一种基于平面点云聚类体素化的三维正态分布变换定位方法、装置、介质及产品制造方法及图纸

技术编号:42476501 阅读:22 留言:0更新日期:2024-08-21 12:59
本发明专利技术公开了一种基于平面点云聚类体素化的三维正态分布变换定位方法、装置、介质及产品,涉及自主无人系统定位领域,方法包括根据激光雷达点云确定参考点云和目标点云,根据参考点云法向量和曲率对参考点云进行聚类;将聚类后的参考点云进行两次细分,计算细分后平面点云簇的均值和协方差;基于第一次细分的平面点云簇的均值和协方差体素化聚类后的参考点云,配准目标点云,输出初步配准结果;基于初步配准结果初始化配准后的目标点云,根据第二次细分后的平面点云簇的均值和协方差体素化平面聚类后的参考点云,配准该配准后的目标点云,输出最终配准结果;根据最终配准结果对无人系统进行定位。本发明专利技术在定位精度和鲁棒性方面均有显著提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自主无人系统的定位领域,特别是涉及一种基于平面点云聚类体素化的三维正态分布变换定位方法、装置、介质及产品


技术介绍

1、在自主无人系统的关键技术中,定位是实现自主性的核心,也一直是关键技术挑战之一,它决定了路径规划和导航的准确性,是无人系统实现自主运动的重要前提条件。针对这一挑战,许多方法已被提出和应用,其中包括基于激光雷达的正态分布变换算法(normal distributions transform,ndt)。

2、激光雷达提供高精度的环境地图数据,广泛应用于各种自主无人系统。然而,将激光雷达数据进行匹配以实现定位和地图构建仍然是一个复杂的问题。ndt算法作为一种基于统计学原理的点云匹配方法,能够有效地克服这些挑战。该算法的主要思想是将点云数据将地图分割为大小统一的体素单元,并对每个单元中的点云数据进行建模。通过计算两者之间的匹配概率,可以确定自主无人系统的位置和姿态。然而,尽管ndt算法在自主无人系统领域取得了显著的进展,但仍然存在一些挑战和改进空间。例如,ndt体素最佳大小难以确定。当体素单元设置过大时,无法很好地反映点本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于平面点云聚类体素化的三维正态分布变换定位方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的基于平面点云聚类体素化的三维正态分布变换定位方法,其特征在于,在采用局部表面拟合方法计算所述参考点云中每个点的法向量和曲率之前,还包括:

3.根据权利要求1所述的基于平面点云聚类体素化的三维正态分布变换定位方法,其特征在于,在将平面聚类后的参考点云中各平面点云簇映射到xoy平面上,并对映射在xoy平面上的平面点云簇分别进行第一次单元细分和第二次单元细分,得到第一次单元细分后的平面点云簇和第二次单元细分后的平面点云簇之前,还包括:

4.根据权利要...

【技术特征摘要】

1.一种基于平面点云聚类体素化的三维正态分布变换定位方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的基于平面点云聚类体素化的三维正态分布变换定位方法,其特征在于,在采用局部表面拟合方法计算所述参考点云中每个点的法向量和曲率之前,还包括:

3.根据权利要求1所述的基于平面点云聚类体素化的三维正态分布变换定位方法,其特征在于,在将平面聚类后的参考点云中各平面点云簇映射到xoy平面上,并对映射在xoy平面上的平面点云簇分别进行第一次单元细分和第二次单元细分,得到第一次单元细分后的平面点云簇和第二次单元细分后的平面点云簇之前,还包括:

4.根据权利要求1所述的基于平面点云聚类体素化的三维正态分布变换定位方法,其特征在于,采用局部表面拟合方法计算所述参考点云中每个点的法向量和曲率,具体包括:

5.根据权利要求1所述的基于平面点云聚类体素化的三维正态分布变换定位方法,其特征在于,根据参考点云中每个点的法向量和曲率,对所述参考点云进行平面聚类,得到平面聚类后的参考点云,具体包括:

6.根据权利要求1所述的基于平面点云聚类体素化的三维正态分布变换定...

【专利技术属性】
技术研发人员:王涣杰唐扬磊刘海滨刘海彤
申请(专利权)人:北京工业大学
类型:发明
国别省市:

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