[发明专利]一种应用于自动驾驶的多车协同建图方法

权利要求书

1.一种应用于自动驾驶的多车协同建图方法，配套系统包括：使用的传感器、使用的笔记本电脑计算单元以及网络通信环境，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：数据采集与感知；通过安装在车顶的激光雷达，以10HZ的频率感知采集数据，以激光雷达点云的形式记录在内存之中；通过安装在车顶的双天线与固定在车内的GPS接收机，以50HZ的频率感知实时的GPS数据存储在内存之中；

步骤2：点云数据的预处理；将采集得到的点云数据作为输入，将点云按照几何分布特性划分为包含平面点线的平面点云以及只包含轮廓的边缘点云；计算当前帧点云与上一帧点云的变换关系，记录下来；将预配准之后的点云作为输入，根据点云帧与帧之间的变换关系，计算得到并记录车辆的轨迹路线；

步骤3：局部点云地图与全局点云地图；以出发位置作为原点，车头的前进方向作为y轴建立空间直角坐标系，将步骤2中的预配准之后的点云作为输入，计算得到当前时刻的局部点云地图，此局部点云地图是以当前位置为原点得到的地图；根据本车点云帧与帧之间的变换关系，得到以出发位置为原点的全局点云地图，全局点云地图分为边缘点云地图和平面点云地图，存储所有的全局点云地图；

步骤4：通信模块检测当前的智能车是否在通信范围之内；如果在通信范围之内，则发送当前时刻的GPS数据，并接收其他车辆发送的GPS数据；将对方的GPS与自己的GPS进行坐标计算，得到欧式距离；当判断欧式距离在阈值允许范围之内的时候，获取当前最新的全局平面点云地图，彼此发送给对方；

步骤5：车辆之间的匹配；每辆车接收到对方最新的全局平面点云地图以及相对应的GPS数据之后，将经度、纬度以及海拔数据转换至空间直角坐标系的形式；计算本车与对方车辆的航向角差值，生成匹配模块使用的预处理矩阵；进入匹配模块，利用预处理矩阵以及本车当前时刻的全局平面点云地图和对方当前时刻的全局平面点云地图进行ICP匹配得到一个匹配结果；如果匹配结果符合匹配的阈值，则认为匹配成功，通过ICP匹配得到的矩阵即为两车坐标系之间的变换矩阵；

步骤6：匹配成功之后，每辆车发送匹配结果给对方；每辆车收到匹配结果之后，即开始发送自己的全局边缘点云地图和轨迹给对方；

步骤7：每辆车收到对方持续发过来的全局边缘点云地图和对方的轨迹数据之后，将数据通过步骤5计算得到的矩阵进行转换，再将结果传输至里程计算和建图部分进行实时的协同建图。