1.一种激光SLAM拓扑地图约束增强和图优化方法,其特征在于:包括以下步骤:S1.在已有SLAM拓扑地图的基础上,在拓扑地图节点之间进一步建立附加位姿约束;其中,建立位姿约束的方式包括以下两种:方式a:在存在共线关系的墙体或者立柱的结构化环境中,利用环境轮廓的共线特性,在相关的拓扑地图节点之间建立位姿约束;
方式b:在环境中人工布置标记物,并事先测量好标记物的位置,在相关的拓扑地图节点之间建立位姿约束;
S2.将步骤S1中新生成的位姿约束补充到已有SLAM拓扑地图优化的目标函数中,然后重新求解优化问题得到建图结果。
2.如权利要求1所述的一种激光SLAM拓扑地图约束增强和图优化方法,其特征在于:步骤S1中,所述已有SLAM拓扑地图为采用标准的激光SLAM方法建立,并完成图优化的拓扑地图。
3.如权利要求1或2所述的一种激光SLAM拓扑地图约束增强和图优化方法,其特征在于:方式a具体包括以下步骤:a1.采用算法自动识别,或者人工操作的方法,确定已有SLAM拓扑地图中存在的具备共线关系的墙体或者立柱轮廓的子地图;
a2.根据子地图中墙体或立柱轮廓的共线关系,在相关的拓扑地图节点之间建立位姿约束。
4.如权利要求3所述的一种激光SLAM拓扑地图约束增强和图优化方法,其特征在于:步骤a1中,确定具备共线关系的墙体或者立柱轮廓的子地图的具体方法为:a11.采用算法自动识别的方法:在每一幅子地图中,采用直线特征提取算法,识别出直线轮廓以及矩形截面的立柱轮廓;对于直线轮廓,每一段直线轮廓都采用直线朝向作为其描述参数;对于立柱轮廓,如果能够提取出多个立柱的轮廓,就以立柱轮廓的中共线的边拟合出的直线作为描述参数;如果两幅子地图中都识别出了直线轮廓并且其对应的直线朝向在全局坐标系中的差别小于一个预先指定的阈值,就以直线朝向相同作为这两幅子地图之间的一个位姿约束;如果两幅子地图中都识别出了立柱轮廓拟合的直线,并且直线在全局坐标系中的角度偏差小于一个预先指定的阈值,就以直线共线作为这两幅子地图之间的一个位姿约束;
a12.采用人工操作的方法:首先在图形界面上展示算法自动识别出的各个子地图中的直线轮廓特征和立柱轮廓特征,然后通过鼠标操作人工标记这些特性之间满足朝向相同或直线共线特性,建立子地图之间的位姿约束。
5.如权利要求1或2所述的一种激光SLAM拓扑地图约束增强和图优化方法,其特征在于:方式b具体包括以下步骤:b11.在环境中布置一定数量的反光模块,使得SLAM所建立的子地图中有多个子地图的范围中可以检测到反光模块;
b12.采用全站仪测量出反光模块的相对位置;
b13.利用全站仪提供的反光模块相对位置信息,推算出SLAM子地图之间的位姿约束关系。
6.如权利要求1或2所述的一种激光SLAM拓扑地图约束增强和图优化方法,其特征在于:方式b具体包括以下步骤:b21.在环境中的地面上铺设二维码,并采用测量装置测量出二维码的相对位姿;
b22.在进行激光SLAM时,将激光雷达与二维码检测相机固连,可以在二维码附近区域进行雷达测时,确定激光雷达相对于二维码的相对位姿;
b23.利用已知的二维码坐标,转化得出激光点云子地图之间的相对位姿,形成SLAM子地图之间的位姿约束关系。