用于点云分割的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了用于点云分割的方法和装置。该方法可包括并且该装置可用于：从传感器接收第一帧点云，第一帧点云中的每个点具有相关联的权重；将第一帧点云映射到包括多个单元的网格中；对第一帧点云中映射到网格的每个单元中的各个点进行加权平均，以获得该单元的第一经加权点；以及使用网格的每个单元中的第一经加权点来进行点云分割。通过采用本发明专利技术公开的方法和装置，能够显著提高点云数据的处理效率并且节省处理资源。

【技术实现步骤摘要】
用于点云分割的方法和装置
本专利技术涉及点云数据的处理，更具体地，涉及用于点云分割的方法和装置。
技术介绍
长期以来，自动驾驶一直是旨在提高汽车运输安全性和效率的研究工作的主题。近年来，越来越复杂的传感器使自动驾驶系统更接近现实。例如，3D扫描仪(例如激光雷达，立体相机，飞行时间相机等)现在广泛用于自动驾驶系统。这种3D扫描仪测量物体表面上的大量点，并且经常输出点云作为数据文件。点云表示3D扫描仪测量的点集。如本领域中已知的，点云可以用于许多目的，包括创建3D地图，对象识别和对象跟踪等。为了识别和跟踪感兴趣的对象，需要对所获得的点云进行分割。一般而言，点云数据的分割是将杂乱无章的点云数据分割成若干个互不相交的子集的过程。经过分割后，具有相似属性的点归为一类，从而可以得到一系列感兴趣的对象，例如车辆、街道、树木等。通常，诸如激光雷达之类的3D扫描仪以每秒数十至数百帧的速率对周围物体进行扫描。当自动驾驶车辆在道路上行驶时，由安装在车辆上的激光雷达获得连续的点云帧以实时地获悉车辆的周围环境。传统上，直接针对每一帧点云进行分割。然而，由于每一帧点云可能包含成千上万个点，这种办法需要消耗大量的处理资源。因此，存在对于改进的用于点云分割的方法和装置的需要。
技术实现思路
提供本
技术实现思路
以便以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步的描述一些概念。本
技术实现思路
并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种用于点云分割的方法，该方法可包括：从传感器接收第一帧点云，该第一帧点云中的每个点具有相关联的权重；将该第一帧点云映射到包括多个单元的网格中；对该第一帧点云中映射到该网格的每个单元中的各个点进行加权平均，以获得该单元的第一经加权点；以及使用该网格的每个单元中的第一经加权点来进行点云分割。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种用于点云分割的装置，该装置可包括接收单元，其配置成从传感器接收第一帧点云，该第一帧点云中的每个点具有相关联的权重；映射单元，其配置成将该第一帧点云映射到包括多个单元的网格中；计算单元，其配置成对该第一帧点云中映射到该网格的每个单元中的各个点进行加权平均，以获得该单元的第一经加权点；以及点云分割单元，其配置成使用该网格的每个单元中的第一经加权点来进行点云分割。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种用于点云分割的装置，该装置可包括存储器，该存储器存储计算机程序；以及处理器，该处理器耦合至该存储器，该计算机程序在由该处理器执行时实现以下步骤：从传感器接收第一帧点云，该第一帧点云中的每个点具有相关联的权重；将该第一帧点云映射到包括多个单元的网格中；对该第一帧点云中映射到该网格的每个单元中的各个点进行加权平均，以获得该单元的第一经加权点；以及使用该网格的每个单元中的第一经加权点来进行点云分割。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种车辆，该车辆包括：传感器；以及根据本专利技术的用于点云分割的装置。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种非瞬态计算机可读介质，该非瞬态计算机可读介质存储计算机程序，该计算机程序在由处理器执行时执行根据本专利技术的用于点云分割的方法。通过采用本专利技术公开的方法和装置，能够显著提高点云数据的处理效率并且节省处理资源。通过阅读下面的详细描述并参考相关联的附图，这些及其他特点和优点将变得显而易见。应该理解，前面的概括说明和下面的详细描述只是说明性的，不会对所要求保护的各方面形成限制。附图说明为了能详细地理解本专利技术的上述特征所用的方式，可以参照各实施例来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中示出。然而应该注意，附图仅示出了本专利技术的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为该描述可以允许有其它等同有效的方面。图1示出了示例性道路环境的示意图。图2示出了由激光雷达获得的示例性道路环境的点云的示意图。图3示出了根据本专利技术的一个实施例的示例性三维网格的示意图。图4示出了根据本专利技术的一个实施例的采用网格来处理第一帧点云的示意图。图5示出了根据本专利技术的一个实施例的采用网格来处理第二帧点云的示意图。图6示出了根据本专利技术的一个实施例的用于点云分割的方法的流程图。图7示出了根据本专利技术的一个实施例的用于点云分割的装置的框图。图8示出了根据本专利技术的一个实施例的示例性计算设备的框图。具体实施方式下面结合附图详细描述本专利技术，本专利技术的特点将在以下的具体描述中得到进一步的显现。本专利技术主要基于以下构思：首先用包括多个单元的网格来对空间进行划分(例如，用二维网格来对二维空间进行划分，或者用三维网格来对三维空间进行划分)，然后将获得的点云映射到该网格的各个单元中，随后对映射到该网格的每个单元中的各个点进行加权平均以得到该单元的经加权点(亦可称为该单元的重心)，由此仅用该经加权点来表示映射到该单元中的各个点。图1示出了示例性道路环境100的示意图。该道路环境100包括车道线、车道边缘、护栏、道路指示牌、限速指示牌、路灯、树木等。车辆(例如，自动驾驶车辆)可在这样的道路环境中行驶。图2示出了由激光雷达获得的示例性道路环境的点云200的示意图。激光雷达是一种用激光器作为发射光源，采用光电探测技术手段的主动遥感设备。激光雷达以激光作为信号源，由激光器发射出的脉冲激光打到地面的树木、道路、桥梁和建筑物等上，引起散射，一部分光波会反射到激光雷达的接收器上。根据激光测距原理计算，就得到从激光雷达到目标点的距离，脉冲激光不断地扫描目标物体，就可以得到目标物体上全部目标点的数据。此类数据在本领域中被称为点云。点云中的每一个点可包括三维坐标(x，y，z)、颜色信息、和/或反射强度信息(例如，反射率)等。由激光雷达获得的点云200可被存储以供进一步处理。图3示出了根据本专利技术的一个实施例的示例性三维网格300的示意图。网格300的大小可以对应于一帧点云数据所覆盖的空间大小(例如，200米)或者更大。网格300可具有多个单元。在图3中所示的实施例中，网格300可具有多个相同大小的单元(例如，单元301、单元302)，每个单元可具有正方体的形状。每个正方体的边长可以根据实际需要来选择(例如，2-10cm)。在另一未示出的实施例中，网格300可具有多个大小不同的单元，每个单元也可具有不同的几何形状(例如，长方体、正方体等)。应当注意，图3中所示的示例性网格300仅是为了便于解说的目的而示出的，本专利技术不限于图3中所示的示例性网格300，而是可包括任何适用于对空间进行划分的网格，并且网格可具有任何数目、任何大小、和/或任何形状的单元。图4示出了根据本专利技术的一个实施例的采用网格来处理第一帧点云的示意图。为了便于解说，在图4中，用二维网格400来解说本专利技术的原理，其可以容易地推广到三维网格。网格400可包括多个单元(例如，单元401)，每个单元可具有正方形的形状。在时间t1，可从激光雷达接收第一帧点云，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于点云分割的方法，所述方法包括：/n从传感器接收第一帧点云，所述第一帧点云中的每个点具有相关联的权重；/n将所述第一帧点云映射到包括多个单元的网格中；/n对所述第一帧点云中映射到所述网格的每个单元中的各个点进行加权平均，以获得该单元的第一经加权点；以及/n使用所述网格的每个单元中的第一经加权点来进行点云分割。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于点云分割的方法，所述方法包括：
从传感器接收第一帧点云，所述第一帧点云中的每个点具有相关联的权重；
将所述第一帧点云映射到包括多个单元的网格中；
对所述第一帧点云中映射到所述网格的每个单元中的各个点进行加权平均，以获得该单元的第一经加权点；以及
使用所述网格的每个单元中的第一经加权点来进行点云分割。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器包括以下至少一者：激光雷达、立体相机、或者飞行时间相机。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网格中的每个单元具有正方体的形状且大小相同，所述正方体的边长为2-10cm。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网格中的每个单元具有不同的大小。


5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述权重基于每个点的反射率和/或颜色。


6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述点云分割是基于区域增长算法来执行的，并且其中所述区域增长算法的增长准则是基于每个第一经加权点的属性来定义的。


7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述属性包括以下至少一者：两个相邻的第一经加权点的距离、两个相邻的第一经加权点的法线方向的相似性、或者第一经加权点的反射率的相似性。


8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
从所述传感器接收第二帧点云，所述第二帧点云中的每个点具有相关联的权重；
将所述第二帧点云映射到包括所述第一经加权点的所述网格中；
对所述第二帧点云中映射到所述网格的每个单元中的各个点和位于该单元中的第一经加权点进行加权平均，以获得该单元的第二经加权点；以及
使用所述网格的每个单元中的第二经加权点来进行点云分割。


9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，将所述第二帧点云映射到包括所述第一经加权点的所述网格中包括：转换所述第二帧点云的坐标以与所述网格所使用的坐标系相关联。


10.一种用于点云分割的装置，所述装置包括：
接收单元，其配置成从传感器接收第一帧点云，所述第一帧点云中的每个点具有相关联的权重；
映射单元，其配置成将所述第一帧点云映...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·多梅林，李千山，田文鑫，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE