[发明专利]基于栅格检测的激光地图更新方法、终端及计算机设备

权利要求书

1.一种基于栅格检测的激光地图局部更新方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

采集局部地图区域的传感器定位数据以及原始地图区域的成果定位数据；

根据所采集到的传感器定位数据和成果定位数据建立出局部地图区域以及与所述局部地图区域对应的原始地图区域之间的图关联；

对采集到的传感器定位数据进行预处理，根据参数变换间隔提取出局部区域地图建立所需的传感器数据也即是关键帧数据；

将任意两个相邻关键帧数据进行激光匹配以估计出各关键帧之间的相对位姿；

对关键帧之间的相对位姿进行优化，采用匹配算法对所述局部地图区域与所述原始地图区域之间的点云配准，完成所述局部地图区域中各个关键帧与所述原始地图区域的对齐；

利用所述局部地图区域即待更新地图的矩形大小提取出原始地图区域中的待更新区域；

将所述待更新区域划分为多个小栅格并形成第一栅格网络，统计所述第一栅格网络内各个栅格内的原始点云数量以及所述第一栅格网络内所有点云反射率的第一高斯均值和第一方差；

将局部地图区域划分为多个小栅格并按照关键帧位姿投影至第二栅格网络中，统计所述第二栅格网络 内各个栅格内的更新点云数量以及所述第二栅格网络内所有更新点云反射率的第二高斯均值和第二方差；

比较所述第一栅格网络与所述第二栅格网络中对应栅格内的点云数量、反射率的高斯均值和方差的差别；当点云数量的差别超过第一阈值，高斯均值的差别超过第二阈值，且方差的差别未超过第三阈值时，删除所述第一栅格网络中原始点云所对应栅格中的所有点云数据，保留所述第二栅格网络中更新点云所对应栅格中的所有点云数据，并将这些发生点云变换的栅格作为待更新栅格并记录所述待更新栅格的位置；

基于所述待更新栅格的位置，局部地图区域中各关键帧计算出各个更新点云的位置，保留各关键帧对应位置的所有点云数据，并将其他位置的点云删除；

利用处理后的原始地图区域和局部地图区域的关键帧，将二者合并作为更新后的地图输出。

2.根据权利要求1所述的一种基于栅格检测的激光地图局部更新方法，其特征在于，所述建立出局部地图区域以及与所述局部地图区域所对应的原始地图区域之间的图关联包括按照局部地图区域的场地分类，进行手动或者通过环境变换的自动检测方案选择出所对应的原始地图区域。

3.根据权利要求1所述的一种基于栅格检测的激光地图局部更新方法，其特征在于，所述参数变换间隔包括时间变换间隔、位置变换间隔或角度变换间隔中任意一种或多种组合。

4.根据权利要求1所述的一种基于栅格检测的激光地图局部更新方法，其特征在于，在所述采用匹配算法对所述局部地图区域与所述原始地图区域之间的点云配准之前，还包括将相对位姿优化后的关键帧数据与原始地图区域变换至同一坐标系下，比较出关键帧与有效定位数据的姿态差异并作为姿态差；对各关键帧进行一轮姿态差变换，更新各关键帧的估计位姿，以实现局部地图区域中初始关键帧的对齐；在更新后的关键帧上，以上一轮姿态差变换中关键帧与原始地图区域所实际匹配的姿态偏差作为位姿补偿，以消除原始地图区域上相对畸变，其中所述有效定位数据为基于所述原始地图区域进行多传感器融合定位输出的定位结果。

5.根据权利要求1或4所述的一种基于栅格检测的激光地图局部更新方法，其特征在于，所述对关键帧之间的相对位姿进行优化包括按照至少包括GPS、惯性测量单元(IMU)和轮速仪的传感器数据将各关键帧的位姿进行联合优化，所述联合优化采样包括采用非线性优化方式，按照各传感器的精度设置可信度权重，计算出各关键帧在所有数据可信度权重约束下的最优位姿。

6.根据权利要求1所述的一种基于栅格检测的激光地图局部更新方法，其特征在于，所述完成所述局部地图区域中各个关键帧与所述原始地图区域的对齐包括采用NDT匹配算法、ICP匹配算法或高斯混合分布匹配算法实现局部地图区域中各个关键帧与所述原始地图区域的对齐，记录并更新局部地图激光关键帧的实际配准姿态。