【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及智能定位領(lǐng)域，尤其涉及一種去除點(diǎn)云地圖內(nèi)動(dòng)態(tài)障礙物的方法和系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、在智能機(jī)器人的定位導(dǎo)航領(lǐng)域，預(yù)生成的點(diǎn)云地圖是機(jī)器人重定位的先決條件，可靠的點(diǎn)云地圖應(yīng)該保證地圖無重影、尺度精準(zhǔn)以及只包含靜態(tài)障礙物。然而在實(shí)際建圖過程中，生成的點(diǎn)云地圖中往往保留有采集環(huán)境中所存在的諸如走動(dòng)的行人和移動(dòng)的車輛等大量移動(dòng)物體留下的噪點(diǎn)，這些帶有動(dòng)態(tài)障礙物噪點(diǎn)的地圖將嚴(yán)重影響智能機(jī)器人的穩(wěn)定運(yùn)行，導(dǎo)致機(jī)器人碰撞跌落、運(yùn)行效率降低等情況的發(fā)生。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，一種去除點(diǎn)云地圖內(nèi)動(dòng)態(tài)障礙物的方法，其中點(diǎn)云地圖由建圖后得到的點(diǎn)云幀拼接而成，包括如下步驟：
2、對各點(diǎn)云幀按預(yù)設(shè)分割方式分割成多個(gè)格子，所述格子內(nèi)存儲有落在該格子區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)云，計(jì)算各格子內(nèi)的點(diǎn)云最大高度差；
3、根據(jù)各點(diǎn)云幀范圍從點(diǎn)云地圖上獲取對應(yīng)的相同區(qū)域的點(diǎn)云，并按相同分割方式分割成格子后計(jì)算各格子內(nèi)的點(diǎn)云最大高度差；
4、根據(jù)各點(diǎn)云幀的格子內(nèi)點(diǎn)云最大高度差、與點(diǎn)云地圖相同區(qū)域點(diǎn)云的各對應(yīng)格子內(nèi)的點(diǎn)云最大高度差的比值，來判斷點(diǎn)云地圖的對應(yīng)格子區(qū)域是否存在動(dòng)態(tài)障礙物；
5、對存在動(dòng)態(tài)障礙物的點(diǎn)云地圖格子區(qū)域，通過格子區(qū)域內(nèi)地面點(diǎn)擬合提取地面點(diǎn)，將剩余的點(diǎn)標(biāo)記為初步動(dòng)態(tài)點(diǎn)；
6、對初步動(dòng)態(tài)點(diǎn)進(jìn)行基于無遮擋光路的校驗(yàn)，將校驗(yàn)通過的點(diǎn)作為最終動(dòng)態(tài)點(diǎn)進(jìn)行刪除。
7、優(yōu)選的，所述步驟對各點(diǎn)云幀按預(yù)設(shè)分割方式分割成多個(gè)格子，
8、優(yōu)選的，所述步驟根據(jù)各點(diǎn)云幀的格子內(nèi)點(diǎn)云最大高度差、與點(diǎn)云地圖相同區(qū)域點(diǎn)云的各對應(yīng)格子內(nèi)的點(diǎn)云最大高度差的比值，來判斷點(diǎn)云地圖的對應(yīng)格子區(qū)域是否存在動(dòng)態(tài)障礙物，具體包括：計(jì)算當(dāng)前點(diǎn)云幀內(nèi)各格子的點(diǎn)云最大高度差與點(diǎn)云地圖相同區(qū)域下的對應(yīng)格子內(nèi)的點(diǎn)云最大高度差的最小描述比值ratio，其中若ratio不小于設(shè)定值則判定當(dāng)前點(diǎn)云幀的格子區(qū)域和點(diǎn)云地圖相同區(qū)域的對應(yīng)格子區(qū)域內(nèi)均未存在動(dòng)態(tài)障礙物。若ratio小于設(shè)定值則判定在當(dāng)前點(diǎn)云幀的格子區(qū)域或點(diǎn)云地圖相同區(qū)域的對應(yīng)格子區(qū)域內(nèi)存在動(dòng)態(tài)障礙物，繼續(xù)判斷與的大小，若大于則判定當(dāng)前點(diǎn)云幀的格子區(qū)域存在動(dòng)態(tài)障礙物、而點(diǎn)云地圖相同區(qū)域的對應(yīng)格子區(qū)域未存在動(dòng)態(tài)障礙物；若小于則判定當(dāng)前點(diǎn)云幀的格子區(qū)域未存在動(dòng)態(tài)障礙物、而點(diǎn)云地圖相同區(qū)域的對應(yīng)格子區(qū)域存在動(dòng)態(tài)障礙物。
9、優(yōu)選的，所述步驟對存在動(dòng)態(tài)障礙物的點(diǎn)云地圖格子區(qū)域，通過格子區(qū)域內(nèi)地面點(diǎn)擬合提取地面點(diǎn)，將剩余的點(diǎn)標(biāo)記為初步動(dòng)態(tài)點(diǎn)，具體包括：
10、從判斷存在動(dòng)態(tài)障礙物的點(diǎn)云地圖的格子區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)云中選出高度最低的若干個(gè)點(diǎn)作為種子點(diǎn)；
11、利用這些種子點(diǎn)構(gòu)造去中心化的均值點(diǎn)和協(xié)方差矩陣，利用主成分分析算法pca計(jì)算出這些點(diǎn)云的特征值和特征向量，所述特征向量為點(diǎn)云平面方程的法向量；
12、將當(dāng)前格子區(qū)域中所有的點(diǎn)云帶入點(diǎn)云平面方程，計(jì)算出投影高度并挑選高度值小于預(yù)設(shè)閾值的點(diǎn)云來重新構(gòu)造種子點(diǎn)，進(jìn)行下一次迭代，在重復(fù)多次迭代后獲得地面點(diǎn)云；
13、對當(dāng)前存在動(dòng)態(tài)障礙物的格子區(qū)域中提取所述地面點(diǎn)云后，將剩余的點(diǎn)標(biāo)記為初步動(dòng)態(tài)點(diǎn)。
14、優(yōu)選的，所述步驟對存在動(dòng)態(tài)障礙物的點(diǎn)云地圖格子區(qū)域，通過格子區(qū)域內(nèi)地面點(diǎn)擬合提取地面點(diǎn)，將剩余的點(diǎn)標(biāo)記為初步動(dòng)態(tài)點(diǎn)，還包括：對各初步動(dòng)態(tài)點(diǎn)使用kd樹算法計(jì)算設(shè)定距離領(lǐng)域內(nèi)包含的穿過光線自由點(diǎn)的第一數(shù)量nfree，再通過kd樹算法計(jì)算同樣距離領(lǐng)域內(nèi)動(dòng)態(tài)點(diǎn)的第二數(shù)量，根據(jù)所述第一數(shù)量與第二數(shù)量的對比來對校驗(yàn)初步動(dòng)態(tài)點(diǎn)是否為最終動(dòng)態(tài)點(diǎn)。
15、優(yōu)選的，該去除點(diǎn)云地圖內(nèi)動(dòng)態(tài)障礙物的方法還包括：對將點(diǎn)云地圖中刪除最終動(dòng)態(tài)點(diǎn)后形成的靜態(tài)點(diǎn)云地圖進(jìn)行點(diǎn)云分割，去除剩余的分割為行人的點(diǎn)云后，獲得最終點(diǎn)云地圖。
16、本專利技術(shù)還公開了一種去除點(diǎn)云地圖內(nèi)動(dòng)態(tài)障礙物的系統(tǒng)，包括第一計(jì)算模塊、第二計(jì)算模塊、障礙判斷模塊、地面提取模塊、動(dòng)態(tài)校驗(yàn)?zāi)K，其中第一計(jì)算模塊，用于對各點(diǎn)云幀按預(yù)設(shè)分割方式分割成多個(gè)格子，所述格子內(nèi)存儲有落在該格子區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)云，計(jì)算各格子內(nèi)的點(diǎn)云最大高度差；第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)各點(diǎn)云幀范圍從點(diǎn)云地圖上獲取對應(yīng)的相同區(qū)域的點(diǎn)云，并按相同分割方式分割成格子后計(jì)算各格子內(nèi)的點(diǎn)云最大高度差；障礙判斷模塊，用于根據(jù)各點(diǎn)云幀的格子內(nèi)點(diǎn)云最大高度差、與點(diǎn)云地圖相同區(qū)域點(diǎn)云的各對應(yīng)格子內(nèi)的點(diǎn)云最大高度差的比值，來判斷點(diǎn)云地圖的對應(yīng)格子區(qū)域是否存在動(dòng)態(tài)障礙物；地面提取模塊，用于對存在動(dòng)態(tài)障礙物的點(diǎn)云地圖格子區(qū)域，通過格子區(qū)域內(nèi)地面點(diǎn)擬合提取地面點(diǎn)，將剩余的點(diǎn)標(biāo)記為初步動(dòng)態(tài)點(diǎn)；動(dòng)態(tài)校驗(yàn)?zāi)K，用于對初步動(dòng)態(tài)點(diǎn)進(jìn)行基于無遮擋光路的校驗(yàn)，將校驗(yàn)通過的點(diǎn)作為最終動(dòng)態(tài)點(diǎn)進(jìn)行刪除。
17、優(yōu)選的，所述第一計(jì)算模塊具體包括：將當(dāng)前點(diǎn)云幀以扇形方式分割成多個(gè)格子，在每個(gè)格子中存儲有落在該格子區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)云，計(jì)算該格子區(qū)域s(i,j)內(nèi)的點(diǎn)云的最大高度差△h(i,j)：△h(i,j)＝supz(i,j)-infz(i,j)，其中z(i,j)為格子區(qū)域s(i,j)內(nèi)包含的點(diǎn)云，z(i,j)＝{zk∈pk|pk∈s(i,j)}，supz(i,j)代表點(diǎn)云z(i,j)內(nèi)最高點(diǎn)云高度，infz(i,j)代表最低點(diǎn)云高度。
18、本專利技術(shù)還公開了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一所述方法的步驟。
19、本專利技術(shù)公開的去除點(diǎn)云地圖內(nèi)動(dòng)態(tài)障礙物的方法和系統(tǒng)，首先將各點(diǎn)云幀與其在全局點(diǎn)云地圖內(nèi)的對應(yīng)區(qū)域，按照相同方式分割成多個(gè)對應(yīng)小格子，并通過計(jì)算各格子內(nèi)的點(diǎn)云最大高度差、以及對應(yīng)格子區(qū)域的最大高度差的比值，判斷全局點(diǎn)云地圖各區(qū)域內(nèi)是否存在動(dòng)態(tài)障礙物，進(jìn)而對存在動(dòng)態(tài)障礙物的全局點(diǎn)云地圖格子區(qū)域中的動(dòng)態(tài)點(diǎn)進(jìn)行初步獲取，并在進(jìn)一步校驗(yàn)后將最終動(dòng)態(tài)點(diǎn)刪除，從而得到無動(dòng)態(tài)障礙物的點(diǎn)云地圖，彌補(bǔ)了目前點(diǎn)云地圖動(dòng)態(tài)障礙物去除方法所存在的部分缺陷，解決了可能存在的柵格誤殺，并在保證計(jì)算開銷的情況下盡可能刪除點(diǎn)云地圖動(dòng)態(tài)點(diǎn)。
20、本專利技術(shù)的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本專利技術(shù)的實(shí)踐了解到。
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1.一種去除點(diǎn)云地圖內(nèi)動(dòng)態(tài)障礙物的方法，其中點(diǎn)云地圖由建圖后得到的點(diǎn)云幀拼接而成，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除點(diǎn)云地圖內(nèi)動(dòng)態(tài)障礙物的方法，其特征在于，所述步驟對各點(diǎn)云幀按預(yù)設(shè)分割方式分割成多個(gè)格子，計(jì)算各格子內(nèi)的點(diǎn)云最大高度差，具體包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除點(diǎn)云地圖內(nèi)動(dòng)態(tài)障礙物的方法，其特征在于，所述步驟根據(jù)各點(diǎn)云幀的格子內(nèi)點(diǎn)云最大高度差、與點(diǎn)云地圖相同區(qū)域點(diǎn)云的各對應(yīng)格子內(nèi)的點(diǎn)云最大高度差的比值，來判斷點(diǎn)云地圖的對應(yīng)格子區(qū)域是否存在動(dòng)態(tài)障礙物，具體包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的去除點(diǎn)云地圖內(nèi)動(dòng)態(tài)障礙物的方法，其特征在于，所述步驟對存在動(dòng)態(tài)障礙物的點(diǎn)云地圖格子區(qū)域，通過格子區(qū)域內(nèi)地面點(diǎn)擬合提取地面點(diǎn)，將剩余的點(diǎn)標(biāo)記為初步動(dòng)態(tài)點(diǎn)，具體包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的去除點(diǎn)云地圖內(nèi)動(dòng)態(tài)障礙物的方法，其特征在于，所述步驟對存在動(dòng)態(tài)障礙物的點(diǎn)云地圖格子區(qū)域，通過格子區(qū)域內(nèi)地面點(diǎn)擬合提取地面點(diǎn)，將剩余的點(diǎn)標(biāo)記為初步動(dòng)態(tài)點(diǎn)，還包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的去除點(diǎn)云地圖內(nèi)動(dòng)態(tài)障礙物的方法，其特
7.一種去除點(diǎn)云地圖內(nèi)動(dòng)態(tài)障礙物的系統(tǒng)，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的去除點(diǎn)云地圖內(nèi)動(dòng)態(tài)障礙物的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一計(jì)算模塊具體包括：
9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于：所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任一所述方法的步驟。
10.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序/指令，其特征在于，該計(jì)算機(jī)程序/指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-6任一所述方法的步驟。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種去除點(diǎn)云地圖內(nèi)動(dòng)態(tài)障礙物的方法，其中點(diǎn)云地圖由建圖后得到的點(diǎn)云幀拼接而成，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除點(diǎn)云地圖內(nèi)動(dòng)態(tài)障礙物的方法，其特征在于，所述步驟對各點(diǎn)云幀按預(yù)設(shè)分割方式分割成多個(gè)格子，計(jì)算各格子內(nèi)的點(diǎn)云最大高度差，具體包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除點(diǎn)云地圖內(nèi)動(dòng)態(tài)障礙物的方法，其特征在于，所述步驟根據(jù)各點(diǎn)云幀的格子內(nèi)點(diǎn)云最大高度差、與點(diǎn)云地圖相同區(qū)域點(diǎn)云的各對應(yīng)格子內(nèi)的點(diǎn)云最大高度差的比值，來判斷點(diǎn)云地圖的對應(yīng)格子區(qū)域是否存在動(dòng)態(tài)障礙物，具體包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的去除點(diǎn)云地圖內(nèi)動(dòng)態(tài)障礙物的方法，其特征在于，所述步驟對存在動(dòng)態(tài)障礙物的點(diǎn)云地圖格子區(qū)域，通過格子區(qū)域內(nèi)地面點(diǎn)擬合提取地面點(diǎn)，將剩余的點(diǎn)標(biāo)記為初步動(dòng)態(tài)點(diǎn)，具體包括：
5.根據(jù)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙敏，馮友計(jì)，王振華，
申請(專利權(quán))人：嘉興新生紀(jì)智能科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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