[发明专利]基于自适应配准的多激光雷达自主建网系统、方法、终端

权利要求书

1.一种基于自适应配准的多激光雷达自主建网方法，其特征在于，所述基于自适应配准的多激光雷达自主建网方法包括：

采用多个激光雷达利用点云配准算法对不同雷达的点云图进行配准和融合，所述对点云图进行配准点云配准采粗配准和精配准，使同一室内环境的激光雷达自动组建雷达网络，并获得融合后的室内环境点云；

对获得的融合后的室内环境点云数据同时保存本地和云端，用户通过云端更改相应配准参数或者获取原始点云数据。

2.根据权利要求1所述的基于自适应配准的多激光雷达自主建网方法，其特征在于，所述对不同雷达的点云图进行配准前，树莓派主机根据数据处理后的点云计算室内环境的大致面积来修改配准参数delta，overlap，dist；首先找到2D点云中x,y均为最大的点A(x1,y1)，x最大，y最小的点B(x2,y2),x最小，y最大的点C(x3,y3)以及x最小y最小的点D(x4,y4)；根据这四点来求点云的大致面积(单位为m²)：

根据Area的大小来修改delta，overlap和dist；

具体参数设置：

若Area小于10m²，则认为为小房间，delta设置为0.02m，overlap设置为0.65，dist设置为0.15；若Area小于20m²，则认为为中等房间，delta设置为0.03m，overlap设置为0.6，dist设置为0.25；若Area小于20m²，则认为为大房间，delta设置为0.05m，overlap设置为0.5，dist设置为0.4；如果大于30m²，则超出激光雷达的限制；如果根据实际情况发现某组配准参数更好，修改参数并上传云；配准前从云端下载最新的配准参数。

3.根据权利要求1所述的基于自适应配准的多激光雷达自主建网方法，其特征在于，所述多个激光雷达利用点云配准算法包括：将两个激光雷达扫描点云通过平移，旋转最终变化到相同的坐标系下，实现最大的重叠；所述点云配准包括：基于4PCS的点云粗配准、基于TRICP的点云精配准；

所述粗配准为：在点云的位置无法确定且无人工标定的情况下，将两个点云初步配准，为精配准提供好的初始位置；

进行粗配准后，目标点云与源点云已经处于一个好的初始位置上；使用ICP的改进算法Trimmed ICP进行精配准；

在进行点云配准后，源点云需要根据配准参数中dist判断是否与目标点云配准。

4.根据权利要求3所述的基于自适应配准的多激光雷达自主建网方法，其特征在于，所述基于4PCS的点云粗配准包括：

在目标点云P中寻找满足要求的长基线的共面四点基；选择一个共面四点基B＝{a,b,c,d},提取B的拓扑信息；根据点云旋转和平移变化中r1,r2的仿射不变性和公式计算共面四点基B间的两个比例因子r1,r2,再根据式计算q1,q2∈Q(源点云)的的交点位置集合，来计算Q中所有长基线点对交点坐标，比较交点坐标确定匹配集合，ei≈ej表示寻找到对应的一致全等四点，i,j分别表示第i个和第j个Q中长基线点对；B＝{a,b,c,d}对应的一致全等四点表示为C＝{q1,q3,q4,q5}；将点云所有计算出P的共面四点集合用E＝{B1,B2,...,Bm}表示，其中用m表示P集合的数量，重复，得到全等四点集合D＝{C1,C2,...,Cn}，n为全等四点集合总数；最后在D＝{C1,C2,...,Cn}中寻找最优全等四点对，4PCS使用LCP策略寻找最优全等四点匹配，即计算全等四点旋转和平移变化参数，将四点转化应用到全局点云转化，记录全局配准中包含最大的一致区域匹配记为最优匹配，至此完成4PCS算法局部粗配准；

其中e为共面不共线四点a,b,c,d的交点；r₁和r₂表示比例，q₁和q₂表示目标点云Q中的任一点对，e₁和e₂表示对应点对可能的交点；若e₁和e₂的差在允许范围内，则认为是a,b,c,d的对应共面点。