[发明专利]三维地图构建方法、系统、作业机械、设备及介质

说明书

本发明实施例提供一种三维地图构建方法、系统、作业机械、设备及介质，包括：获取当前点云数据和惯性数据；基于惯性数据，确定作业机械的运动变化信息；利用运动变化信息，对当前点云数据进行矫正处理，得到目标点云数据；提取目标点云数据的点云特征；基于点云特征，进行当前帧点云数据与上一帧点云数据的点云配准操作；基于点云配准操作的结果，确定当前帧点云数据与上一帧点云数据的相对运动信息；基于相对运动信息，完成三维地图的构建。本发明用以解决现有技术中由于将扫描装置故固定在施工区域外周，造成无法适用于大范围的作业场景以及存在扫描盲区的缺陷。

技术领域

本发明涉及作业机械三维构建技术领域，尤其涉及一种三维地图构建方法、系统、作业机械、设备及介质。

背景技术

土方作业是施工初期的重要步骤，也是挖掘机常见作业场景之一。按照标准作业流程，在土方作业的过程中，挖掘机师傅需要根据施工图纸将土方挖至与目标深度相差30公分左右，然后再用人工或者小型挖掘机进行精修至到目标深度。在精修的过程中需要挖掘机工作一段时间后停顿再由测量员测量并与标准高度比对，重复上述挖掘、测量、比对过程，直至达到目标深度。

通过人工检测的方法来实现土方作业，导致工作效率低下，并且容易耽误工期，另外，人工检测手段的准确度堪忧。

为解决人工检测带来的诸多问题，现有技术采用将定位扫描装置固定在施工区域的外周，通过定位扫描装置监测和扫描施工区域的地形模型，来指示挖掘装置对施工区域进行挖掘施工。但是，现有技术容易由于固定位置的限制，无法适用于大范围的作业场景的监测，且由于扫描装置被固定在施工区域的外周，存在扫描盲区。

因此，如何快速、精确的实现施工场景的三维构建，以使挖掘机能够快速、精准的完成土方作业是目标业界亟待解决的重要课题。

发明内容

本发明实施例提供一种三维地图构建方法、系统、作业机械、设备及介质，用以解决现有技术中由于将扫描装置故固定在施工区域外周，造成无法适用于大范围的作业场景以及存在扫描盲区的缺陷，实现快速、精确的实现施工场景的三维构建。

本发明实施例提供一种三维地图构建方法，包括：

获取当前点云数据和惯性数据，其中，所述当前点云数据通过安装在作业机械上的扫描单元得到，所述惯性数据通过安装在所述作业机械上的惯性测量单元得到；

基于所述惯性数据，确定所述作业机械的运动变化信息；

利用所述运动变化信息，对所述当前点云数据进行矫正处理，得到目标点云数据；

提取所述目标点云数据的点云特征；

基于所述点云特征，进行当前帧点云数据与上一帧点云数据的点云配准操作；

基于所述点云配准操作的结果，确定所述当前帧点云数据与所述上一帧点云数据的相对运动信息；

基于所述相对运动信息，完成所述三维地图的构建。

根据本发明一个实施例的三维地图构建方法，所述提取所述目标点云数据的点云特征，包括：

计算所述目标点云数据中各目标点分别对应的曲率；

将所述曲率小于第一预设曲率时对应的目标点，作为平面特征点；

将所述曲率大于第二预设曲率时对应的目标点，作为边角特征点；

将所述平面特征点和所述边角特征点，作为所述点云特征；

其中，所述第一预设曲率小于等于所述第二预设曲率。

根据本发明一个实施例的三维地图构建方法，所述基于所述相对运动信息，完成所述三维地图的构建，包括：

基于所述相对运动信息，调整所述当前帧点云数据；