车道线与路牙投影到世界坐标系；步骤2：对投影线段进行曲线拟合，包括将投影点进行点滤波处理、基于体素的滤波与线段聚合以及有序化处理；步骤3：以拟合后的曲线为基准，对车道线和路牙进行位姿优化；步骤4：根据位姿优化后的车道线和路牙建立地图。所述点滤波处理包括：步骤A1：判断投影点是否为离群点，若为离群点，则丢弃；否则对投影点所在空间进行切割，切割为小体积体素；步骤A2：计算点云所在体素；步骤A3：取所有体素点云几何中心组成体素点云。所述基于体素的滤波与线段聚合包括：步骤B1：将离群点丢弃后进行长路延线段和短路延线段的聚类；步骤B2：计算每条线段的最临近线段，判断两者是否为同一长线段且两者的切向夹角大于预设阈值，若是则丢弃；否则提取短线段连接，进行线段聚合。所述有序化处理包括：步骤C1：提取所有短线段的端点，并连接全部临近端点；步骤C2：在端点间插入虚拟路延点；步骤C3：判断全线段是否是时序为从小到大方向，若是，则进行拟合；否则倒序后再进行拟合。所述位姿优化包括：步骤D1：计算投影点与拟合曲线的距离差，对距离差进行残差过滤，将大于预设阈值的距离差进行丢弃；步骤D2：计算位姿与优化后位姿的距离偏差；步骤D3：将过滤后的距离差和计算得到的距离偏差输入位姿误差模型中，并进行最小二乘计算，对位姿进行修正优化。根据本专利技术提供的快速建立高精地图的系统，包括：模块M1：将车道线与路牙投影到世界坐标系；模块M2：对投影线段进行曲线拟合，包括将投影点进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速建立高精地图的方法，其特征在于，包括：/n步骤1：将车道线与路牙投影到世界坐标系；/n步骤2：对投影线段进行曲线拟合，包括将投影点进行点滤波处理、滤波与线段聚合以及有序化处理；/n步骤3：以拟合后的曲线为基准，对车道线和路牙进行位姿优化；/n步骤4：根据位姿优化后的车道线和路牙建立地图。/n

【技术特征摘要】
1.一种快速建立高精地图的方法，其特征在于，包括：
步骤1：将车道线与路牙投影到世界坐标系；
步骤2：对投影线段进行曲线拟合，包括将投影点进行点滤波处理、滤波与线段聚合以及有序化处理；
步骤3：以拟合后的曲线为基准，对车道线和路牙进行位姿优化；
步骤4：根据位姿优化后的车道线和路牙建立地图。


2.根据权利要求1所述的快速建立高精地图的方法，其特征在于，所述位姿优化包括：
步骤A1：计算投影点与拟合曲线的距离差，对距离差进行残差过滤，将大于预设阈值的距离差进行丢弃；
步骤A2：计算位姿与优化后位姿的距离偏差；
步骤A3：将过滤后的距离差和计算得到的距离偏差输入位姿误差模型中，并进行最小二乘计算，对位姿进行修正优化。


3.根据权利要求1所述的快速建立高精地图的方法，其特征在于，所述基于体素的滤波与线段聚合包括：
步骤B1：将离群点丢弃后进行长路延线段和短路延线段的聚类；
步骤B2：计算每条线段的最临近线段，判断两者是否为同一长线段且两者的切向夹角是否超过预设阈值，若是则丢弃；否则提取短线段连接，进行线段聚合。


4.根据权利要求1所述的快速建立高精地图的方法，其特征在于，所述有序化处理包括：
步骤C1：提取所有短线段的端点，并连接全部临近端点；
步骤C2：在端点间插入虚拟路延点；
步骤C3：判断全线段是否是时序为从小到大方向，若是，则进行拟合；否则倒序后再进行拟合。


5.根据权利要求1所述的快速建立高精地图的方法，其特征在于，所述点滤波处理包括：
步骤D1：判断投影点是否为离群点，若为离群点，则丢弃；对投影点所在空间进行切割，切割为预设小体积体素；
步骤D2：计算点云所在体素；
步骤D3：取所有体素重心组成体素点云。


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【专利技术属性】
技术研发人员：廖文龙，何弢，谢荣荣，
申请(专利权)人：安徽酷哇机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34