[发明专利]全局地图闭环匹配方法及装置

权利要求书

1.一种全局地图闭环匹配方法，其特征在于，包括步骤，获取局部地图，所述局部地图包含局部坐标系信息和扫描到的地图点云信息；

根据扫描到的地图点云中点的法向分布频率得到方向直方图；

根据正交投影将扫描到的地图点云从离散的方向加权投影到线上得到投影直方图；

计算直方图相关性，快速匹配相近的第一局部地图和第二局部地图；

根据第一局部地图和第二局部地图对应的方向直方图计算角度偏移量；

根据第一局部地图和第二局部地图对应的投影直方图计算平移偏移量；

根据角度偏移量和平移偏移量合成第一局部地图和第二局部地图；

重复上述步骤，直到全局地图构建完毕，

其中，获取局部地图具体包括步骤，建立局部坐标系；

每次快照时记录位姿信息，所述快照为激光扫描地图信息，所述位姿包括相对局部坐标系偏移量和方向角；

基于所述快照和位姿信息进行卡尔曼滤波；

对上述卡尔曼滤波的结果进行最近邻匹配：匹配第一点集中的每个点到第二点集中的最近点，计算坐标变换，减小匹配点间的误差。

2.根据权利要求1所述的全局地图闭环匹配方法，其特征在于，在得到投影直方图后，还包括步骤，

根据投影直方图的归一化概率分布求得熵序列，所述熵序列包含每一个角度投影线的熵测量信息，根据所述熵测量信息计算角度偏移量。

3.根据权利要求1所述的全局地图闭环匹配方法，其特征在于，还包括步骤，根据第一局部地图和第二局部地图对应的投影直方图做相关性计算，并且记录下相关性计算中得到的全局峰值，将具有相同的角度偏移量的全局峰值值取平均，并按顺序排列，计算角度偏移量。

4.根据权利要求1所述的全局地图闭环匹配方法，其特征在于，还包括步骤，根据直方图相关性中的峰值或信噪比决定度量的最优阈值。

5.一种全局地图闭环匹配装置，其特征在于，包括地图获取模块、直方图计算模块、相关性计算模块、偏移量计算模块、合成模块，

所述地图获取模块用于获取局部地图，所述局部地图包含局部坐标系信息和扫描到的地图点云信息；

所述直方图计算模块用于根据扫描到的地图点云中点的法向分布频率得到方向直方图；

所述直方图计算模块还用于根据正交投影将扫描到的地图点云从离散的方向加权投影到线上得到投影直方图；

所述相关性计算模块用于计算直方图相关性，快速匹配相近的第一局部地图和第二局部地图；

所述偏移量计算模块用于根据第一局部地图和第二局部地图对应的方向直方图计算角度偏移量；根据第一局部地图和第二局部地图对应的投影直方图计算平移偏移量；

所述合成模块用于根据角度偏移量和平移偏移量合成第一局部地图和第二局部地图；

还包括坐标建立模块、快照记录模块、滤波模块和最近邻匹配模块，

所述坐标建立模块用于建立局部坐标系；

所述快照记录模块用于每次快照时记录位姿信息，所述快照为激光扫描地图信息，所述位姿包括相对局部坐标系偏移量和方向角；

所述滤波模块用于基于所述快照和位姿信息进行卡尔曼滤波；

所述最近邻匹配模块用于对上述卡尔曼滤波的结果进行最近邻匹配：匹配第一点集中的每个点到第二点集中的最近点，计算坐标变换，减小匹配点间的误差。

6.根据权利要求5所述的全局地图闭环匹配装置，其特征在于，还包括熵序列计算模块，

所述熵序列计算模块用于根据投影直方图的归一化概率分布求得熵序列，所述熵序列包含每一个角度投影线的熵测量信息，

所述偏移量计算模块还用于根据所述熵测量信息计算角度偏移量。

7.根据权利要求5所述的全局地图闭环匹配装置，其特征在于，还包括穷举计算模块，所述穷举计算模块用于根据第一局部地图和第二局部地图对应的投影直方图做相关性计算，并且记录下相关性计算中得到的全局峰值，将具有相同的角度偏移量的全局峰值值取平均，并按顺序排列，计算角度偏移量。

8.根据权利要求5所述的全局地图闭环匹配装置，其特征在于，还包括最优阈值确定模块，所述最优阈值确定模块用于根据直方图相关性中的峰值或信噪比决定度量的最优阈值。