一种利用双目立体相机构建栅格地图的方法
专利汇可以提供一种利用双目立体相机构建栅格地图的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种利用双目立体相机构建栅格地图的方法，属于 图像处理 和 计算机视觉 领域。利用双目相机和GPU构建高性能运算平台，并构建高性能求解 算法 以获高 质量 的包含三维信息栅格地图。本发明中的系统容易构建，使用双目立体相机即可完成输入数据的采集；程序简单，易于实现；本发明利用空间先验信息，统计学知识推算栅格高度，使得三维结果更具有鲁棒性；本发明利用空间几何求解栅格的自适应 阈值 ，完成栅格的过滤筛选，提升了算法的泛化能 力 和鲁棒性。，下面是一种利用双目立体相机构建栅格地图的方法专利的具体信息内容。
1.一种利用双目立体相机构建栅格地图的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)创建栅格地图：
1.1)确定栅格地图的空间信息：从配置文件中获取目标计算的最高高度、最低高度、最远距离和视场角；并确定栅格地图的空间信息，即栅格地图覆盖最高位置、最低位置、最远位置、最近位置、最右侧位置和最左侧位置；
1.2)划分栅格：将栅格地图划分为规则图形；计算出每个栅格中心的坐标；默认所有栅格的状态为空；
1.3)根据双目相机的实际摆放位置确定世界坐标系；
2)获取原始数据：利用双目立体相机获取场景图像和视差图；
3)生成三维坐标点：利用场景图像中匹配点的三角关系和视差图，生成三维坐标点，并转换到世界坐标系，只保留位于1.1)中确定的栅格空间之内的三维坐标点；
4)平面投影：
4.1)将过滤后三维坐标点投影到栅格地图所在平面，如果投影后的三维坐标点映射在栅格中心的距离R内，则保留并统计投影次数，否则剔除不统计投影次数；
4.2)统计每个栅格中点的个数Ni；
5)高度统计及高度过滤：
5.1)令统计区间i的长度为length，每一个统计区间表示的高度为hi，hi＝i×length，计算投影至栅格中所有三维点的Y轴坐标y所在的区间 并计算频数Ci；
5.2)根据应用场景先验，令Th为最低的障碍高度，如果栅格的高度hi＜Th，则令栅格的状态为空，否则继续；
6)栅格阈值筛选：
6.1)利用视差图和1)中建立的栅格地图，计算出每个栅格的阈值Ti，公式如下：
Ti＝βr×ar×bi (4)
式(2)为深度测量准确时，应用ar个像素表示位于第r行的栅格边长，其中img_width表示视差图宽度，grid_size表示栅格边长，depthr表示第r行的栅格深度，fov表示视场角大小；式(3)为深度测量准确时，应用bi个像素表示第r行的栅格高度hi，其中hi为栅格i中的高度，由步骤5)计算；Ti为栅格阈值，ar×bi表示深度测量准确时，第r行中宽为grid_size、高为hi的矩形面应有的像素个数，考虑到不规则形状以及鲁棒性增加了第二尺度因子βr；
6.2)比较每个栅格中投影点的个数Ni与栅格阈值Ti；如果Ni＞γTi，则令栅格的状态为占据，否则为空；γ为第三尺度因子；
6.3)如果栅格的状态为占据，则将栅格中心的Xi、Zi坐标和栅格高度hi组合为当前栅格的最高点；
7)扫描地图。
2.根据权利要求1所述的一种利用双目立体相机构建栅格地图的方法，其特征在于，步骤4.1)中R取栅格内接圆团半径的四分之三。
3.根据权利要求1所述的一种利用双目立体相机构建栅格地图的方法，其特征在于，步骤5.1)中，选取最大统计区间imax，条件有二，一是统计区间的频数Ci大于上一个统计区间频数Ci-1的一定数量，二是频数Ci大于N，公式为：
imax＝argmaxi{Ci＞N，Ci＞αCi-1}(1)
式中，Ci为第i个统计区间的频数，Ci-1为第i-1个统计区间的频数，α为第一尺度因子，N是最低频数。
4.根据权利要求1所述的一种利用双目立体相机构建栅格地图的方法，其特征在于，步骤7)扫描地图：
7.1)栅格地图中视场角fov外区域的栅格的状态设置为未知；
7.2)将双目相机光心坐标转换到世界坐标系，设为O′；连接O′与状态为占据的栅格虚拟最高点(Xi，Zi，hi)形成直线l，并将直线l投影到栅格地图所在的XOZ平面，投影线为l′；
7.3)检索投影线l′远离双目相机的方向，如果投影线l′穿过空状态栅格，则将空状态的栅格置为未知；如果投影线l′穿过占据状态栅格，将栅格中心(Xi，0，Zi)垂直投影到投影线l′得到投影点(Xi′，0，Zi′)，如果 则将其状态置为未知；如果投影线l′穿过占据状态栅格，且hi＞l(Xi′，Zi′)y，则重新计算直线l和投影线l′并继续上述过程；如果投影线l′穿过占据状态栅格，且 则继续检索；如果投影线l′到达栅格空间之外，则检索结束；其中l(Xi′，Zi′)y表示当X＝Xi′、Z＝Zi′时取直线l上的Y轴坐标。
5.根据权利要求1所述的一种利用双目立体相机构建栅格地图的方法，其特征在于，还包括步骤8)可视化：设置栅格对应像素分辨率，将7)中栅格地图可视化输出。
一种利用双目立体相机构建栅格地图的方法
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