一種室內(nèi)地圖構(gòu)建方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明實施例涉及地圖構(gòu)建技術(shù)，尤其涉及一種室內(nèi)地圖構(gòu)建方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計算機(jī)技術(shù)、無線定位技術(shù)、地球信息系統(tǒng)及移動互聯(lián)技術(shù)的飛速發(fā)展，基于位置的服務(wù)成為現(xiàn)實并在實際中得到了大量應(yīng)用。在室內(nèi)環(huán)境中，如機(jī)場大廳、展廳、倉庫、超市、圖書館、地下停車場、礦井等環(huán)境中，常常需要確定移動終端或其持有者、設(shè)施與物品在室內(nèi)的位置信息，并提供相應(yīng)的附加諸如導(dǎo)航，搜索查詢等基于室內(nèi)位置的應(yīng)用服務(wù)。然而，由于室內(nèi)建筑數(shù)量巨大且室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜多變，如超市，展廳裝修布局的周期性改變，對室內(nèi)位置服務(wù)的地圖更新的時效性提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
[0003]目前，在構(gòu)建室內(nèi)地圖的過程中，若沒有待構(gòu)建室內(nèi)地圖的建筑物的原始CAD圖紙的情況下，需要工作人員對室內(nèi)各房間墻壁、門窗等尺寸進(jìn)行測量，進(jìn)而得到建筑的室內(nèi)地圖。這種室內(nèi)地圖的構(gòu)建過程需要大量具備專業(yè)繪圖能力的工作人員親自對室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行測繪，對工作人員能力要求高且勞動量大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種室內(nèi)地圖構(gòu)建方法及裝置，以解決目前構(gòu)建室內(nèi)地圖的過程中對工作人員能力要求高且勞動量大的問題。
[0005]第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種室內(nèi)地圖構(gòu)建方法。該室內(nèi)地圖構(gòu)建方法包括:
[0006]獲取激光點(diǎn)云設(shè)備采集的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)；
[0007]基于所述激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)包含的關(guān)鍵幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)，對所述激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)，并依據(jù)配準(zhǔn)結(jié)果形成室內(nèi)三維圖；
[0008]對所述室內(nèi)三維圖進(jìn)行切割形成室內(nèi)地圖。
[0009]第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種室內(nèi)地圖構(gòu)建裝置。該室內(nèi)地圖構(gòu)建裝置包括:
[0010]激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取激光點(diǎn)云設(shè)備采集的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)；
[0011]三維圖構(gòu)建模塊，用于基于所述激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)包含的關(guān)鍵幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)，對所述激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)，并依據(jù)配準(zhǔn)結(jié)果形成室內(nèi)三維圖；
[0012]室內(nèi)地圖構(gòu)建模塊，用于對所述室內(nèi)三維圖進(jìn)行切割形成室內(nèi)地圖。
[0013]本發(fā)明通過基于關(guān)鍵幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)，對所獲取的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)，形成室內(nèi)三維圖，并對所形成的室內(nèi)三維圖進(jìn)行切割形成室內(nèi)地圖，可以解決目前在無建筑物的CAD圖紙的情況下，構(gòu)建室內(nèi)地圖的過程中，需要大量具備專業(yè)繪圖能力的工作人員親自對室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行測繪，對工作人員能力要求高且勞動量大的問題，實現(xiàn)了降低對工作人員能力的要求，減小工作人員的勞動量，提高所構(gòu)建的室內(nèi)地圖的精度的目的。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明實施例一提供的一種室內(nèi)地圖構(gòu)建方法的流程圖；
[0015]圖2是本發(fā)明實施例一提供的一種關(guān)鍵幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)確定方法的原理圖；
[0016]圖3是本發(fā)明實施例二提供的一種室內(nèi)地圖構(gòu)建方法的流程圖；
[0017]圖4是本發(fā)明實施例三提供的一種室內(nèi)地圖構(gòu)建方法的流程圖；
[0018]圖5是本發(fā)明實施例三提供的一種判斷激光點(diǎn)云設(shè)備的移動軌跡是否構(gòu)成閉合圖形的原理圖；
[0019]圖6是本發(fā)明實施例四提供的一種室內(nèi)地圖構(gòu)建方法的流程圖；
[0020]圖7是本發(fā)明實施例五提供的一種室內(nèi)地圖構(gòu)建裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。
[0022]實施例一
[0023]圖1為本發(fā)明實施例一提供的一種室內(nèi)地圖構(gòu)建方法的流程圖，本實施例可適用于在無建筑物CAD圖紙的情況下，構(gòu)建室內(nèi)地圖，該方法可以由室內(nèi)地圖構(gòu)建裝置來執(zhí)行，該裝置可通過硬件和/或軟件的方式實現(xiàn)。
[0024]該室內(nèi)地圖構(gòu)建方法具體包括如下步驟:
[0025 ] S110、獲取激光點(diǎn)云設(shè)備采集的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
[0026]激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，是指利用激光在同一空間參考系下獲取物體表面每個采樣點(diǎn)的空間坐標(biāo)，得到的是一系列表達(dá)目標(biāo)空間分布和目標(biāo)表面特性的海量點(diǎn)的集合。
[0027]該激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)通過激光點(diǎn)云設(shè)備進(jìn)行采集，該激光點(diǎn)云設(shè)備可以集成于工作人員的背包或者可移動的采集平臺上。在需要對待構(gòu)建室內(nèi)地圖的房間的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行采集時，該激光點(diǎn)云設(shè)備隨著工作人員的移動，遍歷整個房間的主干道，并在上述過程中，激光點(diǎn)云設(shè)備間隔設(shè)定時間對整個房間的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。
[0028]SI 20、基于所述激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)包含的關(guān)鍵幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)，對所述激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)，并依據(jù)配準(zhǔn)結(jié)果形成室內(nèi)三維圖。
[0029]配準(zhǔn)是指將不同時刻采集的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至同一坐標(biāo)系下的過程。具體而言，在激光點(diǎn)云設(shè)備隨著工作人員的移動，遍歷整個房間的主干道的過程中，所采集的每一幀激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)都是相對于該激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集時刻激光點(diǎn)云設(shè)備的空間坐標(biāo)系而言的，并且不同采集時刻，激光點(diǎn)云設(shè)備的空間坐標(biāo)系不同。為了構(gòu)建待構(gòu)建室內(nèi)地圖的房間的三維圖，需要將不同空間坐標(biāo)系下的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行重新定位，生成一個統(tǒng)一坐標(biāo)系下的三維圖，這就是激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)。
[0030]關(guān)鍵幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)是指用做配準(zhǔn)基準(zhǔn)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，在具體進(jìn)行配準(zhǔn)時可以采用多種方法確定關(guān)鍵幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)。例如，可以依據(jù)激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的采集場景，確定與該場景對應(yīng)的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的關(guān)鍵幀點(diǎn)云數(shù)據(jù);或者，對于每一幀激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，將前一幀激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)確定為該幀激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的關(guān)鍵幀點(diǎn)云數(shù)據(jù);或者，依據(jù)激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的采集時間，確定激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)包含的關(guān)鍵幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
[0031]在上述關(guān)鍵幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)的確定方法中，依據(jù)激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的采集場景，確定的與該場景對應(yīng)的關(guān)鍵幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)，具體可以是工作人員進(jìn)入到某房間后所采集的第一幀激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，也可以是隨著工作人員的移動，采集場景發(fā)生突變后所采集的第一幀或某一幀激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，還可以是將某場景下采集的幾幀激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)疊合后得到的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)。示例性地，如圖2所示，在房間I內(nèi)，工作人員攜帶激光點(diǎn)云設(shè)備從Al點(diǎn)開始沿順時針方向沿房間主干道行走一圈(圖2中虛線表示其行走的路徑)，采集到眾多幀激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)。由An點(diǎn)運(yùn)動到BI點(diǎn)，場景發(fā)生突變，可以將BI點(diǎn)所采集到的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)作為關(guān)鍵幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)，對B2點(diǎn)至Bm點(diǎn)所采集到的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)的。
[0032]依據(jù)激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的采集時間，確定的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)包含的關(guān)鍵幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)，具體可以是間隔設(shè)定時間所采集的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，還可以是在設(shè)定時間間隔內(nèi)選取幾幀激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)疊合后得到的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)。示例性地，將進(jìn)入某房間后所采集到的第一幀激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)對應(yīng)的采集時刻視作為O時刻，并將該時刻作為計算關(guān)鍵幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)的起始時刻。將每隔3s所采集的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)作為關(guān)鍵幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)。在配準(zhǔn)時，0-3s內(nèi)所采集的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，基于O時刻所采集的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn);3-6s內(nèi)所采集的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，基于第3s所采集的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn);依次類推。
[0033]需要說明的是，在確定關(guān)鍵幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)時，依據(jù)激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的采集場景，確定與該場景對應(yīng)的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的關(guān)鍵幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)；以及依據(jù)激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的采集時間，確定激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)包含的關(guān)鍵幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)這兩種方法，容易出現(xiàn)配準(zhǔn)失敗，但是在配準(zhǔn)過程中累積誤差小。而采用對于每一幀激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，將前一幀激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)確定為該幀激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的關(guān)鍵幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)的方法，雖然配準(zhǔn)成功率高，但是誤差累積誤差大。
[0034]基于所述激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)包含的關(guān)鍵幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)，對激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)時，可以對該激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的部分點(diǎn)或部分特征進(jìn)行配準(zhǔn)(即粗配準(zhǔn))，也可以對該激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)中全部點(diǎn)進(jìn)行配準(zhǔn)(即精配準(zhǔn))。需要說明的是，這里所提到的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的部分特征包括但不限于下述特征的一種或多種:法向量方向、曲率以及直方圖。若對激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)中全部點(diǎn)進(jìn)行配準(zhǔn)，可以采用最近點(diǎn)迭代算法(ICP算法)進(jìn)行配準(zhǔn)。在具體配準(zhǔn)的過程中，可以基于關(guān)鍵幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)對激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行一次配準(zhǔn)或多次配準(zhǔn)，并根據(jù)最后一次配準(zhǔn)結(jié)果拼合形成室內(nèi)三維圖。進(jìn)一步地，在每一次配準(zhǔn)的過程中，可以僅對激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的部分點(diǎn)或部分特征進(jìn)行配準(zhǔn)；也可以對激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)