一种点云地图动态物体滤除方法、装置、介质及机器人制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种点云地图动态物体滤除方法，S1，获取机器人构建的3D点云地图M；S2，以当前时刻t的机器人位姿T

【技术实现步骤摘要】
一种点云地图动态物体滤除方法、装置、介质及机器人


[0001]本专利技术涉及机器人
，具体来说，涉及一种点云地图动态物体滤除方法、装置、介质及机器人。

技术介绍

[0002]巡逻机器人基于事先构建好的3D激光点云地图，来实现基于地图的定位导航。然而大多数真实世界场景的环境，在巡逻机器人建图的过程中不可避免地会遇到动态物体的干扰，如行人、车辆等；这些动态物体在点云地图中形成的“鬼影”不利于后续的定位或导航任务甚至可能造成机器人位置丢失。因此，有必要对建立好的3D点云地图进行自动滤除动态物体。
[0003]现有的解决移动机器人3D点云地图动态物体滤除方法主要有以下几种方法：
[0004]1.人工手动滤除点云地图中的动态物体；但采用人工手动滤除的方法，不但浪费人力且影响机器人的自动化水平。
[0005]2.采用多传感器，比如引入相机，利用图像识别出动态物体(人、车)进行在线滤除动态物体；采用多传感器融合方法，会导致算法复杂，硬件成本增高。
[0006]本文提供的背景描述用于总体上呈现本公开的上下文的目的。除非本文另外指示，在该章节中描述的资料不是该申请的权利要求的现有技术并且不要通过包括在该章节内来承认其成为现有技术。

技术实现思路

[0007]针对相关技术中的上述技术问题，本专利技术提出一种点云地图动态物体滤除方法，其包括如下步骤：
[0008]S1，获取机器人构建的3D点云地图M；
[0009]S2，以当前时刻t的机器人位姿T
t
为中心，在点云地图M中，以第一半径同时高度落在第一高度范围圈出一个局部地图sub_map；
[0010]S3，对所述局部地图sub_map进行立方体栅格化，并计算每个栅格里点云z向的高度差以获得局部地图的z向高度差h；
[0011]S4，获取t时刻对应的周边激光扫描帧p
t∈[t
‑
a,t+a]，由对应时刻机器人的位姿T
t∈[t
‑
a,t+a]转换到点云地图下，记为对分别进行立方体栅格化，并分别计算每个栅格里点云z向的高度差以获得周边激光扫描帧p
t∈[t
‑
a,t+a]的z向高度差[h1,h2,h3,
…
,h2a]；
[0012]S5，根据局部地图sub_map的栅格点云高度差与周边激光扫描帧p
t∈[t
‑
a,t+a]的栅格点云高度差进行动态物体的滤除。
[0013]具体的，步骤S5为：局部地图sub_map中第i个栅格内点云的高度差为h，中对应的第i个栅格内点云的高度差分别为[h1,h2,h3,
…
,h2a]，如果[h1,h2,
h3,
…
,h2a]中存在任意4个及4个以上的hj小于高度差h，则认为sub_map中第i个栅格内包含动态物体，并滤除所述动态物体。
[0014]具体的，步骤S5中，滤除所述动态物体具体为：
[0015]S51、挑选出[h1,h2,h3,
…
,h2a]内高度差小于h的栅格，把栅格内的点云全部直接“拼接”一起形成更大点云a；
[0016]S52、对点云a的高度分布进行直方图统计，以80％的点落入的高度值记为h_true；
[0017]S53、对sub_map中第i个栅格内点云的高度大于h_true，以h_true替代，完成剔除动态物体。
[0018]具体的，所述第一半径为60m，第一高度范围为[
‑
1，1]米。
[0019]具体的，对局部地图sub_map进行以0.5*0.5*0.5立方体栅格化，并且对分别进行以0.5*0.5*0.5立方体栅格化。
[0020]第二方面，本专利技术的另一个实施例公开了一种点云地图动态物体滤除装置，其包括如下单元：
[0021]点云地图获取单元，用于获取机器人构建的3D点云地图M；
[0022]局部地图获取单元，用于以当前时刻t的机器人位姿T
t
为中心，在点云地图M中，以第一半径同时高度落在第一高度范围圈出一个局部地图sub_map；
[0023]局部地图栅格高度差获取单元，用于对所述局部地图sub_map进行立方体栅格化，并计算每个栅格里点云z向的高度差以获得局部地图的z向高度差h；
[0024]当前时刻周边激光扫描帧栅格高度差获取单元，用于获取t时刻对应的周边激光扫描帧p
t∈[t
‑
a,t+a]，由对应时刻机器人的位姿T
t∈[t
‑
a,t+a]转换到点云地图下，记为对分别进行立方体栅格化，并分别计算每个栅格里点云z向的高度差以获得周边激光扫描帧p
t∈[t
‑
a,t+a]的z向高度差[h1,h2,h3,
…
,h2a]；
[0025]动态物体滤除单元，用于根据局部地图sub_map的栅格点云高度差与周边激光扫描帧p
t∈[t
‑
a,t+a]的栅格点云高度差进行动态物体的滤除。
[0026]具体的，动态物体滤除单元为：具备地图sub_map中第i个栅格内点云的高度差为h，中对应的第i个栅格内点云的高度差分别为[h1,h2,h3,
…
,h2a]，如果[h1,h2,h3,
…
,h2a]中存在任意4个及4个以上的hj小于高度差h，则认为sub_map中第i个栅格内包含动态物体，并滤除所述动态物体。
[0027]具体的，动态物体滤除单元中滤除还包括如下单元：
[0028]第一点云拼接单元、用于挑选出[h1,h2,h3,
…
,h2a]内高度差小于h的栅格，把栅格内的点云全部直接“拼接”一起形成更大点云a；
[0029]第一高度值获取单元、用于对点云a的高度分布进行直方图统计，以80％的点落入的高度值记为h_true；
[0030]动态物体剔除单元、用于对sub_map中第i个栅格内点云的高度大于h_true，以h_true替代，完成剔除动态物体。
[0031]第三方面，本专利技术的另一个实施例公开了一种非易失性存储器，所述存储器上存储有指令，所述指令被处理器执行时，用于实现上述的一种点云地图动态物体滤除方法。
[0032]第四方面，本专利技术的另一个实施例公开了一种机器人，所述机器人包括：一处理模
块，一底盘，一存储模块，一激光雷达，所述存储模块存储有指令，在所述指令被执行时，用于实现上述的一种点云地图动态物体滤除方法。
[0033]本专利技术的点云地图动态物体滤除方法，获取当前时刻周边的点云帧并进行栅格化以获取栅格内点云高度差，并与当前时刻的局部地图的栅格化后的点云高度差进行比较，以获得动态物体，并滤除动态物体。本专利技术的点云地图动态物体滤除方法，不需要增加任何硬件成本；此外，本专利技术的点云地图动态物体滤除方法，可以在巡逻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种点云地图动态物体滤除方法，其包括如下步骤：S1，获取机器人构建的3D点云地图M；S2，以当前时刻t的机器人位姿T
t
为中心，在点云地图M中，以第一半径同时高度落在第一高度范围圈出一个局部地图sub_map；S3，对所述局部地图sub_map进行立方体栅格化，并计算每个栅格里点云z向的高度差以获得局部地图的z向高度差h；S4，获取t时刻对应的周边激光扫描帧p
t∈[t
‑
a,t+a]
，由对应时刻机器人的位姿T
t∈[t
‑
a,t+a]
转换到点云地图下，记为对分别进行立方体栅格化，并分别计算每个栅格里点云z向的高度差以获得周边激光扫描帧p
t∈[t
‑
a,t+a]
的z向高度差[h1,h2,h3,
…
,h2a]；S5，根据局部地图sub_map的栅格点云高度差与周边激光扫描帧p
t∈[t
‑
a,t+a]
的栅格点云高度差进行动态物体的滤除。2.根据权利要求1所述的方法，步骤S5为：局部地图sub_map中第i个栅格内点云的高度差为h，中对应的第i个栅格内点云的高度差分别为[h1,h2,h3,
…
,h2a]，如果[h1,h2,h3,
…
,h2a]中存在任意4个及4个以上的hj小于高度差h，则认为sub_map中第i个栅格内包含动态物体，并滤除所述动态物体。3.根据权利要求2所述的方法，步骤S5中，滤除所述动态物体具体为：S51、挑选出[h1,h2,h3,
…
,h2a]内高度差小于h的栅格，把栅格内的点云全部直接“拼接”一起形成更大点云a；S52、对点云a的高度分布进行直方图统计，以80％的点落入的高度值记为h_true；S53、对sub_map中第i个栅格内点云的高度大于h_true，以h_true替代，完成剔除动态物体。4.根据权利要求3所述的方法，所述第一半径为60m，第一高度范围为[
‑
1，1]米。5.根据权利要求4所述的方法，对局部地图sub_map进行以0.5*0.5*0.5立方体栅格化，并且对分别进行以0.5*0.5*0.5立方体栅格化。6.一种点云地图动态物体滤除装置，其包括如下单元：点云地图获取单元，用于获取机器人构建的3D点云地图M；局部地图获取单元，用于以当前时刻t的机器人位姿T
...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁国斌，柏林，刘彪，舒海燕，袁添厦，沈创芸，祝涛剑，王恒华，方映峰，
申请(专利权)人：广州高新兴机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：