一种基于点云语义图描述符和位置信息的回环检测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于点云语义图描述符和位置信息的回环检测方法，包括如下步骤：获取当前帧的激光点云数据和卫星定位数据，针对所述激光点云数据进行语义分割处理，转化为预设的点云语义图描述符形式，通过距离匹配和节点匹配，从历史帧数据中筛选得到回环候选帧；将所述当前帧和所述回环候选帧转换为圆环图形式，尝试通过相似度验证和几何一致性验证获取目标回环帧。与现有技术相比，本发明专利技术解决了移动机器人SLAM系统中回环检测难、回环匹配计算量大、回环匹配正确率低的问题，提高移动机器人的定位精度和系统鲁棒性。人的定位精度和系统鲁棒性。人的定位精度和系统鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于点云语义图描述符和位置信息的回环检测方法


[0001]本专利技术涉及地图构建
，尤其是涉及一种基于点云语义图描述符和位置信息的回环检测方法。

技术介绍

[0002]随着计算机水平和传感器技术的不断进步，移动机器人也在飞速发展，定位是移动机器人技术体系中的重要部分，其精度和实时性直接决定了整个移动机器人的运行。
[0003]同时定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping，SLAM)是移动机器人定位的关键技术，激光SLAM利用三维激光雷达和机器人的自身状态来完成移动机器人的定位。回环检测目的是找到机器人历史经过的地方，在SLAM系统中加入回环检测模块是为了降低SLAM系统的累计误差，它是SLAM中的关键模块。
[0004]目前大多数的SLAM中使用的回环检测方法是通过判断当前帧和历史帧之间的位姿距离是否在阈值范围内来检测回环，该类方法非常耗时，需要对所有符合距离条件的点云数据进行匹配并判断回环，回环检测效率低，从而导致移动机器人定位精度降低，甚至会导致试验失败。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于点云语义图描述符和位置信息的回环检测方法，其特征在于，包括如下步骤：获取当前帧的激光点云数据和卫星定位数据，针对所述激光点云数据进行语义分割处理，并转化为预设的点云语义图描述符形式，通过距离匹配和节点匹配，从历史帧数据中筛选得到回环候选帧；将所述当前帧和所述回环候选帧转换为圆环图形式，通过相似度验证和几何一致性验证获取目标回环帧。2.根据权利要求1所述的一种基于点云语义图描述符和位置信息的回环检测方法，其特征在于，针对所述激光点云数据进行语义分割处理的过程包括如下步骤：针对预处理后的激光点云数据进行语义分割，提取环境中的物体，使用无向图构建点云语义描述信息，在所述无向图中，使用节点表示物体的位置，使用边表示物体间的距离。3.根据权利要求2所述的一种基于点云语义图描述符和位置信息的回环检测方法，其特征在于，所述的环境中的物体包括车辆、树干和杆。4.根据权利要求1所述的一种基于点云语义图描述符和位置信息的回环检测方法，其特征在于，所述的距离匹配具体包括如下步骤：基于当前帧的卫星定位数据，筛选出历史帧中定位位置与当前帧的定位位置间距大于/小于预设阈值的历史帧。5.根据权利要求1所述的一种基于点云语义图描述符和位置信息的回环检测方法，其特征在于，所述的节点匹配具体包括如下步骤：针对经过距离匹配筛选得到的历史帧，基于当前帧点云语义图描述符形式的激光点云数据，筛选出历史帧中环境物体数量与当前帧中环境物体数量接近的历史帧，作为所述回环候选帧。6.根据权利要求1所述的一种基于点云语义图描述符和位置信息的回环检测方法，其特征在于，针对所述当前帧和所述回环候选帧中的任一帧，圆环图的生成过程包括如下步骤：构建多个同心圆环，所述同心圆环的数量与语义分割得到的无向图中边的种类数量相同；以同一条直线作为...

【专利技术属性】
技术研发人员：田应仲，刘峰，杨晓东，倪雨嘉，王洁羽，李龙，金滔，林杨乔，张泉，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：