一种三维地图的构建方法及装置与流程

计算;推算;计数设备的制造及其应用技术1.本技术实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种三维地图的构建方法及装置。背景技术：2.在实时定位、导航等技术领域，重要的先决条件便是构建三维地图，例如，移动机器人完成智能行为，需要获取准确的位置信息。因此，构建三维地图的完整性和准确性会直接影响定位、导航功能的实现。3.目前，现有技术中主要采用同步定位与建图(simultaneous localization and mapping，slam)技术实现三维地图的构建。其中，slam主要包括视觉slam和激光slam。然而，视觉slam会受到光线强弱、背景纹理等因素的影响，因此可能会导致地图准确度低的问题；激光slam虽然可获取检测目标较为准确的定位信息，但无法获取检测目标的纹理、颜色等场景信息，从而会导致地图的可视化较差的问题。4.因此，如何构建更为准确、完整的三维地图是值得研究的技术问题。技术实现要素：5.本技术实施例提供一种三维地图的构建方法及装置，用以构建更为准确、完整的三维地图，提高实时定位、导航的准确性。6.本技术实施例提供的具体技术方案如下：7.第一方面，本技术实施例提供了一种三维地图的构建方法，该方法包括：三维地图的构建装置获取当前的全局点云地图；以及，所述三维地图的构建装置获取在可移动设备移动过程中，设置于所述可移动设备上的局部采集装置采集的多张图像数据；并，所述三维地图的构建装置确定在所述局部采集装置采集每张所述图像数据所对应的采集时刻，所述局部采集装置的实时位姿信息；所述三维地图的构建装置基于所述当前的全局点云地图、所述多张图像数据和所述局部采集装置的实时位姿信息进行三维地图的构建。8.该方法中，通过利用俯视角度获取当前的全局点云地图，可以和局部采集装置采集的局部的图像数据进行互相补盲，从而可以提升构建的三维地图的完整性，以及可以提高三维地图构建时的鲁棒性。由此，相比于现有技术中存在的仅基于采集的传感器数据进行slam的实施方式，可能会导致采集的特征较少，从而导致构建的三维地图不准确的技术问题，通过本技术提供的方法，可以提高三维地图构建的准确性。9.在一种可能的设计中，所述三维地图构建于指定坐标系下，所述指定坐标系为以下坐标系中任一坐标系：由初始时刻所述全局采集装置的位姿确定的第一坐标系、由所述初始时刻所述局部采集装置的位姿确定的第二坐标系、世界坐标系、以任一固定空间点的位姿确定的第三坐标系。所述三维地图的构建装置基于所述当前的全局点云地图、所述多张图像数据和所述局部采集装置的实时位姿信息进行三维地图的构建，可实施为确定所述当前的全局点云地图、所述多张图像数据和所述局部采集装置的实时位姿信息分别所在的原始坐标系；对于不同于所述指定坐标系的原始坐标系，将该原始坐标系下的地图数据基于转换关系进行坐标转换，得到所述指定坐标系下的地图数据，所述转换关系根据该原始坐标系和所述指定坐标系的坐标原点之间的位姿关系确定，该原始坐标系下的地图数据包括所述当前的全局点云地图、所述多张图像数据和所述局部采集装置的实时位姿信息中的一种或多种；基于所述指定坐标系下的所述当前的全局点云地图、所述多张图像数据和所述局部采集装置的实时位姿信息进行三维地图的构建，得到所述指定坐标系下的三维地图。10.基于该设计，三维地图的构建装置可以将三维地图构建于任一坐标系下，便于基于构建的三维地图进行实时定位、导航等。其中，针对地图数据中的任一空间点在不同坐标系之间的坐标转换，可以根据坐标系的坐标原点的位姿确定，以得到不同坐标系之间的转换关系。因此，本技术实施时，可以实现结合全局采集装置采集的全局点云地图和局部采集装置采集的图像数据，进而可以提高构建的三维地图的完整性和准确性。11.在一种可能的设计中，所述全局采集装置与ap相对位姿固定，所述局部采集装置与sta相对位姿固定，所述ap和所述sta进行通信。示例性的，若所述不同于所述指定坐标系的原始坐标系为所述第一坐标系，所述指定坐标系为所述第二坐标系，所述转换关系为第一转换关系，所述三维地图的构建装置根据以下方式确定所述第一转换关系：根据所述全局采集装置与所述ap的相对位姿确定第一转换矩阵、根据所述ap对所述sta的定位结果确定第二转换矩阵、根据所述sta与所述局部采集装置的相对位姿确定第三转换矩阵；基于所述第一转换矩阵、所述第二转换矩阵和所述第三转换矩阵的乘积，得到所述第一转换关系。12.在该设计中，通过采用ap对sta的定位结果，可以得到全局采集装置坐标系和初始局部采集装置坐标系之间的转换关系，从而可以实现对全局点云地图或局部图像数据的坐标转换，以实现在同一坐标系下基于全局点云地图和局部图像数据进行三维地图的构建，进而实现相比于现有技术可以得到更具准确性、完整性的三维地图。相比于现有技术中基于slam技术需要采用相邻的不同时间内的传感器数据进行特征匹配之后才能确定的实施方式，本技术可以减少计算量，并且基于ap对sta的定位结果可以保障准确性。13.在一种可能的设计中，所述三维地图的构建装置确定在所述局部采集装置采集每张所述图像数据所对应的采集时刻，所述局部采集装置的实时位姿信息，可实施为获取在采集每张所述图像数据所对应的每个采集时刻，所述ap对所述sta的实时定位结果；基于所述初始时刻所述ap对所述sta的初始定位结果、所述初始时刻所述sta在第四坐标系下的初始位姿信息以及所述实时定位结果，得到每个采集时刻所述sta在所述第四坐标系下的实时位姿信息，其中，所述第四坐标系的坐标原点由所述初始时刻所述sta的位姿确定；根据所述sta在所述第四坐标系下的实时位姿信息、所述第三转换矩阵确定所述局部采集装置在所述第四坐标系下的实时位姿信息；将所述局部采集装置在所述第四坐标系下的实时位姿信息进行坐标转换，得到所述局部采集装置在所述指定坐标系下的实时位姿信息。在该设计中，局部采集装置在每个采集时刻的实时位姿信息是基于ap对sta的实时定位结果进行坐标转换之后得到，因此无需依托相邻时间内采集的其他图像数据，这样，可以避免现有技术中通过相邻时间内的图像数据进行特征匹配来估算机器人实时位姿的方式可能存在的时间累积误差的缺点，从而可以提高构建的三维地图的准确性。14.在一种可能的设计中，所述三维地图的构建装置基于所述ap对所述sta的实时定位结果，检测所述可移动设备在移动过程中存在的回环异常。15.在该设计中，相比于现有技术中进行回环检测的实施方式只能通过从传感器数据中提取一系列特征，然后结合词袋(bag of words)的方法，比较不同的图像数据之间的相似度，才能确定可移动设备当前移动到的位置是否为曾经到达过的位姿，本技术实施时，通过ap对sta的定位结果进行回环检测，可以提升三维地图的构建效率，并提升在弱纹理环境下(比如白墙)回环检测的鲁棒性。16.在一种可能的设计中，所述三维地图的构建装置获取在所述可移动设备移动过程中所述局部采集装置采集的多张图像数据之前，所述三维地图的构建装置基于所述当前的全局点云地图为所述可移动设备规划移动路径；所述三维地图的构建装置根据所述局部采集装置的实时位姿信息和所述移动路径生成移动指令；所述三维地图的构建装置向所述可移动设备的控制器发送所述移动指令，以使所述控制器控制所述可移动设备根据所述移动指令进行移动。17.在该设计中，基于通过获取的当前的全局点云地图为可移动设备规划移动路径，然后基于局部采集装置的实时位姿信息，为可移动设备生成可以在可移动的移动路径范围内移动的移动指令，可以避免可移动设备的盲目移动，因此可以提升三维地图构建的效率和准确性。18.第二方面，本技术实施例提供一种三维地图的构建装置，所述装置包括收发单元和处理单元。其中，所述收发单元、所述处理单元执行的功能可以和上述第一方面中任一可能的设计或实现方式中涉及的三维地图的构建装置执行的步骤相对应。19.第三方面，本技术实施例还提供了一种计算设备，所述计算设备包括一个或多个处理器和存储器，所述存储器与所述处理器耦合，所述存储器存储计算机程序代码，所述计算机程序代码包括计算机指令。所述处理器执行所述存储器中的计算机指令，以执行上述第一方面任一可能的设计中提供的方法。可选的所述计算设备还可以包括显示屏。所述显示屏用于在所述处理器的触发下向用户显示信息，例如全局采集装置采集的全局点云地图，或局部采集装置采集的图像数据等等。可选地，该计算设备还包括通信接口，处理器与通信接口耦合。该通信接口可以是收发器或输入/输出接口；当该计算设备为网络设备中包含的芯片时，该通信接口可以是芯片的输入/输出接口。可选地，收发器可以为收发电路，输入/输出接口可以是输入/输出电路。20.第四方面，本技术实施例还提供了一种计算设备集群，包括至少一个如上述第三方面所提供的计算设备。21.第五方面，本技术实施例还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算机执行时，使第一方面任一种可能的设计中提供的方法被实现。22.第六方面，本技术实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括：计算机程序代码，当计算机程序代码被通信装置的处理器运行时，使得通信装置执行上述第一方面任一种可能的设计中的方法。23.第七方面，本技术实施例还提供一种芯片，用于读取并执行存储器中存储的软件程序，以实现上述第一方面任一种可能的设计中的方法。其中，所述存储器可以与所述芯片相连，或所述存储器也可以内置于所述芯片中。24.上述第二方面至第七方面中任一方面的有益效果请具体参阅上述第一方面中各种可能的设计的有益效果，在此不再赘述。附图说明25.图1为一种slam系统的流程示意图；26.图2为本技术实施例中一种三维地图的构建方法的应用场景图；27.图3为本技术实施例中一种三维地图的构建方法的交互示意图；28.图4为本技术实施例中一种三维地图的构建方法的流程示意图；29.图5为本技术实施例中一种三维地图的构建装置的结构示意图；30.图6为本技术实施例中另一种三维地图的构建装置的结构示意图；31.图7为本技术实施例中提供的一种芯片的结构示意图。具体实施方式32.下面将结合附图，对本技术实施例进行详细描述。33.本技术实施例可以应用于可移动设备在自主移动过程中的实时定位及导航等场景中。其中，可移动设备诸如扫地机器人、送餐机器人、配送机器人、移动小车、物流小车等。本技术对适用的可移动设备的具体类型不做任何限制。34.为了满足可移动设备较为准确的智能行走行为，通常需要构建完整、准确的三维地图。目前，现有技术中主要采用slam技术实现三维地图的构建，然而采用slam技术构建三维地图可能存在由于时间累积误差导致的精度低，由于视线盲区导致的三维地图不完整等问题。35.有鉴于此，本技术实施例提供了一种三维地图的构建方法，通过结合全局点云地图、多张局部的图像数据以及局部采集装置的实时位姿信息来进行三维地图的构建，从而可以实现全局点云地图和局部的图像数据的互相补盲，以构建更准确、完整的三维地图。36.首先介绍下本技术实施例可以应用到的系统架构。图1为一种slam系统的流程示意图。slam技术可以理解为：移动机器人从未知环境的未知地点出发，在移动过程中，根据位置估计和地图进行自身定位，同时在自身定位的基础上建造增量式地图，实现移动机器人的自主定位和导航。slam系统主要包括传感器数据采集101、里程计102、回环检测103、非线性优化104以及建图105几个功能。其中，各功能的主要实现如下：37.所述传感器数据采集101，用于采集进行构建地图过程中需要的传感器数据。其中，传感器数据包括但不限于图像数据、激光点云信息、惯性传感器数据等。例如，在视觉slam中，传感器数据可以为利用相机、摄像头等视觉传感器采集的图像数据；在激光slam中，传感器数据可以为通过激光雷达获取到的激光点云，或基于激光点云得到的图像等。38.所述里程计102，用于估算机器人的位姿变化，建立局部三维地图。其中，位姿变化包括平移信息和旋转信息。现有技术中，激光slam和视觉slam主要是根据相邻时间内的传感器数据进行匹配和比较，进而可以估算机器人的位姿。然而，在进行里程计的计算过程中，由于估算机器人的位姿是基于相邻时间内机器人的位姿变化得到的，因此可能会存在较大的时间累积误差，从而会导致构建的三维地图的准确性降低。39.所述回环检测103，用于判断机器人当前位置是否为曾经到达过的位置，若判断存在回环，则将回环信息用于非线性优化104，以校正里程计的漂移。202功能的单元；又或者，全局采集装置201还可以集成在ap 202中，本技术对此不进行限定。48.局部采集装置204可以设置于可移动设备上，或集成在可移动设备中。局部采集装置204用于在可移动设备的移动过程中采集多张不同的图像数据。其中，局部采集装置204可以是单目摄像头、双目摄像头、红绿蓝深度(rgbd)摄像头等，本技术对此不做限定。与全局采集装置201和ap 202之间的相对位姿关系同理，本技术实施时，对局部采集装置204和sta203之间的相对位姿关系也不进行限定。49.此外，该应用场景中还包括：上位机205(可以包括图2中的205a或205b)以及云服务器206。其中，所述上位机205a用于获取全局采集装置201和ap 202的数据，并对接收的数据进行处理和计算，实现全局点云地图的显示以及控制指令的下发等，例如上位机205a对全局采集装置201采集到的全局点云地图进行坐标转换处理，基于全局点云地图实现对可移动设备的移动路径规划等。同理，所述上位机205b用于获取局部采集装置204和sta203的数据，并对接收的数据进行处理和计算，实现局部的图像数据的显示以及控制指令的下发等，例如，上位机205b可以设置于可移动设备中，可以实现对可移动设备的自主移动控制，作为可移动设备的控制器。需要说明的是，本技术实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，例如上位机205b可以是集成在可移动设备内部，或者也可以是单独的物理存在。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。50.本技术实施例提供的方法可以通过全局采集装置201连接的上位机205a实现，还可以通过局部采集装置204连接的上位机205b实现，或者还可以通过云服务器206实现，甚至还可以通过上位机与云服务器的协调分工实现，即上位机205a、上位机205b或云服务器中的一种或组合可以作为实现本技术提供的方法的三维地图的构建装置。实施时可以根据各设备的计算能力和/或实际场景确定，例如，若上位机205a的计算能力可以支持实施本技术提供的方法，则可以通过上位机205a实现本技术提供的方法，本技术对此不做限定。51.需要说明的是，根据具体的实际需要，应用场景中包含的每个设备的类型和数量可能不相同。例如，设置在屋顶上的全局采集装置201可以有多个，每个全局采集装置201负责采集一个区域内的全局点云地图；或者，设置在屋顶上的ap 202也可以有多个。52.基于图2所示的场景，图3为本技术实施例提供的一种三维地图的构建方法的交互示意图。该交互流程包括以下步骤：53.s301、三维地图的构建装置获取当前的全局点云地图。54.示例性的，全局点云地图可以通过全局采集装置201获取。实施时，全局点云地图表示包含需要构建三维地图的目标场景内较大的视角范围，例如若需要构建房间内的三维地图，以便于扫地机器人进行智能移动行为，则全局点云地图可以为从一个房间内的摄像头中获取的。并且，由于目标场景内的物体的位置可能经常变化，当前的全局点云地图可以是实时获取的，或者周期性获取的，以便于可以及时获知目标场景内的变化，从而可以构建更能反映此时准确的三维地图。55.需要说明的是，三维地图的构建装置的组成可以根据实际场景的情况确定，实施时可以由图2中的上位机205a、上位机205b或云服务器206中的一种或组合构成，本技术对此不进行限定。56.在一种可能的实施方式中，全局点云地图可以应用于对可移动设备的移动路径规划。示例性的，通过对全局点云地图的特征提取，确定目标场景中的可行走路面的区域，进而可以在可行走路面的区域内为可移动设备规划移动路径。并且，三维地图的构建装置还可以确定局部采集装置的实时位姿，由此可以确定局部采集装置的朝向，也即可移动设备的移动方向。然后，三维地图的构建装置可以在确定的可行走路面的区域中根据可移动设备的移动方向生成移动指令。三维地图的构建装置可以将移动指令发送给可移动设备的控制器，所述可移动设备例如可以是图2中的小车，控制器例如可以是图2中小车上的上位机205b，由此可以通过上位机205b控制可移动设备根据移动指令进行移动。通过该设计，基于获取的全局点云地图，可以为可移动设备规划移动路径，可以避免可移动设备的盲目移动，因此可以提升三维地图构建的效率和准确性。57.s302、所述三维地图的构建装置获取在可移动设备移动过程中，设置于所述可移动设备上的局部采集装置采集的多张图像数据。58.示例性的，由于局部采集装置可以设置在可移动设备上，因此局部采集装置可以随着可移动设备的移动而移动，这样局部采集装置可以在可移动设备的移动过程中采集多张不同的图像数据。具体实施为，局部采集装置可以周期性采集图像数据，例如每10s采集一张图像数据；或者，局部采集装置还可以在可移动设备每次移动指定距离之后采集一张图像数据，本技术对此不进行限定。59.s303、所述三维地图的构建装置确定在所述局部采集装置采集每张所述图像数据所对应的采集时刻，所述局部采集装置的实时位姿信息。60.现有技术中，在slam系统中，通过里程计102对局部采集装置采集的相邻图像数据进行特征匹配，来估算局部采集装置的位姿变化，然而，可能会存在较大的时间累积误差的缺点。61.为了构建更准确的三维地图，基于ap可以实时获取sta的定位信息，本技术实施时，通过设置ap与全局采集装置的相对位姿固定，并且设置sta与局部采集装置的相对位姿固定，因此可以通过ap对sta的实时定位结果可以确定sta的实时位姿信息。然后，由于sta和局部采集装置之间的相对位姿固定，因此可以基于sta的实时位姿信息进一步确定局部采集装置的实时位姿信息。需要说明的是，一般场景下，设置全局采集装置和ap在不同时刻的位姿固定，而局部采集装置和sta由于设置于可移动设备上，因此局部采集装置和ap的位姿信息是变化的。62.s304、所述三维地图的构建装置基于所述当前的全局点云地图、所述多张图像数据和确定的多个所述实时位姿信息进行三维地图的构建。63.示例性的，根据实际场景的需要，可以将三维地图构建于指定坐标系下。其中，所述指定坐标系可以为以下坐标系中任一坐标系：由初始时刻所述全局采集装置的位姿确定的第一坐标系(也可称为全局采集装置坐标系)、由所述初始时刻所述局部采集装置的位姿确定的第二坐标系(也可称为初始局部采集装置坐标系)、世界坐标系、以任一固定空间点的位姿确定的第三坐标系(例如以前述内容中介绍到的ap的位姿确定的ap坐标系等)。其中，位姿包括位置和姿态，即三维坐标和朝向。其中，初始时刻可以表示为可移动设备在目标场景中处于静止状态的任一时刻，或者也可以是三维地图的构建装置从可移动设备在移动过程中选取的任一时刻，本技术对初始时刻的选取不进行限定，主要是为了选择一个相同时刻的全局采集装置和局部采集装置的相对位姿装置作为基础的转换关系。64.在构建三维地图的实施过程中，三维地图的构建装置获取到的当前的全局点云地图、所述多张图像数据和确定的多个所述实时位姿信息可能处于不同的坐标系下，为了实现融合式地进行三维地图的构建，将这些信息转换到相同的坐标系下，步骤如下：65.步骤a1：三维地图的构建装置确定所述当前的全局点云地图、所述多张图像数据和所述局部采集装置的实时位姿信息分别所在的原始坐标系。66.示例性，全局采集装置201采集的全局点云地图处于全局采集装置坐标系下。局部采集装置204采集的图像数据处于由所述局部采集装置的实时位姿确定的实时局部采集装置坐标系下。所述局部采集装置的实时位姿信息可以通过sta的实时位姿信息确定，因此局部采集装置的实时位姿信息处于由所述sta的实时位姿确定的实时sta坐标系下。67.步骤a2：对于不同于所述指定坐标系的原始坐标系，将该原始坐标系下的地图数据基于转换关系进行坐标转换，得到所述指定坐标系下的地图数据。68.其中，所述转换关系根据该原始坐标系和所述指定坐标系的坐标原点之间的位姿关系确定，该原始坐标系下的地图数据包括所述当前的全局点云地图、所述多张图像数据和所述局部采集装置的实时位姿信息中的一种或多种。例如，若指定坐标系为初始局部采集装置坐标系，全局点云地图的原始坐标系为全局采集装置坐标系，获取全局采集装置坐标系到初始局部采集装置坐标系的第一转换关系，基于该第一转换关系对全局采集装置坐标系的全局点云地图进行坐标转换之后，得到初始局部采集装置坐标系下的全局点云地图。69.示例性的，若指定坐标系为初始局部采集装置坐标系，则将全局采集装置坐标系的全局点云地图转换到初始局部采集装置坐标系下的第一转换关系可以通过以下介绍的内容得到。70.假设空间中存在任一点在全局采集装置坐标系下的齐次坐标可以表示为[xl，yl，zl，1]t，该点在初始局部采集装置坐标系下的齐次坐标表示为[xc，yc，zc，1]t，则该点在全局采集装置坐标系和初始局部采集装置坐标系之间的坐标转换关系可以通过以下公式1表示：[0071][0072]其中，所述表示全局采集装置坐标系到初始局部采集装置坐标系的转换矩阵，所述矩阵r3*3为旋转矩阵，用来表示全局采集装置坐标系和初始局部采集装置坐标系之间的朝向角度的转换。所述矩阵t3*1为平移向量，用来表示全局采集装置坐标系和初始局部采集装置坐标系之间的三维坐标的转换。[0073]需要说明的是，若将在初始局部采集装置坐标系下的空间点转换到全局采集装置坐标系下可以通过以下公式2表示：[0074][0075]其中，矩阵r3*3′为公式1中矩阵r3*3的逆矩阵，矩阵t3*1′为矩阵r3*3的逆矩阵与公式1中平移向量t3*1的乘积的相反数，具体表达方式可以参照以下公式3。可以理解，以上公式2为公式1的逆过程。[0076]根据以上公式1和公式2可以得到将任一空间点从全局采集装置坐标系转换到初始局部采集装置坐标系下的第一转换关系，以及任一空间点从初始局部采集装置坐标系转换到全局采集装置坐标系下的第二转换关系。从而可以实现不同坐标系之间方便的坐标转换。[0077]一种可能的实施方式中，全局采集装置坐标系到初始局部采集装置坐标系的坐标转换关系可以基于初始时刻ap对sta的初始定位结果确定，具体实施为可以由三个转换矩阵确定，如下：[0078]第一转换矩阵为根据全局采集装置与ap之间的相对位姿确定的。其中，基于全局采集装置和ap之间的相对位姿固定，由此可以得到第一转换矩阵为固定矩阵。需要说明的是，无论全局采集装置和ap是通过哪种方式实现，例如前述内容中介绍到的独立方式、包含在集成设备中或全局采集装置包含在ap中；由于全局采集装置和ap中包含的发光装置(即用于进行光通信的模块)的坐标原点不同，为了得到更加准确的转换关系，因此基于全局采集装置的坐标原点和ap的发光装置的坐标原点坐标来体现全局采集装置与ap之间的相对位姿。[0079]示例性的，第一转换矩阵可以通过矩阵来表示。[0080]第二转换矩阵为根据ap与sta之间的相对位姿确定的，可以通过矩阵来表示。[0081]由于sta设置于可移动设备上，因此在可移动设备移动过程中，ap与sta之间的相对位姿是实时变化的，所以第二转换矩阵不属于固定矩阵。具体实施时，三维地图的构建装置可以基于ap对sta的定位结果确定ap与sta之间的相对位姿，进而确定第二转换矩阵。[0082]示例性的，ap对sta的定位结果可以通过矩阵定位，基于ap对sta的定位结果确定第二转换矩阵可以通过以下公式3表示：[0083][0084]第三转换矩阵为根据sta与局部采集装置之间的相对位姿确定的。其中，sta与局部采集装置之间的相对位姿固定，由此可以得到第三转换矩阵同样为固定矩阵。[0085]示例性的，与第一转换矩阵相同的获取原理，第三转换矩阵可以通过矩阵来表示。[0086]因此，结合以上第一转换矩阵、第二转换矩阵和第三转换矩阵的乘积，可以得到全局采集装置与局部采集装置的转换关系。其中，转换关系例如可以通过以下公式4确定：[0087]另一种可能的实施方式中，本技术实施时，三维地图的构建装置确定转换关系的方式还可以是基于标定物辅助的方式实现的。示例性的，在目标场景中可以放置棋盘格、靶标等标定物，在可移动设备移动过程中的任一时刻，全局采集装置和局部采集装置的采集区域内包含共同视野，也可以理解为两者均可以采集到标定物信息。这种场景下，基于计算机视觉技术领域中的特征提取与匹配的算法，确定任一时刻t标定物在局部采集装置坐标系下的坐标集合{[xci，yci，zci|i∈标定物]}t，以及标定物在全局采集装置坐标系下的坐标集合{[xli，yli，zli|i∈标定物]}t，然后利用迭代最近点(iterative closest point，icp)、点对应(perspective-n-point，pnp)等配准算法，计算将全局点云地图从全局采集装置坐标系转换到局部采集装置坐标系的转换关系，然后基于转换关系对全局点云地图进行坐标转换，得到局部采集装置坐标系下的全局点云地图。[0088]以下介绍如何基于ap对sta的实时定位结果，确定指定坐标系下的局部采集装置的实时位姿信息。[0089]示例性的，在初始时刻以sta的初始位姿建立第四坐标系(也可称为初始sta坐标系)，则此时sta处于初始sta坐标系的坐标原点，则sta的初始位姿信息可以表示为其中，矩阵i3*3表示为坐标系与sta朝向一致的矩阵。根据前述介绍到的内容可以得到sta到局部采集装置的第三转换矩阵为则局部采集装置在初始sta坐标系下的初始位姿可以表示为以及，三维地图的构建装置还可以确定sta在ap坐标系(即以初始时刻ap的位姿为坐标原点建立的坐标系)下的位姿为ap对sta的初始定位结果，假设以来表示。[0090]在移动过程中，以任一时刻t1作为示例。三维地图的构建装置确定局部采集装置在初始局部采集装置坐标系下的实时位姿信息可以通过以下步骤确定：[0091]步骤b1，三维地图的构建装置确定t1时刻ap对sta的实时定位结果，假设以来表示。[0092]步骤b2，三维地图的构建装置将ap坐标系下的sta进行坐标转换，得到sta在初始sta坐标系下的实时位姿信息，假设以来表示。[0093]步骤b3，三维地图的构建装置根据所述sta在所述初始sta坐标系下的实时位姿信息、所述第三转换矩阵确定所述局部采集装置在所述初始sta坐标系下的实时位姿信息。[0094]示例性的，因为第三转换矩阵为固定矩阵，则t1时刻局部采集装置相比于sta的相对位姿可以通过初始时刻局部采集装置在初始sta坐标系下的初始位姿确定。则t1时刻，局部采集装置在初始sta坐标系下的实时位姿更新为[0095]步骤b4，将所述局部采集装置在所述初始sta坐标系下的实时位姿信息进行坐标转换，得到所述局部采集装置在初始局部采集装置坐标系下的实时位姿信息。其中，所述局部采集装置在初始局部采集装置坐标系下的实时位姿信息可以由第三转换矩阵与局部采集装置在初始sta坐标系下的实时位姿信息的乘积确定，可以表示为如下示例：[0096][0097]另一种可能的示例中，若采用标定物辅助的方式获取转换关系，则可以基于ap对sta的定位结果、获取的转换关系、全局采集装置与ap之间的第一转换矩阵以及sta与局部采集装置之间的第二转换矩阵，确定局部采集装置的实时位姿信息。[0098]通过以上示例，局部采集装置在每个采集时刻的实时位姿信息是基于ap对sta的实时定位结果进行坐标转换之后得到，因此无需依托相邻时间内采集的其他图像数据，这样，可以避免现有技术中可能存在的时间累积误差的缺点。[0099]步骤a3：三维地图的构建装置基于所述指定坐标系下的所述当前的全局点云地图、所述多张图像数据和所述局部采集装置的实时位姿信息进行三维地图的构建，得到所述指定坐标系下的三维地图。[0100]此外，基于ap对sta的定位结果，本技术实施时，三维地图的构建装置在实现回环检测时，可以通过ap对sta的定位结果直接确定可移动设备在移动过程中是否存在回环异常，并且，具体实施时三维地图的构建装置还可以同时结合对图像数据的特征匹配进行回环异常的检测。通过该设计，相比于现有技术中进行回环检测的实施方式只能通过从传感器数据中提取一系列特征，然后结合词袋(bag of words)的方法，比较不同的图像数据之间的相似度，进而确定可移动设备当前移动到的位置是否为曾经到达过的位姿，本技术实施时，三维地图的构建装置通过ap对sta的定位结果进行回环检测，可以提升三维地图的构建效率。[0101]需要说明的是，三维地图的构建装置在通过本技术实施例提供的方法进行三维地图的构建之前，由于本技术实施例需要借助sta和ap进行处理，需要判断可移动设备上包含的sta是否在线，若sta不在线，则可以直接采用局部采集装置采集的图像数据进行传统的slam，例如，若局部采集装置为rgbd相机，则可以基于rgbd相机采集的图像数据进行视觉slam。[0102]示例性的，在三维地图的构建装置可以获取到全局点云地图的基础上，在基于非线性优化104对得到的局部采集装置的实时位姿信息和回环异常进行优化之后，可以基于建图105进行三维地图的构建。其中，本技术实施例进行非线性优化104功能的处理可以参照slam系统中的优化方式，本技术对此不再赘述。[0103]为了更清楚的理解本技术实施例提供的方法，图4为本技术实施例提供的一种三维地图的构建方法的流程示意图。与现有技术中的slam系统相比，实现本技术提供的方法还包括全局点云地图获取401、坐标转换402、移动路径规划403、移动指令生成404及定位信息获取405几个功能。其中，本技术中新增的各功能的主要实现如下：[0104]其中，所述全局点云地图获取401表示全局采集装置获取当前的全局点云地图。[0105]所述坐标转换402表示将所述当前的全局点云地图、所述多张图像数据和所述局部采集装置的实时位姿信息中不属于指定坐标系的地图数据进行坐标转换，得到指定坐标系下的地图数据。本技术实施例中，以将全局点云地图从全局采集装置坐标系转换到初始局部采集装置坐标系下作为示例进行说明。若实施时采用将局部的图像数据由局部采集坐标系转换到全局采集装置坐标系下的实施方式，则坐标转换402可以基于传感器数据采集101得到的局部的图像数据进行坐标转换处理。[0106]所述移动路径规划403表示可以基于全局点云地图为可移动设备规划移动路径，从而避免可移动设备的盲目移动。所述移动指令生成404用于表示基于移动路径和局部采集装置的位姿，为可移动设备生成的移动指令，由此控制可移动设备的移动。[0107]所述定位信息获取405表示ap对sta的定位结果的获取，可以用于进行回环检测103，提升三维地图的构建效率。并且，获取到的定位信息还可以和采集的传感器数据、全局点云地图一起作为里程计102的输入信息，提升对于局部采集装置的实时位姿信息的估算的准确性。[0108]其中，根据具体的实际场景需要，或者根据计算能力的限制，例如，上位机205无法支持结合全局点云地图实现里程计102、非线性优化104等方面的计算量的处理要求，则将获取的全局点云地图也可以直接用于建图105，这样结合全局点云地图和局部的三维地图进行融合，也可以进行相互补盲，得到更完整的全局三维地图，本技术对获取的全局点云地图和传统的slam的具体融合方式不做限定。[0109]通过以上方法实施例介绍的内容，本技术通过结合俯视角度下采集的全局点云地图来共同进行三维地图的构建，并且通过结合ap和sta之间的光通信，可以得到较为准确的转换关系，为构建三维地图提供了保障，以及可以降低由于局部采集装置存在采集盲区而导致构建的三维地图不完整的概率。并且，通过全局点云地图还可以规划可移动设备的移动路径，进而可以避免可以移动设备在目标场景中的盲目移动，由此可以提升三维地图的构建效率。[0110]基于与上述三维地图的构建方法的同一技术构思，本技术实施例还提供一种三维地图的构建装置500，如图5所示，该装置可以上位机205上，还可以设置在云服务器206上，所述三维地图的构建装置500包括：收发单元501以及处理单元502，装置500可用于实现上述方法实施例中描述的方法。其中，可选的收发单元501以及处理单元502可以通过通信线路503相互连接；通信线路503可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称pci)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称eisa)总线等。所述通信线路503可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。[0111]所述收发单元501，用于获取当前的全局点云地图；以及，所述收发单元501，还用于获取在可移动设备移动过程中，设置于所述可移动设备上的局部采集装置采集的多张图像数据；并，所述处理单元502，用于确定在所述局部采集装置采集每张所述图像数据所对应的采集时刻，所述局部采集装置的实时位姿信息；所述处理单元502，还用于基于所述当前的全局点云地图、所述多张图像数据和所述局部采集装置的实时位姿信息进行三维地图的构建。[0112]其中，所述三维地图构建于指定坐标系下，所述指定坐标系为以下坐标系中任一坐标系：由初始时刻所述全局采集装置的位姿确定的第一坐标系、由所述初始时刻所述局部采集装置的位姿确定的第二坐标系、世界坐标系、以任一固定空间点的位姿确定的第三坐标系；所述处理单元502，用于基于所述当前的全局点云地图、所述多张图像数据和所述局部采集装置的实时位姿信息进行三维地图的构建时，具体用于：确定所述当前的全局点云地图、所述多张图像数据和所述局部采集装置的实时位姿信息分别所在的原始坐标系；对于不同于所述指定坐标系的原始坐标系，将该原始坐标系下的地图数据基于转换关系进行坐标转换，得到所述指定坐标系下的地图数据，所述转换关系根据该原始坐标系和所述指定坐标系的坐标原点之间的位姿关系确定，该原始坐标系下的地图数据包括所述当前的全局点云地图、所述多张图像数据和所述局部采集装置的实时位姿信息中的一种或多种；基于所述指定坐标系下的所述当前的全局点云地图、所述多张图像数据和所述局部采集装置的实时位姿信息进行三维地图的构建，得到所述指定坐标系下的三维地图。[0113]示例性的，所述全局采集装置与接入点ap相对位姿固定，所述局部采集装置与工作站sta相对位姿固定，所述ap和所述sta进行通信；若所述不同于所述指定坐标系的原始坐标系为所述第一坐标系，所述指定坐标系为所述第二坐标系，所述转换关系为第一转换关系，所述处理单元502，用于根据以下方式确定所述第一转换关系：根据所述全局采集装置与所述ap的相对位姿确定第一转换矩阵、根据所述ap对所述sta的定位结果确定第二转换矩阵、根据所述sta与所述局部采集装置的相对位姿确定第三转换矩阵；基于所述第一转换矩阵、所述第二转换矩阵和所述第三转换矩阵的乘积，得到所述第一转换关系。[0114]在一种可能的实施方式中，所述处理单元502，用于确定在所述局部采集装置采集每张所述图像数据所对应的采集时刻，所述局部采集装置的实时位姿信息时，具体用于：获取在采集每张所述图像数据所对应的每个采集时刻，所述ap对所述sta的实时定位结果；基于所述初始时刻所述ap对所述sta的初始定位结果、所述初始时刻所述sta在第四坐标系下的初始位姿信息以及所述实时定位结果，得到每个采集时刻所述sta在所述第四坐标系下的实时位姿信息，其中，所述第四坐标系的坐标原点由所述初始时刻所述sta的位姿确定；根据所述sta在所述第四坐标系下的实时位姿信息、所述第三转换矩阵确定所述局部采集装置在所述第四坐标系下的实时位姿信息；将所述局部采集装置在所述第四坐标系下的实时位姿信息进行坐标转换，得到所述局部采集装置在所述指定坐标系下的实时位姿信息。[0115]此外，所述处理单元502，还用于基于所述ap对所述sta的实时定位结果，检测所述可移动设备在移动过程中存在的回环异常。[0116]在一种可能的设计中，所述处理单元502，还用于在获取在所述可移动设备移动过程中所述局部采集装置采集的多张图像数据之前，基于所述当前的全局点云地图为所述可移动设备规划移动路径；根据所述局部采集装置的实时位姿信息和所述移动路径生成移动指令；所述收发单元501，还用于向所述可移动设备的控制器发送所述移动指令，以使所述控制器控制所述可移动设备根据所述移动指令进行移动。[0117]需要说明的是，本技术实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。[0118]集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本技术各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。[0119]基于与上述三维地图的构建方法相同的构思，如图6所示，本技术实施例还提供了一种三维地图的构建装置600的结构示意图。装置600可用于实现上述方法实施例中描述的方法，可以参见上述方法实施例中的说明。装置600可以包括一个或多个处理器601。处理器601可以是通用处理器或者专用处理器等。例如可以是基带处理器、或中央处理器。基带处理器可以用于对通信协议以及通信数据进行处理，中央处理器可以用于对三维地图的构建装置(如，基站、终端、或芯片等)进行控制，执行软件程序，处理软件程序的数据。三维地图的构建装置可以包括收发单元，用以实现信号的输入(接收)和输出(发送)。例如，收发单元可以为收发器，射频芯片等。[0120]装置600包括一个或多个处理器601，一个或多个处理器601可实现上述所示的实施例中所示的方法。[0121]可选的，处理器601除了实现上述所示的实施例的方法，还可以实现其他功能。[0122]可选的，一种设计中，处理器601可以执行指令，使得装置600执行上述方法实施例中描述的方法。指令可以全部或部分存储在处理器内，如指令603，也可以全部或部分存储在与处理器耦合的存储器602中，如指令604，也可以通过指令603和604共同使得装置600执行上述方法实施例中描述的方法。[0123]在又一种可能的设计中装置600中可以包括一个或多个存储器602，其上存有指令604，指令可在处理器上被运行，使得装置600执行上述方法实施例中描述的方法。可选的，存储器中还可以存储有数据。可选的处理器中也可以存储指令和/或数据。例如，一个或多个存储器602可以存储上述实施例中所描述的对应关系，或者上述实施例中所涉及的相关的参数或表格等。处理器和存储器可以单独设置，也可以集成在一起。[0124]在又一种可能的设计中，装置600还可以包括收发器605以及天线606。处理器601可以称为处理单元，对装置(终端或者基站)进行控制。收发器605可以称为收发机、收发电路、或者收发单元等，用于通过天线606实现装置的收发功能。[0125]应注意，本技术实施例中的处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法实施例的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路702或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本技术实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本技术实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。[0126]可以理解，本技术实施例中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(rom)、可编程只读存储器(programmable rom，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable prom，eprom)、电可擦除可编程只读存储器(electrically eprom，eeprom)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(ram)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的ram可用，例如静态随机存取存储器(static ram，sram)、动态随机存取存储器(dynamic ram，dram)、同步动态随机存取存储器(synchronous dram，sdram)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rate sdram，ddr sdram)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced sdram，esdram)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink dram，sldram)和直接内存总线随机存取存储器(direct rambus ram，dr ram)。应注意，本文描述的系统和方法的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。[0127]本技术实施例还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被计算机执行时实现上述所示的任一方法实施例的三维地图的构建方法。[0128]本技术实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品被计算机执行时实现上述所示的任一方法实施例的三维地图的构建方法。[0129]在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机指令时，全部或部分地产生按照本技术实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，高密度数字视频光盘(digital video disc，dvd))、或者半导体介质(例如，固态硬盘(solid state disk，ssd))等。[0130]本技术实施例还提供了一种处理装置，包括处理器和接口；处理器，用于执行上述所示的任一方法实施例的三维地图的构建方法。[0131]应理解，上述处理装置可以是一个芯片，处理器可以通过硬件来实现也可以通过软件来实现，当通过硬件实现时，该处理器可以是逻辑电路702、集成电路等；当通过软件来实现时，该处理器可以是一个通用处理器，通过读取存储器中存储的软件代码来实现，该存储器可以集成在处理器中，可以位于处理器之外，独立存在。[0132]如图7所示，本技术实施例还提供了一种芯片700，包括输入输出接口701和逻辑电路702，输入输出接口701用于接收/输出代码指令或信息，逻辑电路702用于执行代码指令或根据信息，以执行上述所示的任一方法实施例的三维地图的构建方法。[0133]芯片700可以实现上述实施例中处理单元和/或收发单元所示的功能。[0134]例如，输入输出接口701用于获当前的全局点云地图。[0135]又如，输入输出接口701用于获取在可移动设备移动过程中，设置于所述可移动设备上的局部采集装置采集的多张图像数据。[0136]本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。[0137]所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。[0138]在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。[0139]作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本技术实施例方案的目的。[0140]另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。[0141]通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本技术可以用硬件实现，或固件实现，或它们的组合方式来实现。当使用软件实现时，可以将上述功能存储在计算机存储介质中或作为计算机存储介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机存储介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。以此为例但不限于：计算机存储介质可以包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。此外。任何连接可以适当的成为计算机存储介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字用户线(dsl)或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术从网站、服务器或者其他远程源传输的，那么同轴电缆、光纤光缆、双绞线、dsl或者诸如红外线、无线和微波之类的无线技术包括在所属介质的定影中。如本技术所使用的，盘(disk)和碟(disc)包括压缩光碟(cd)、激光碟、光碟、数字通用光碟(dvd)、软盘和蓝光光碟，其中盘通常磁性的复制数据，而碟则用激光来光学的复制数据。上面的组合也应当包括在计算机存储介质的保护范围之内。









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