一种基于闭环轨迹的八叉树地图构建方法技术

本发明专利技术公开了一种基于闭环轨迹的八叉树地图构建方法，其包括1)根据相邻两帧图像进行位姿估计和优化，确定是否生成关键帧；2)根据新加入关键帧进行地图点的生成；3)进行闭环检测和闭环校正；4)保存图像文件和轨迹文件；5)读取轨迹文件获取关键帧对应的时间戳和位姿；6)读取图像文件生成三维点云；7)对三维点云进行滤波处理；8)将三维点云转为八叉树地图；9)对新生成的八叉树地图按高度进行染色。本发明专利技术通过闭环检测和闭环校正降低了位姿估计累计误差，使得所建立的地图与实际更一致，提高了建图准确度；并通过对三维点云进行直通滤波和体素滤波，减少了三维点云的数据量，缩短了八叉树地图的转化时间，保证了算法的实时性。保证了算法的实时性。保证了算法的实时性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于闭环轨迹的八叉树地图构建方法


[0001]本专利技术涉及三维地图构建
，特别涉及一种八叉树地图构建方法。

技术介绍

[0002]三维地图更能够详细的描述三维空间环境，在对无人机、机器人提供定位、导航、避障等服务功能上相对于二维地图更有优势。现有技术中构建三维地图的方式包括构建三维点云地图和构建八叉树地图。但由于三维点云地图是稀疏的，无法准确清晰看出原三维场景的结构，区分可行区域和障碍物，故不可直接用于导航，而八叉树地图则可克服三维点云地图的缺陷。
[0003]但现有技术在构建八叉树地图时，由于在根据相邻帧图像进行位姿估计时存在累计误差，建立的地图容易出现参考平面不平、角度与实际不一致的问题，导致建图准确度降低。
[0004]并且现有技术在将三维点云转换为八叉树地图时，由于三维点云数据量大，转换过程耗时长，很难保证算法的实时性。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种基于闭环轨迹的八叉树地图构建方法，以解决现有技术在构建八叉树地图时，因根据相邻帧图像进行位姿估计存在累计误差会使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于闭环轨迹的八叉树地图构建方法，其特征在于，包括步骤：1)提取图像中的ORB特征点，根据相邻两帧图像提取出的ORB特征点进行特征点的匹配，根据匹配后的ORB特征点进行位姿估计和优化，确定是否生成关键帧；2)根据新加入关键帧进行地图点的生成；3)进行闭环检测和闭环校正，优化步骤1)和步骤2)根据ORB特征点生成的位姿和地图点，生成闭环轨迹；4)保存图像文件和闭环轨迹文件：将每个关键帧对应的RGB图像保存在rgb文件夹下，RGBD图像保存在depth文件夹下，以图像对应的时间戳命名文件，形成图像文件；将每个关键帧对应的位姿存入轨迹文件，轨迹文件内容格式为时间戳和其对应的位姿；5)读取轨迹文件，获取每个关键帧对应的时间戳和位姿；6)读取图像文件，根据时间戳获取每个关键帧对应的RGBD图像，从RBGD图像获取地图点的三维点坐标，坐标转换公式如下，生成三维点云；其中，(u,v)为地图点在图像坐标系下的坐标，(x,y,z)为地图点在世界坐标系下的坐标，d从RGBD图像中获取的深度；c
x
图像采集相机的光轴在图像坐标x轴方向上的偏移量，c
y
图像采集相机的光轴在图像坐标y轴方向上的偏移量，f
x
图像采集相机在x轴方向上的焦距，f
y
图像采集相机在y轴方向上的焦距。7)对三维点云进行滤波处理，其又包括以下步骤：7.1)对三维点云进行Z方向的直通滤波，其包括步骤：a)将三维点云中所有地图点投影到世界坐标系的Z轴，统计每个Z坐标出现的次数和Z坐标出现的总次数C；b)选取Z坐标的最大值z
max
、最小值z
min<...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋永端，沈志熙，陈宇栋，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：