应用于激光点云数据的运动补偿方法和装置制造方法及图纸

本申请公开了应用于激光点云数据的运动补偿方法和装置。该方法的一具体实施方式包括：获取一帧激光点云的激光点云数据；将从一帧激光点云中选取出的起始激光点的采集时间作为目标时间；对选取出的起始激光点、结束激光点对应的坐标转换关系进行插值，得到其他激光点对应的坐标转换关系，将其他激光点的坐标转换到目标时间。实现了对每一帧激光点云数据的运动补偿时，仅需获取起始激光点和结束激光点两个激光点对应的坐标转换关系，对两个激光点对应的坐标转换关系进行插值，得到其他激光点对应的坐标转换关系，对每一帧激光点云数据进行运动补偿。从而，提升运动补偿的处理速度，满足诸如自动驾驶控制系统中对操作的实时性要求极高的需求。

Motion compensation method and device applied to laser point cloud data

【技术实现步骤摘要】
应用于激光点云数据的运动补偿方法和装置
本申请涉及计算机领域，具体涉及数据处理领域，尤其涉及应用于激光点云数据的运动补偿方法和装置。
技术介绍
激光雷达被广泛应用于诸如自动驾驶控制系统的系统中，激光雷达通过激光扫描，能够快速地建立车辆周围环境的三维模型，为高精地图制作、障碍物识别、车辆精确定位提供基础数据，从而进行车辆行驶环境的感知。在激光雷达配置在的对象例如自动驾驶汽车处于运动状态时，直接利用采集到激光点云的激光点云数据建立的车辆行驶环境的三维模型是变形的，不能真实反映某一目标时间自动驾驶汽车的车辆行驶环境。因此，激光雷达采集的激光点云并不能直接使用，必须通过运动补偿将激光点的坐标转换到目标时间。目前，通常采用的运动补偿方式为：预先建立描述不同采集时间之间的坐标转换关系的转换关系树，选取第一个激光点的采集时间作为目标时间。在对激光点云数据运动补偿时，遍历激光点云中的每一个激光点，根据每个激光点的采集时间，分别从转换关系树中查询出每一个激光点到目标时间的坐标转换关系，分别对将每个激光点的坐标转换到目标时间。然而，由于激光点为海量级别，针对激光点云中的每一个激光点，在进行运动补偿时，均需一次查询过程，导致开销急剧增加，难以满足诸如自动驾驶控制系统中对操作的实时性要求极高的需求，进而影响系统的稳定性和安全性。
技术实现思路
本申请提供了应用于激光点云数据的运动补偿方法和装置，用于解决上述
技术介绍
部分存在的技术问题。第一方面，本申请提供了应用于激光点云数据的运动补偿方法，该方法包括：获取一帧激光点云的激光点云数据，激光点云数据包括：一帧激光点云中的激光点的激光点数据，激光点数据包括:激光点的坐标、激光点的采集时间；从激光点云中选取出起始激光点和结束激光点，以及将起始激光点的采集时间作为目标时间；基于激光点云中其他激光点的采集时间在以起始激光点和结束激光点的采集时间作为端点的时间段内的位置，对起始激光点对应的坐标转换关系和结束激光点对应的坐标转换关系进行插值，得到其他激光点对应的坐标转换关系；基于其他激光点对应的坐标转换关系，将其他激光点的坐标转换到目标时间，以对激光点云数据进行运动补偿。第二方面，本申请提供了应用于激光点云数据的运动补偿装置，该装置包括：采集单元，配置用于获取一帧激光点云的激光点云数据，激光点云数据包括：一帧激光点云中的激光点的激光点数据，激光点数据包括:激光点的坐标、激光点的采集时间；选取单元，配置用于从激光点云中选取出起始激光点和结束激光点，以及将起始激光点的采集时间作为目标时间；插值单元，配置用于基于激光点云中其他激光点的采集时间在以起始激光点和结束激光点的采集时间作为端点的时间段内的位置，对起始激光点对应的坐标转换关系和结束激光点对应的坐标转换关系进行插值，得到其他激光点对应的坐标转换关系；转换单元，配置用于基于其他激光点对应的坐标转换关系，将其他激光点的坐标转换到目标时间，以对激光点云数据进行运动补偿。本申请提供的应用于激光点云数据的运动补偿方法和装置，通过获取一帧激光点云的激光点云数据；从激光点云中选取出起始激光点和结束激光点，以及将起始激光点的采集时间作为目标时间；对起始激光点对应的坐标转换关系和结束激光点对应的坐标转换关系进行插值，得到激光点云中其他激光点对应的坐标转换关系；基于其他激光点对应的坐标转换关系，将其他激光点的坐标转换到目标时间。实现了对每一帧激光点云数据的运动补偿时，仅需获取起始激光点和结束激光点两个激光点对应的坐标转换关系，对两个激光点对应的坐标转换关系进行插值，得到其他激光点对应的坐标转换关系，对每一帧激光点云数据进行运动补偿。从而，提升运动补偿的处理速度，满足诸如自动驾驶控制系统中对操作的实时性要求极高的需求。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1示出了可以应用于本申请的应用于激光点云数据的运动补偿方法或装置的示例性系统架构；图2示出了根据本申请的应用于激光点云数据的运动补偿方法的一个实施例的流程图；图3示出了根据本申请的应用于激光点云数据的运动补偿装置的一个实施例的结构示意图；图4示出了适于用来实现本申请实施例的应用于激光点云数据的运动补偿装置的计算机系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关专利技术相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。图1示出了可以应用本申请的应用于激光点云数据的运动补偿方法或装置的实施例的示例性系统架构100。如图1所示，系统架构100可以包括：数据处理方101、多个数据接收方102。数据处理方101、数据接收方102可以为运行在自动驾驶汽车的自动驾驶汽车控制系统的进程。自动驾驶汽车可以配置有激光雷达、部署于车辆内部或外部的传感器，例如，速度传感器、角度传感器、碰撞传感器以及用于传输传感器的数据的总线，例如CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网络)总线。数据处理方101可以对数据接收方102待利用的激光点云数据进行运动补偿处理。数据接收方102可以利用经运动补偿处理后的激光点云数据建立车辆行驶环境的三维模型。请参考图2，其示出了根据本申请的应用于激光点云数据的运动补偿方法的一个实施例的流程200。需要说明的是，本申请实施例所提供的应用于激光点云数据的运动补偿方法可以由图1中的数据处理方101执行。该方法包括以下步骤：步骤201，获取一帧激光点云的激光点云数据。在本实施例中，可以通过配置于自动驾驶汽车上的激光雷达获取激光点云的激光点云数据。激光雷达通过激光扫描，能够快速地建立车辆周围环境的三维模型，为高精地图制作、障碍物识别、车辆精确定位提供基础数据，从而进行车辆行驶环境的感知。激光雷达旋转一周采集的所有激光点组合在一起，形成一帧激光点云。同时，激光雷达可以输出的一帧激光点云对应的激光点云数据。一帧激光点云中，包含多个激光点。相应地，一帧激光点云的激光点云数据包含一帧激光点云中的每一个激光点的激光点数据。每一个激光点的激光点数据中包含激光点的坐标、激光点的采集时间。利用一帧激光点云数据建立的三维模型可以描述某一时刻自动驾驶汽车在行驶过程中的车辆行驶环境。步骤202，从激光点云中选取出起始激光点和结束激光点，以及将起始激光点的采集时间作为目标时间。在说明为了对激光点云数据进行运动补偿，从激光点云中选取出起始激光点和结束激光点之前，首先以自动驾驶系统为例，说明对激光点云数据进行运动补偿的基本原理：由于自动驾驶汽车处于运动状态时，激光雷达扫描一周的过程中，自动驾驶汽车的位置和状态均发生了改变，直接利用激光雷达采集到的激光点云的激光点云数据构建出的车辆行驶环境的三维模型是变形的，不能真实反映某一固定时刻(固定时刻车辆位置也是固定的)的车辆行驶环境。因此，激光雷达输出的激光点云数据并不能直接使用，必须通过运动补偿算法将每一帧激光点云中每一个激光点的坐标转换到目标时间进行运动补偿，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于激光点云数据的运动补偿方法，其特征在于，所述方法包括：获取一帧激光点云的激光点云数据，所述激光点云数据包括：一帧激光点云中的激光点的激光点数据，所述激光点数据包括:激光点的坐标、激光点的采集时间；从所述激光点云中选取出起始激光点和结束激光点，以及将起始激光点的采集时间作为目标时间；基于所述激光点云中其他激光点的采集时间在以起始激光点和结束激光点的采集时间作为端点的时间段内的位置，对起始激光点对应的坐标转换关系和结束激光点对应的坐标转换关系进行插值，得到其他激光点对应的坐标转换关系；基于其他激光点对应的坐标转换关系，将其他激光点的坐标转换到目标时间，以对激光点云数据进行运动补偿。

【技术特征摘要】
1.一种应用于激光点云数据的运动补偿方法，其特征在于，所述方法包括：获取一帧激光点云的激光点云数据，所述激光点云数据包括：一帧激光点云中的激光点的激光点数据，所述激光点数据包括:激光点的坐标、激光点的采集时间；从所述激光点云中选取出起始激光点和结束激光点，以及将起始激光点的采集时间作为目标时间；基于所述激光点云中其他激光点的采集时间在以起始激光点和结束激光点的采集时间作为端点的时间段内的位置，对起始激光点对应的坐标转换关系和结束激光点对应的坐标转换关系进行插值，得到其他激光点对应的坐标转换关系；基于其他激光点对应的坐标转换关系，将其他激光点的坐标转换到目标时间，以对激光点云数据进行运动补偿。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述激光点云中选取出起始激光点和结束激光点，以及将起始激光点的采集时间作为目标时间包括：选取采集时间最小的点作为起始激光点；选取采集时间最大的点作为结束激光点。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，坐标转换关系包括：平移转换关系、旋转转换关系。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述激光点云中其他激光点的采集时间在以起始激光点和结束激光点的采集时间作为端点的时间段内的位置，对起始激光点对应的坐标转换关系和结束激光点对应的坐标转换关系进行插值，得到其他激光点对应的坐标转换关系包括：以其他激光点的采集时间与目标时间之差除以结束激光点的采集时间与目标时间之差得到的结果作为时间系数；基于所述时间系数，对起始激光点对应的平移转换关系和结束激光点对应的平移转换关系进行插值，得到其他激光点对应的平移转换关系；采用四元数分别表示起始激光点对应的旋转转换关系和结束激光点对应的旋转转换关系；基于所述时间系数，对起始激光点对应的四元数和结束激光点对应的四元数进行插值，得到其他激光点对应的旋转转换关系。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在基于其他激光点对应的坐标转换关系，将其他激光点的坐标转换到目标时间，以对激光点云数据进行运动补偿之后，所述方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯凯文，陈卓，刘博聪，邓呈亮，梁艺冰，王海峰，
申请(专利权)人：北京百度网讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11