[发明专利]一种基于顶视图语义对象的建图方法

权利要求书

1.一种基于顶视图语义对象的建图方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、基于检测的增强特征车位信息，进行初始化建图；

步骤二、基于KM算法匹配结果，进行增量建图；

步骤三、基于关键帧观测信息，进行地图优化；

所述步骤一的基于检测的增强特征车位信息，进行初始化建图，具体过程如下：

1)完成建图以前的初始化步骤；

所述建图以前的初始化，既是确定当前车辆的初始位置和预定轨迹；

2)基于车端采集的多张鱼眼相机拍摄的图像数据生成顶视图，并完成对顶视图的实时矫正；

3)基于实时矫正后的顶视图，得到增强特征车位信息；

4)根据增强特征车位信息，并结合惯性测量单元、轮速计信息，完成初始化建图；该初始化建图称为实例地图，该实例地图作为后续增量建图的基础；

所述步骤二的基于KM算法匹配结果，进行增量建图，具体过程如下：

1)重复步骤一的过程2)、过程3)，得到新的实时矫正后的顶视图以及该顶视图中增强特征车位信息；

2)用KM算法对实例地图的增强特征车位和新的实时矫正后的顶视图的增强特征车位进行匹配；

3)新建实例车位：将当前顶视图的增强特征车位信息由顶视图坐标系转换到世界坐标系；若新的顶视图的车位图像特征与初始化实例地图的实例车位匹配过程中，出现没有匹配到的新的车位图像特征，则在实例地图中新建实例车位，并将当前顶视图的增强特征车位信息由顶视图坐标系转换到世界坐标系；

所述步骤三的基于关键帧观测信息，进行地图优化，具体过程如下：

1)完成实例地图中新增车位和相邻车位之间的角点融合；

2)标记相邻车位之间角点共线的相对关系；

3)确认有车位的关键帧、以及没有车位的关键帧，剔除关键帧，用以后期优化地图所用；

4)利用有车位的关键帧进行局部地图优化，对地图中相邻车位的每个车位位置、以及相邻车位的三点共线、图像尺度因子进行优化；所述每个车位位置包括每个车位的两个车位角点、车位号检测框中点。

2.根据权利要求1所述一种基于顶视图语义对象的建图方法，其特征在于，所述步骤一的过程2)的基于车端采集的多张鱼眼相机拍摄的图像数据生成顶视图，并完成对顶视图的实时矫正，具体过程如下：

1)将鱼眼相机坐标转换为顶视图坐标；

其中，最右边的u和v代表鱼眼相机上的坐标，通过π^-1的括号变换将鱼眼相机坐标转换为矫正后的图像坐标，再通过[R_p t_p]的逆变换将矫正后的图像坐标转换到顶视图坐标下，也就是将矫正后的图像中标定范围内的区域保留，[x_p y_p]代表顶视图下的坐标；

2)根据公式(2)对公式(1)不同情况下的R_P、t_P求解，得到所对应的外参矩阵；

p＝HP....(2)

公式(1)和公式(2)的关联关系为：通过将公式(2)矩阵中H进行分解、得到公式(1)的R_P、t_P；从而得到不同情况下的[R_p t_p]，该不同情况下的[R_p t_p]包括：

A、平坦路面下的鱼眼相机外参矩阵；

B、车辆在不同俯仰角、侧倾角工况下鱼眼相机外参矩阵；

3)基于以上计算结果生成相应的几何查找表；

4)对颠簸时的顶视图图像信息进行实时矫正；

5)得到每一时刻的实时矫正后多张鱼眼相机图片拼接后的顶视图。