[发明专利]一种电网作业环境地图的构建方法及系统

说明书

本发明提供了一种电网作业环境地图的构建方法及系统，该方法包括：获取分阶段建立的电网作业环境的各子地图，以及各子地图对应的关键帧图像；分别对各子地图对应的关键帧图像进行闭环检测，生成各子地图之间的各重叠图像；根据各重叠图像分别计算各子地图在全局坐标系下对应的位姿，并根据各子地图对应的位姿将各子地图进行子地图拼接，生成电网作业环境的全局地图。通过实施本发明，将全局地图的建立过程转换为分阶段局部子地图的建立，从而避免了现有的视觉SLAM方法在环境复杂建图尺度大的室内变电作业环境中建图误差大甚至建图失败的问题，提高了对电网作业环境进行建图的准确性，并大大缩短了建图时间，提高了建图效率。

技术领域

本发明涉及三维地图构建技术领域，具体涉及一种电网作业环境地图的构建方法及系统。

背景技术

随着工业自动化，智能化的不断发展，变电站内部结构高度集成，逻辑关系更加复杂，导致作业人员的作业难度不断增加。如果能够建立变电站的三维地图，在三维地图中融合作业内容和经验知识就可以为作业人员提供直观便捷的作业指导。有利于提升电网现场作业的工作质量、效率以及安全水平。其中，利用巡检工人的穿戴式设备，在日常巡检工作中同时建立变电站作业环境的三维模型是建图的一种有效途径。

视觉SLAM(simultaneous localization and mapping，即时定位与地图构建，简称SLAM)是一种以相机作为唯一的外部传感器，在未知环境中进行自身定位并且同时创建环境地图的一种技术。由于室内变电作业环境中具有环境复杂，建图尺度大等特点，传统的视觉SLAM方法在该环境下常常出现建图误差大甚至建图失败的情况。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种电网作业环境地图的构建方法及系统，以克服现有技术中传统的SLAM方法在室内变电作业环境下常常出现建图误差大甚至建图失败的问题。

本发明实施例提供了一种电网作业环境地图的构建方法，包括：获取分阶段建立的电网作业环境的各子地图，以及所述各子地图对应的关键帧图像；分别对所述各子地图对应的关键帧图像进行闭环检测，生成所述各子地图之间的各重叠图像；根据所述各重叠图像分别计算所述各子地图在全局坐标系下对应的位姿，并根据所述各子地图对应的位姿将所述各子地图进行子地图拼接，生成所述电网作业环境的全局地图。

可选地，所述对所述各子地图对应的关键帧图像进行闭环检测，生成所述各子地图之间的各重叠图像，包括：采用DBoW2算法对所述各子地图对应的关键帧图像进行闭环检测，生成各闭环匹配特征点对；采用对极几何约束方法对所述各闭环匹配特征点对进行筛选，并剔除不满足所述对极几何约束方法要求的各所述闭环匹配特征点对；根据筛选后的各所述闭环匹配特征点对，生成所述各重叠图像。

可选地，所述根据所述各重叠图像分别计算所述各子地图在全局坐标系下对应的位姿，包括：根据所述各重叠图像生成所述各子地图之间的重叠区域的三维点云；根据所述各子地图之间的重叠区域的三维点云采用点云配准算法计算各所述子地图之间的各变换关系；根据所述各变换关系分别计算所述各子地图在全局坐标系下对应的位姿，并根据所述各子地图对应的位姿将所述各子地图进行子地图拼接，生成所述全局地图。

可选地，所述根据所述重叠图像生成所述各子地图之间的重叠区域的三维点云，包括：获取包含所述重叠图像的各所述关键帧图像，并获取各所述关键帧图像对应的位姿信息；分别根据各所述关键帧图像生成单帧图像的三维点云；根据各所述关键帧图像对应的位姿信息，将各所述关键帧图像对应的所述三维点云进行拼接，生成所述重叠区域的三维点云。

可选地，所述根据所述各变换关系分别计算所述各子地图在全局坐标系下对应的位姿，包括：根据所述各变换关系分别构建所述各子地图的有向带权图；分别对各所述有向带权图进行深度优先遍历，计算所述各子地图在全局坐标系下对应的所述位姿。

可选地，所述的电网作业环境地图的构建方法，还包括：获取所述电网作业环境的作业信息；将所述作业信息添加至所述全局地图中，生成完整的全局地图。