一种基于区间估计的三维多层环境模型构建方法

摘要

本发明公开了一种基于区间估计的三维多层环境模型构建方法，其包括：分别获取环境感知数据、位姿估计，并将环境感知数据、位姿估计数据导入已有三维环境建模系统；根据设定分辨率初始化环境模型；模型将地面划分为栅格；等待获得新的感知数据；当获得新的感知数据时，将坐标变换得到激光起点与中点对应的坐标位置；区间估计得到激光终点位置的定界区间估计；关联网格并创建对应空体元；根据区间关联网格创建对应实体元；施加约束于插入的新体元，则获得三维环境建模模型；同时将新体元送作为新的感知数据。本环境模型表示方法具有空间复杂度低、可实时更新、可判断任意空间位置的占据状态等优点。

说明书

技术领域

本发明涉环境模型技术领域，尤其涉及一种基于区间估计的三维多层环境模型构建方法。

背景技术

对于各传感器获取得到的大量数据，项目采用位移准则、特征准则以及量程准则提取必要的观测信息，首先进行获取数据的过滤，以保证系统运行的高效性。然而农机在环境感知时，通常会受到环境数据误差的影响而造成环境建模的准确性差，其误差主要来源于传感器本身的不确定性、平台自身定位误差以及传感器的定向定位误差。

因此，有必要提供一种基于区间估计的三维多层环境模型构建方法来增强环境模型描述的可靠性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于区间估计的三维多层环境模型构建方法，以增强环境模型描述的可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：1、一种基于区间估计的三维多层环境模型构建方法，其包括：

S1、分别获取环境感知数据、位姿估计，并将环境感知数据、位姿估计数据导入已有三维环境建模系统；

S2、根据设定分辨率初始化环境模型；模型将地面划分为栅格；

S3、等待获得新的感知数据；

S4、当获得新的感知数据时，将坐标变换得到激光起点与中点对应的坐标位置；区间估计得到激光终点位置的定界区间估计；

S5、关联网格并创建对应空体元；根据区间关联网格创建对应实体元；

S6、施加约束于插入的新体元，则获得三维环境建模模型；同时将新体元送作为新的感知数据。

所述环境感知数据包括环境中各个点特征、线特征，利用对极几何三角化得到3D的点和线，并结合纹理区域完成面特征的生成和更新

上述S2中，每个栅格上存储若干长方体体元来表示环境占据状态，从而实现对三维空间的有效划分。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本环境模型表示方法具有空间复杂度低、可实时更新、可判断任意空间位置的占据状态等优点。

附图说明

图1为本发明一种区间估计的三维多层环境模型构建方法的流程示意图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1所示，本发明为一种基于区间估计的三维多层环境模型构建方法，其步骤包括：

S1、分别获取环境感知数据、位姿估计，并将环境感知数据、位姿估计数据导入已有三维环境建模系统；

其中，环境感知数据包括环境中各个点特征、线特征，利用对极几何三角化得到3D的点和线，并结合纹理区域完成面特征的生成和更新；

S2、根据设定分辨率初始化环境模型；模型将地面划分为栅格；

每个栅格上存储若干长方体体元来表示环境占据状态，从而实现对三维空间的有效划分；

S3、等待获得新的感知数据；

S4、当获得新的感知数据时，将坐标变换得到激光起点与中点对应的坐标位置；区间估计得到激光终点位置的定界区间估计；

S5、关联网格并创建对应空体元；根据区间关联网格创建对应实体元；

体元模型可以区间数据进行描述，从而能够对地形数据的位置信息进行描述；同时体元模型可以通过概率化手段对障碍、可穿越以及未知三种空间占据状态进行描述，从而使得通过本方法构建的环境模型能够应用于概率框架下的自主导航系统之中；

S6、施加约束于插入的新体元，则获得三维环境建模模型；同时将新体元送作为新的感知数据。

本环境模型表示方法具有空间复杂度低、可实时更新、可判断任意空间位置的占据状态等优点，能够为诸如农机路径规划等任务提供可靠的数据保障，从而提升整个农机自主导航系统的稳定性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。