本發(fā)明涉及探測領(lǐng)域，特別涉及一種地圖生成方法及地圖生成裝置。

背景技術(shù)：

隨著社會的發(fā)展，人們對無人駕駛汽車、無人機等無人技術(shù)的需求越來越高。在無人技術(shù)領(lǐng)域，首要的技術(shù)問題是實時定位與地圖生成(Simultaneous local ization and mapping，簡稱SLAM)?，F(xiàn)對于較為單一的室外環(huán)境，室外環(huán)境更為復雜和多變，現(xiàn)有的二維地圖已不能滿足無人汽車或無人機的定位需求，因此三維地圖的生成成為無人技術(shù)的研究熱點。

三維地圖生成方法是在無人汽車或無人機移動的過程中采集三維數(shù)據(jù)，根據(jù)采集到三維數(shù)據(jù)來生成三維地圖的方法。采集三維數(shù)據(jù)的采集器是安裝在無人汽車或無人機上的，會隨著無人汽車或無人機的移動而移動，即，三維數(shù)據(jù)采集器的位置、方向和速度均有變化，因此在三維地圖生成時，必須考慮到無人汽車或無人機的運行軌跡。

現(xiàn)有技術(shù)中的地圖生成方法通常有兩種，第一種是采用三維激光雷達，需要在無人汽車或無人機靜止時才能進行一次完整的靜態(tài)掃描，生成一個較為完整的地圖需要多次停車，效率非常低。另一種方法是使用高速多線的激光雷達，例如Velodyne HDL-64E來采集數(shù)據(jù)并使用其他傳感器例如里程計、慣性導航系統(tǒng)IMU(inertia measurement unit)、GPS來作為輔助設(shè)備，這種方法的成本太高，并且由于IMU和GPS等傳感器依然會累積誤差，地圖精確度也較低。

可見，現(xiàn)有技術(shù)中的地圖生成方法效率低、成本高、精確度也較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例中提供了一種地圖生成方法及地圖生成裝置，能提高地圖生成的效率，降低成本。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例公開了如下技術(shù)方案：

一方面，提供了地圖生成的方法，所述方法包括：

處理器接收激光雷達發(fā)送的當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀；

所述處理器從所述當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀中提取數(shù)據(jù)特征；

所述處理器將所述當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀中提取的數(shù)據(jù)特征與上一個采樣時刻的數(shù)據(jù)幀中提取的數(shù)據(jù)特征相對比，以獲取當前采樣時刻與上一個采樣時刻之間所述激光雷達的相對位移；

根據(jù)所述相對位移，獲取當前采樣時刻激光雷達在世界坐標系中的位置；

根據(jù)所述當前采樣時刻激光雷達在世界坐標系中的位置，將所述當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀拼接進入地圖。

可選的，所述在處理器接收激光雷達發(fā)送的當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀之前，所述方法還包括：

所述處理器獲取世界坐標系。

可選的，所述處理器獲取世界坐標系包括：

所述處理器以初始化時刻所述激光雷達所在的坐標系作為所述世界坐標系。

可選的，所述處理器接收的激光雷達發(fā)送的當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀為所述激光雷達旋轉(zhuǎn)預設(shè)角度所采集的數(shù)據(jù)。

可選的，所述處理器從當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀中提取數(shù)據(jù)特征，包括：

所述處理器將所述當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換為體素格式的數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述體素格式的數(shù)據(jù)獲取當前采樣時刻的圖像；

從所述當前采樣時刻的圖像中提取所述數(shù)據(jù)特征；

所述數(shù)據(jù)特征包括：圖像中物體邊緣，和/或圖像中物體中心點，和/或圖像中物體中心線。

第二方面，提供了一種地圖生成的方法，所述方法包括：

在當前采樣時刻，激光雷達旋轉(zhuǎn)預設(shè)角度采集數(shù)據(jù)；

所述激光雷達將采集到的數(shù)據(jù)以當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀發(fā)送至處理器。

第三方面，提供了一種地圖生成的裝置，所述裝置包括：

接收單元，用于接收激光雷達發(fā)送的當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀；

提取單元，從所述當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀中提取數(shù)據(jù)特征；

處理單元，用于將所述當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀中提取的數(shù)據(jù)特征與上一個采樣時刻的數(shù)據(jù)幀中提取的數(shù)據(jù)特征相對比，以獲取當前采樣時刻與上一個采樣時刻之間所述激光雷達的相對位移；

所述處理單元還用于根據(jù)所述相對位移，獲取當前采樣時刻激光雷達在世界坐標系中的位置；

拼接單元，用于根據(jù)所述當前采樣時刻激光雷達在世界坐標系中的位置，將所述當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀拼接進入地圖。

可選的，所述處理單元還用于在接收器接收激光雷達發(fā)送的當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀之前，獲取世界坐標系。

可選的，所述處理單元還用于：

將所述當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換為體素格式的數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述體素格式的數(shù)據(jù)獲取當前采樣時刻的圖像；

從所述當前采樣時刻的圖像中提取所述數(shù)據(jù)特征；

所述數(shù)據(jù)特征包括：圖像中物體邊緣，和/或圖像中物體中心點，和/或圖像中物體中心線。

第四方面，提供了一種地圖生成的裝置，所述裝置包括：

激光雷達，所述激光雷達用于在當前采樣時刻，激光雷達旋轉(zhuǎn)預設(shè)角度采集數(shù)據(jù)；

發(fā)射單元，用于將采集到的數(shù)據(jù)以當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀發(fā)送至處理器。

本發(fā)明的實施例中公開了一種地圖生成的方法，通過對激光雷達采集的當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀中提取的數(shù)據(jù)特征，與上一個采樣時刻的數(shù)據(jù)幀中提取的數(shù)據(jù)特征之間的對比，獲得當前采樣時刻與上一個采樣時刻紙件激光雷達的相對位移，從而獲得當前時刻激光雷達在世界坐標系中的位置，以將當前時刻采集的數(shù)據(jù)幀拼接進入地圖。本發(fā)明實施例的方法中，激光雷達在運動中采集數(shù)據(jù)可以拼接進入地圖，無需停止激光雷達的運動，可以提高生成地圖的效率，同時本發(fā)明實施例的方法無需其他輔助數(shù)據(jù)采集設(shè)備，降低了成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1所示為本發(fā)明實施例的地圖生成方法的流程圖；

圖2所示為采用本發(fā)明實施例的方法生成的地圖的示意圖；

圖3所示為本發(fā)明實施例的地圖生成方法的流程圖；

圖4所示為本發(fā)明實施例的地圖生成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明如下實施例提供了一種地圖生成的方法，能提高效率，降低成本。

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

圖1所示為本發(fā)明實施例的地圖生成的方法，如圖1所示，所述方法包括：

步驟101，處理器接收激光雷達發(fā)送的當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀。

本發(fā)明實施例中，激光雷達可以是三維激光雷達。

激光雷達采樣時周期性的，本發(fā)明實施例中，激光雷達的采集頻率是10Hz。

本發(fā)明實施例中，處理器接收的激光雷達發(fā)送的當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀為所述激光雷達旋轉(zhuǎn)預設(shè)角度所采集的數(shù)據(jù)。預設(shè)角度可以是360度。

每一次采樣周期中，采樣時刻可以是激光雷達開始旋轉(zhuǎn)的時刻，也可以是激光雷達旋轉(zhuǎn)360度之后歸位的時刻。

在步驟101之前，所述方法還包括：所述處理器獲取世界坐標系。

所述處理器獲取世界坐標系包括：

所述處理器以初始化時刻所述激光雷達所在的坐標系作為所述世界坐標系。

步驟102，處理器從當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀中提取數(shù)據(jù)特征。

所述處理器從當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀中提取數(shù)據(jù)特征，包括：

所述處理器將所述當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換為體素格式的數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述體素格式的數(shù)據(jù)獲取當前采樣時刻的圖像；

從當前采樣時刻的圖像中提取所述數(shù)據(jù)特征。

其中，體素格式(voxel grid)是指通過輸入的點云數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個三維體素柵格，即可以把體素柵格想象為微小的空間三維立方體的集合，然后在每個體素，即三維立方體內(nèi)，用體素中所有點的重心來近似顯示體素中其他點，這樣該體素就內(nèi)所有點就用一個重心點最終表示。采用體素格式可以減少點云數(shù)據(jù)，并同時保持點云的形狀特征，可以提高配準、曲面重建、形狀識別等算法速度。

提取的數(shù)據(jù)特征包括：圖像中物體邊緣，和/或圖像中物體中心點，和/或圖像中物體中心線。例如墻面邊緣，圓柱體路燈柱的中心線，圓球狀路燈的中心點等。

本發(fā)明實施例中，激光雷達向處理器法術(shù)數(shù)據(jù)幀的頻率，以及處理器獲取數(shù)據(jù)特征的頻率與激光雷達采集數(shù)據(jù)的頻率相同，也為10Hz。

步驟103，處理器將當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀中提取的數(shù)據(jù)特征與上一個采樣時刻的數(shù)據(jù)幀中提取的數(shù)據(jù)特征相對比，以獲取當前采樣時刻與上一個采樣時刻之間所述激光雷達的相對位移。

例如以墻面邊緣作為數(shù)據(jù)特征，將當前采樣時刻的墻面邊緣和上一個采樣時刻的墻面邊緣進行對比，就可以獲得相對位移。

步驟104，根據(jù)相對位移，獲取當前采樣時刻激光雷達在世界坐標系中的位置。

數(shù)據(jù)特征是從激光雷達采樣數(shù)據(jù)中提取的，所以當前采樣時刻的數(shù)據(jù)特征相對于上一個采樣時刻的數(shù)據(jù)特征的相對位移可以視為激光雷達在兩個采樣時刻之間的相對位移。

獲取了激光雷達在當前采樣時刻相對于上一個采樣時刻的相對位移，根據(jù)多次采樣時刻累計的相對位移就可以獲取激光雷達從初始時刻到當前采樣時刻的位移，即可以獲取激光雷達在世界坐標系中的位置。

步驟105，根據(jù)當前采樣時刻激光雷達在世界坐標系中的位置，將當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀拼接進入地圖。

將當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀拼接進入地圖中，可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的三維點云處理方法，在此不再贅述。

圖2所示為采用本發(fā)明實施例方法生成的地圖的示意圖。

本發(fā)明實施例還提供了一種地圖生成的方法，所述方法包括：

在當前采樣時刻，激光雷達旋轉(zhuǎn)預設(shè)角度采集數(shù)據(jù)；

所述激光雷達將采集到的數(shù)據(jù)以當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀發(fā)送至處理器。

本發(fā)明實施例的方法中，激光雷達可以安裝在汽車上，或者其他可移動的設(shè)備上，隨著汽車或可移動設(shè)備的移動，激光雷達也隨之移動，激光雷達在移動過程中采集數(shù)據(jù)，從采集到的數(shù)據(jù)中提取數(shù)據(jù)特征，以獲取兩次采樣時刻之間激光雷達的相對位移，根據(jù)相對位移可以確定激光雷達每個采樣時刻在世界坐標系中的位置，從而可以將激光雷達每個采樣時刻采集到的數(shù)據(jù)拼接進入地圖中。本發(fā)明實施例的方法在激光雷達移動中仍可以采集數(shù)據(jù)并且拼接進入地圖，提高了效率，同時本發(fā)明實施例的方法也無需其他輔助數(shù)據(jù)采集設(shè)備，降低了成本。

圖3所示為本發(fā)明實施例的地圖生成的方法的流程圖，如圖3所示，所述方法包括：

步驟301，處理器獲取世界坐標系。

步驟302，激光雷達在移動過程中獲取t時刻的數(shù)據(jù)幀。

本實施例中，t時刻即當前采樣時刻，t+1時刻為下一個采樣時刻，t-1時刻為上一個采樣時刻。

步驟303，激光雷達將t時刻的數(shù)據(jù)幀發(fā)送至處理器。

步驟304，處理器從t時刻的數(shù)據(jù)幀中提取數(shù)據(jù)特征。

步驟305，處理器將t時刻的數(shù)據(jù)幀中提取的數(shù)據(jù)特征與t-1時刻的數(shù)據(jù)幀中提取的數(shù)據(jù)特征相對比，以獲取t時刻與t-1時刻之間激光雷達的相對位移。

步驟306，根據(jù)相對位移，獲取t時刻激光雷達在世界坐標系中的位置；

步驟307，根據(jù)t時刻激光雷達在世界坐標系中的位置，將t時刻的數(shù)據(jù)幀拼接進入地圖。

本發(fā)明實施例的方法在激光雷達移動中仍可以采集數(shù)據(jù)并且拼接進入地圖，提高了效率，同時本發(fā)明實施例的方法也無需其他輔助數(shù)據(jù)采集設(shè)備，降低了成本。

與上述地圖生成的方法相對應，本發(fā)明實施例還提供了一種地圖生成的裝置。圖4所示為本發(fā)明實施例的地圖生成的裝置，如圖4所示，所述裝置包括：

接收單元401，用于接收激光雷達發(fā)送的當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀；

提取單元402，從所述當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀中提取數(shù)據(jù)特征；

處理單元403，用于將所述當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀中提取的數(shù)據(jù)特征與上一個采樣時刻的數(shù)據(jù)幀中提取的數(shù)據(jù)特征相對比，以獲取當前采樣時刻與上一個采樣時刻之間所述激光雷達的相對位移；

所述處理單元403還用于根據(jù)所述相對位移，獲取當前采樣時刻激光雷達在世界坐標系中的位置；

拼接單元404，用于根據(jù)所述當前采樣時刻激光雷達在世界坐標系中的位置，將所述當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀拼接進入地圖。

本發(fā)明實施例中，處理單元403還用于在接收器接收激光雷達發(fā)送的當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀之前，獲取世界坐標系。

本發(fā)明實施例中，所述處理單元403還用于：

將所述當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換為體素格式的數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述體素格式的數(shù)據(jù)獲取當前采樣時刻的圖像；

從所述當前采樣時刻的圖像中提取所述數(shù)據(jù)特征；

所述數(shù)據(jù)特征包括：圖像中物體邊緣，和/或圖像中物體中心點，和/或圖像中物體中心線。

本發(fā)明實施例還提供了一種地圖生成裝置，所述裝置包括：

激光雷達，所述激光雷達用于在當前采樣時刻，激光雷達旋轉(zhuǎn)預設(shè)角度采集數(shù)據(jù)；

發(fā)射單元，用于將采集到的數(shù)據(jù)以當前采樣時刻的數(shù)據(jù)幀發(fā)送至處理器。

本發(fā)明實施例在激光雷達移動中仍可以采集數(shù)據(jù)并且拼接進入地圖，提高了效率，同時本發(fā)明實施例也無需其他輔助數(shù)據(jù)采集設(shè)備，降低了成本。

本發(fā)明的實施例中公開了一種地圖生成的方法和裝置，在本發(fā)明實施例中，激光雷達可以安裝在汽車上，或者其他可移動的設(shè)備上，隨著汽車或可移動設(shè)備的移動，激光雷達也隨之移動，激光雷達在移動過程中采集數(shù)據(jù)，從采集到的數(shù)據(jù)中提取數(shù)據(jù)特征，以獲取兩次采樣時刻之間激光雷達的相對位移，根據(jù)相對位移可以確定激光雷達每個采樣時刻在世界坐標系中的位置，從而可以將激光雷達每個采樣時刻采集到的數(shù)據(jù)拼接進入地圖中。本發(fā)明實施例的方法在激光雷達移動中仍可以采集數(shù)據(jù)并且拼接進入地圖，提高了效率，同時本發(fā)明實施例的方法也無需其他輔助數(shù)據(jù)采集設(shè)備，降低了成本。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明實施例中的技術(shù)可借助軟件加必需的通用硬件的方式來實現(xiàn)，通用硬件包括通用集成電路、通用CPU、通用存儲器、通用元器件等，當然也可以通過專用硬件包括專用集成電路、專用CPU、專用存儲器、專用元器件等來實現(xiàn)，但很多情況下前者是更佳的實施方式?；谶@樣的理解，本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品可以存儲在存儲介質(zhì)中，如只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服務器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。

本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于系統(tǒng)實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實施例的部分說明即可。

以上所述的本發(fā)明實施方式，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。