申请/专利权人：中国科学技术大学

申请日：2024-03-13

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117870653A

主分类号：G01C21/00

分类号：G01C21/00;G01S17/89

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：本发明涉及移动机器人自主导航技术领域，公开了一种二维差分欧几里得符号距离场地图的建立与更新方法，包括：通过光线投射算法更新空间障碍物的信息；构建并更新二维占据栅格地图；基于广度优先搜素的欧几里得符号距离场值更新；计算欧几里得符号距离场值变化率；进而得到二维差分欧几里得符号距离场地图。本发明可以实时构建与更新二维差分ESDF地图，适用于绝大多数无人车平台；可以在扩展尽可能少的节点的情况下完成对区域范围内ESDF值的更新，可以在实时性要求较高的场景中实现快速的更新，响应速度快。

主权项：1.一种二维差分欧几里得符号距离场地图的建立与更新方法，包括以下步骤：步骤一，通过光线投射算法更新空间障碍物的信息：将激光雷达的位置设为光线向量起点，将点云的位置设为光线向量终点，来构筑光线投射算法的光线向量；点云所在空间体素设为占据状态，经过光线投射算法计算得到的光线经过的空间体素设为空闲状态；则处于占据状态的空间体素为所述空间障碍物；步骤二，构建并更新二维占据栅格地图：通过设置的最大高度High_max和最小高度High_min对z轴的投影区域做出约束，即删除高度大于High_max的空间障碍物、删除高度小于High_min的空间障碍物后，将剩余空间障碍物投影至二维占据栅格地图所在的xy平面；在构建二维占据栅格地图时，在High_min到High_max的高度区间内，栅格对应的任意一个空间体素为占据状态时，则将栅格设置为占据状态；在更新二维占据栅格地图时，对High_min到High_max高度区间内的、栅格对应的空间体素的占据状态进行遍历，如果某个空间体素从空闲状态转为占据状态，则需要在栅格中添加障碍物，将栅格存储在插入队列中；如果某个空间体素从占据状态转为空闲状态，则需要在栅格中删除障碍物，将栅格存储在删除队列中；步骤三，基于广度优先搜素的欧几里得符号距离场值更新：为每个栅格C定义栅格信息，栅格信息包括栅格的位置、栅格的占据状态、栅格的欧几里得符号距离场值、栅格的最近障碍物、双向链表；双向链表用于存储以栅格C作为最近障碍物的所有栅格的索引；初始化阶段：将插入队列和删除队列合并为更新队列；更新阶段：取出更新队列中位于队头的栅格cur，通过栅格cur的最近障碍物与cur的邻居栅格nbr之间的最短欧氏距离来更新栅格cur的欧几里得符号距离场值，并将邻居栅格nbr添加到更新队列的队尾，从而以广度优先搜索的方式完成对xy平面中每个栅格的欧几里得符号距离场值的更新；步骤四，欧几里得符号距离场值变化率为： ；其中表示索引为j的栅格的欧几里得符号距离场值变化率，表示索引为j的栅格在第i次更新后的欧几里得符号距离场值，表示两次更新的时间差；进而得到由二维占据栅格地图和欧几里得符号距离场值变化率构成的二维差分欧几里得符号距离场地图。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学技术大学 一种二维差分欧几里得符号距离场地图的建立与更新方法

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