点云的排序方法和装置制造方法及图纸

提供了一种点云的排序方法及装置，能够使得排序之后的点云点的扫描顺序更接近于编码前的扫描顺序，有利于提高SLAM算法对点云数据的使用。该点云的排序方法包括：接收针对点云数据包的第一码流；对所述第一码流进行解码，得到所述点云数据包中的点云点的位置坐标；根据所述点云数据包中点云点之间的距离，确定所述点云数据包中点云点的扫描顺序。述点云数据包中点云点的扫描顺序。述点云数据包中点云点的扫描顺序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】点云的排序方法和装置
[0001]版权申明
[0002]本专利文件披露的内容包含受版权保护的材料。该版权为版权所有人所有。版权所有人不反对任何人复制专利与商标局的官方记录和档案中所存在的该专利文件或者该专利披露。


[0003]本申请涉及编解码领域，并且更为具体地，涉及一种点云的排序方法和装置。

技术介绍

[0004]点云(或称三维点云)是三维物体或场景的一种表现形式，是由空间中一组无规则分布的、表达三维物体或三维场景的空间结构和表面属性的离散点所构成。为了减少点云数据存储和传输时所占用的带宽，需要对点云数据进行编码压缩。点云的编码过程包括点云中点云点的位置坐标的编码。
[0005]目前的编码方式在有效编码点云数据位置坐标数据的同时无法保留原始点云数据的采集顺序，这样就无法保证点云数据在编码前与解码重建出来的点云数据的采集顺序是相同的，这对部分即时定位与地图构建(simultaneouslocalization andmapping，SLAM)算法产生了影响。

技术实现思路

[0006]本申请提供一种点云的排序方法与装置，有利于提高SLAM算法对点云数据的使用。
[0007]第一方面，提供一种点云的排序方法，包括：接收针对点云数据包的第一码流；对所述第一码流进行解码，得到所述点云数据包中的点云点的位置坐标；根据所述点云数据包中点云点之间的距离，确定所述点云数据包中点云点的扫描顺序。
[0008]第二方面，提供一种点云的排序方法，包括：在点云数据包中添加第一信息，所述第一信息用于指示所述点云数据包中的起始点云点；对添加所述第一信息后的所述点云数据包进行编码形成第一码流；发送第一码流。
[0009]第三方面，提供一种点云的解码装置，包括：处理器，用于执行以下操作：接收针对点云数据包的第一码流；对所述第一码流进行解码，得到所述点云数据包中的点云点的位置坐标；根据所述点云数据包中点云点之间的距离，确定所述点云数据包中点云点的扫描顺序。
[0010]第四方面，提供一种点云的编码装置，包括：处理器，用于执行以下操作：在点云数据包中添加第一信息，所述第一信息用于指示所述点云数据包中的起始点云点；对添加所述第一信息后的所述点云数据包进行编码形成第一码流；发送所述第一码流。
[0011]第五方面，提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机执行时使得，所述计算机执行第一方面或者第二方面提供的方法。
[0012]第六方面，提供一种包含指令的计算机程序产品，所述指令被计算机执行时使得计算机执行第一方面或者第二方面提供的方法。
[0013]基于本申请提供的技术方案，在解码得到点云点的坐标信息之后，可以基于该坐标信息确定点云点之间的距离。如果点云数据包中的两个点云点之间的扫描顺序越接近，则这两个点云点之间的距离就越小，基于该特性，本申请可以根据点云点之间的距离，对点云点进行排序，使得排序之后的点云点的顺序更接近于编码前的点云点的顺序，这样有利于提高SLAM算法对点云数据的使用。
附图说明
[0014]图1示出了本申请实施例提供的一种点云数据编码流程的示意图。
[0015]图2是一种点云编码的初始化空间的示意图。
[0016]图3是本申请实施例提供的一种点云数据解码流程的示意图。
[0017]图4是本申请实施例提供的一种点云的排序方法的示意性流程图。
[0018]图5
‑
图7是本申请实施例提供的在不同时间内的扫描点的分布示意图。
[0019]图8是本申请实施例提供的一种坐标转换的示意图。
[0020]图9是本申请实施例提供的另一种点云的排序方法的示意性流程图。
[0021]图10是本申请实施例提供的测距装置的结构示意图。
[0022]图11是本申请实施例提供的测距装置采用同轴光路的一种实施例的示意图。
[0023]图12是根据本申请实施例的点云的编码装置的示意性框图。
[0024]图13是根据本申请实施例的点云的解码装置的示意性框图。
具体实施方式
[0025]为了便于理解本申请实施例提供的技术方案，下文首先描述一些本申请实施例涉及的概念。
[0026]下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
[0027]本申请实施例可适用于标准或非标准的点云编解码器。例如，数字音视频编解码技术标准(audio video coding standard，AVS)标准的编码器。
[0028]应理解，在本申请的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
[0029]除非另有说明，本申请实施例所使用的所有技术和科学术语与本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本申请中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请的范围。本申请所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项的任意的和所有的组合。
[0030]为了便于理解本专利技术实施例提供的技术方案，下文首先描述一些本专利技术实施例涉及的概念。
[0031]点云是在同一空间参考坐标系下表达目标空间分布和目标表面特性的离散点集合，也即，在获取物体表面每个采样点的空间坐标后，得到的采样点的集合，称之为点云(Point Cloud)。为了准确反映三维空间中的信息，通常需要海量的离散点对三维空间中的
物体进行表征。下文将点云中的离散点称为点云点。
[0032]图1示出了本申请提供的一种点云数据编码流程的示意图。
[0033]点云数据通常包括点云中多个点云点的位置信息以及属性信息。点云点的位置坐标可用于描述点云点在三维空间中的位置，点云点的属性信息例如可以包括点云点的颜色信息，还可以包括点云点的反射率等其他信息。为了减少点云在存储和传输时所占用的带宽，可以对点云数据进行编码，以压缩点云的数据量。在点云数据的编码过程中，点云点的位置信息编码与属性信息编码通常是分开进行的。
[0034]如图1所示，在点云数据的编码方法中，点云点的位置信息编码方法包括：
[0035]坐标平移、量化：对点云中多个点云点的位置坐标进行平移和量化。一个示例中，采用几何量化方法对点云点的位置坐标进行处理。几何量化的过程可以将多个点云点的位置坐标转换为大于或等于零的整数坐标。在位置坐标平移量化之后可以去除重复坐标。也可以不去重，直接对量化后的点云点位置坐标进行八叉树编码。
[0036]在确定初始化空间之后，接着对该初始化空间进行多层的八叉树划分。每层八叉树划分均可利用当前块的中心点的位置坐标进行空间划分，通过中心点将当前块划分为八个体积相等的子块。图2示出了初始化空间进行首次划分后得到的划分结果，从图2可以看出，初始化空间被均匀划分成8个体积相等的子块。在八叉树中，初始化空间为根节点块，这些子块为该根节点的子节点块，称为第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种点云的排序方法，其特征在于，包括：接收针对点云数据包的第一码流；对所述第一码流进行解码，得到所述点云数据包中的点云点的位置坐标；根据所述点云数据包中点云点之间的距离，确定所述点云数据包中点云点的扫描顺序。2.根据权利要求1所述的排序方法，其特征在于，所述根据点云数据包中点云点之间的距离，确定所述点云数据包中点云点的扫描顺序，包括：根据所述点云数据包中的所有点云点与起始点云点之间的距离，确定点云数据包中点云点的扫描顺序。3.根据权利要求1所述的排序方法，其特征在于，所述根据点云数据包中点云点之间的距离，确定所述点云数据包中点云点的扫描顺序，包括：根据所述点云数据包中未排序的点云点与第i个点云点之间的距离，确定第(i+1)个点云点，以得到所述点云数据包中点云点的扫描顺序，其中，i为大于等于1的正整数，第1个点云点为起始点云点。4.根据权利要求2或3所述的排序方法，其特征在于，所述排序方法还包括：根据所述点云数据包中每个点云点与前一个点云点在球坐标系中天顶角方向的变化值累加结果、以及方位角方向的变化值累加结果，确定所述起始点云点。5.根据权利要求4所述的排序方法，其特征在于，所述天顶角方向的变化值累加结果是根据所述点云数据包中第(m+1)个点云点与第m个点云点的天顶角的差值的累加和来确定的，所述方位角方向的变化值累加结果是根据所述点云数据包中第(m+1)个点云点与第m个点云点的方位角的差值的累加和来确定的，其中，m为大于等于1且小于等于Q的整数，Q表示所述点云数据包中的点云点的个数。6.根据权利要求4或5所述的排序方法，其特征在于，所述根据所述点云数据包中每个点云点与前一个点云点在球坐标系中天顶角方向的变化值累加结果、以及方位角方向的变化值累加结果，确定所述起始点云点，包括：若所述天顶角方向的变化值累加结果为增大，所述方位角方向的变化值累加结果为增大，根据所述点云数据包中的点云点在天顶角方向上的最小值、以及在方位角方向上的最小值，确定所述起始点云点。7.根据权利要求6所述的排序方法，其特征在于，所述根据所述点云数据包中的点云点在天顶角方向上的最小值、以及在方位角方向上的最小值，确定所述起始点云点，包括：若在天顶角方向上具有最小值的点云点、与在方位角方向上具有最小值的点云点为同一个点云点，则确定所述同一个点云点为所述起始点云点。8.根据权利要求6所述的排序方法，其特征在于，所述根据所述点云数据包中的点云点在天顶角方向上的最小值、以及在方位角方向上的最小值，确定所述起始点云点，包括：若在天顶角方向上具有最小值的点云点、与在方位角方向上具有最小值的点云点不是同一个点云点，则将所述点云数据包中的点云点的天顶角和方位角按照第一权重比例进行加权，将加权之后的具有最小加权值的点云点确定为所述起始点云点。9.根据权利要求4或5所述的排序方法，其特征在于，所述根据所述点云数据包中每个
点云点与前一个点云点在球坐标系中天顶角方向的变化值累加结果、以及方位角方向的变化值累加结果，确定所述起始点云点，包括：若所述天顶角方向的变化值累加结果为增大，所述方位角方向的变化值累加结果为减小，根据所述点云数据包中的点云点在天顶角方向上的最小值、以及在方位角方向上的最大值，确定所述起始点云点。10.根据权利要求9所述的排序方法，其特征在于，所述根据所述点云数据包中的点云点在天顶角方向上的最小值、以及在方位角方向上的最大值，确定所述起始点云点，包括：若在天顶角方向上具有最小值的点云点、与在方位角方向上具有最大值的点云点为同一个点云点，则确定所述同一个点云点为所述起始点云点。11.根据权利要求9所述的排序方法，其特征在于，所述根据所述点云数据包中的点云点在天顶角方向上的最小值、以及在方位角方向上的最大值，确定所述起始点云点，包括：若在天顶角方向上具有最小值的点云点、与在方位角方向上具有最大值的点云点不是同一个点云点，则将所述点云数据包中的点云点的天顶角和方位角按照第二权重比例进行加权，将加权之后的具有最小加权值的点云点确定为所述起始点云点。12.根据权利要求4或5所述的排序方法，其特征在于，所述根据所述点云数据包中每个点云点与前一个点云点在球坐标系中天顶角方向的变化值累加结果、以及方位角方向的变化值累加结果，确定所述起始点云点，包括：若所述天顶角方向的变化值累加结果为减小，所述方位角方向的变化值累加结果为增大，根据所述点云数据包中的点云点在天顶角方向上的最大值、以及在方位角方向上的最小值，确定所述起始点云点。13.根据权利要求12所述的排序方法，其特征在于，所述根据所述点云数据包中的点云点在天顶角方向上的最大值、以及在方位角方向上的最小值，确定所述起始点云点，包括：若在天顶角方向上具有最大值的点云点、与在方位角方向上具有最小值的点云点为同一个点云点，则确定所述同一个点云点为所述起始点云点。14.根据权利要求12所述的排序方法，其特征在于，所述根据所述点云数据包中的点云点在天顶角方向上的最大值、以及在方位角方向上的最小值，确定所述起始点云点，包括：若在天顶角方向上具有最大值的点云点、与在方位角方向上具有最小值的点云点不是同一个点云点，则将所述点云数据包中的点云点的天顶角和方位角按照第三权重比例进行加权，将加权之后的具有最小加权值的点云点确定为所述起始点云点。15.根据权利要求4或5所述的排序方法，其特征在于，所述根据所述点云数据包中每个点云点与前一个点云点在球坐标系中天顶角方向的变化值累加结果、以及方位角方向的变化值累加结果，确定所述起始点云点，包括：若所述天顶角方向的变化值累加结果为减小，所述方位角方向的变化值累加结果为减小，根据所述点云数据包中的点云点在天顶角方向上的最大值、以及在方位角方向上的最大值，确定所述起始点云点。16.根据权利要求15所述的排序方法，其特征在于，所述根据所述点云数据包中的点云点在天顶角方向上的最大值、以及在方位角方向上的最大值，确定所述起始点云点，包括：若在天顶角方向上具有最大值的点云点、与在方位角方向上具有最大值的点云点为同一个点云点，则确定所述同一个点云点为所述起始点云点。
17.根据权利要求15所述的排序方法，其特征在于，所述根据所述点云数据包中的点云点在天顶角方向上的最大值、以及在方位角方向上的最大值，确定所述起始点云点，包括：若在天顶角方向上具有最大值的点云点、与在方位角方向上具有最大值的点云点不是同一个点云点，则将所述点云数据包中的点云点的天顶角和方位角按照第四权重比例进行加权，将加权之后的具有最小加权值的点云点确定为所述起始点云点。18.根据权利要求4
‑
17中任一项所述的排序方法，其特征在于，所述天顶角方向的变化值累加结果是通过1比特的天顶角累加结果标识符指示的；所述方位角方向的变化值累加结果是通过1比特的方位角累加结果标识符指示的。19.根据权利要求18所述的排序方法，其特征在于，所述天顶角累加结果标识符、所述方位角累加结果标识符承载在所述点云数据包的头信息中。20.根据权利要求1
‑
19中任一项所述的排序方法，其特征在于，所述点云数据包中的两个点云点之间的距离是根据所述两个点云点的天顶角之间的差值的绝对值、以及所述两个点云点的方位角之间的差值的绝对值之和确定的。21.根据权利要求2或3所述的排序方法，其特征在于，所述排序方法还包括：根据所述点云数据包的头信息中承载的起始点云点的坐标信息，确定所述起始点云点。22.根据权利要求1
‑
3、21中任一项所述的排序方法，其特征在于，所述根据所述点云数据包中点云点之间的距离，确定所述点云数据包中点云点的扫描顺序，包括：在柱坐标系下的方位角的变化方向上，根据所述点云数据包中点云点之间的距离，确定所述点云数据包中点云点的扫描顺序。23.根据权利要求22所述的排序方法，其特征在于，所述点云数据包中的两个点云点之间的距离是根据所述两个点云点的方位角之间的差值的绝对值确定的。24.根据权利要求22或23所述的排序方法，其特征在于，所述方位角的变化方向是根据所述方位角方向的变化值累加结果确定的，所述方位角方向的变化值累加结果是根据所述点云数据包中第(m+1)个点云点与第m个点云点的方位角的差值的累加和来确定的，其中，m为大于等于1且小于等于Q的整数，Q表示所述点云数据包中的点云点的个数。25.根据权利要求24所述的排序方法，其特征在于，所述排序方法还包括：若所述方位角方向的变化值累加结果为增大，将所述点云数据包中小于起始点云点方位角的方位角增加2π的大小。26.根据权利要求24所述的排序方法，其特征在于，所述排序方法还包括：若所述方位角方向的变化值累加结果为减小，将所述点云数据包中大于起始点云点方位角的方位角减小2π的大小。27.根据权利要求24所述的排序方法，其特征在于，所述排序方法还包括：若所述方位角方向的变化值累加结果为增大，当确定的点云点的方位角为所述点云数据包中的最大方位角时，将所述确定的点云点的方位角置为0；所述根据所述点云数据包中点云点之间的距离，确定所述点云数据包中点云点的扫描顺序，包括：根据所述点云数据包中未排序的点云点与所述确定的点云点的方位角之间的差值，确定下一个点云点。
28.根据权利要求24所述的排序方法，其特征在于，所述排序方法还包括：若所述方位角方向的变化值累加结果为增大，且当确定的点云点的方位角为所述点云数据包中的最大方位角时，将所述确定的点云点的方位角置为0；所述根据所述点云数据包中点云点之间的距离，确定所述点云数据包中点云点的扫描顺序，包括：根据所述点云数据包中未排序的点云点与所述确定的点云点的方位角之间的差值，确定下一个点云点。29.根据权利要求24所述的排序方法，其特征在于，所述排序方法还包括：若所述方位角方向的变化值累加结果为减小，且当确定的点云点的方位角为所述点云数据包中的最小方位角时，将所述确定的点云点的方位角置为2π；所述根据所述点云数据包中点云点之间的距离，确定所述点云数据包中点云点的扫描顺序，包括：根据所述点云数据包中未排序的点云点与所述确定的点云点的方位角之间的差值，确定下一个点云点。30.根据权利要求1
‑
29中任一项所述的排序方法，其特征在于，所述点云数据包中的点云点的个数小于或等于300。31.根据权利要求1
‑
30中任一项所述的排序方法，其特征在于，所述点云数据包中的点云点的个数为100。32.根据权利要求1
‑
31中任一项所述的排序方法，其特征在于，所述对所述第一码流进行解码，得到所述点云数据包中的点云点的位置坐标，包括：按照多叉树划分方式，对所述第一码流进行解码，得到所述点云数据包中的点云点的位置坐标。33.一种点云的排序方法，其特征在于，包括：在点云数据包中添加第一信息，所述第一信息用于指示所述点云数据包中的起始点云点；对添加所述第一信息后的所述点云数据包进行编码形成第一码流；发送所述第一码流。34.根据权利要求33所述的排序方法，其特征在于，所述第一信息承载在所述点云数据包的头信息中。35.根据权利要求33或34所述的排序方法，其特征在于，所述第一信息包括所述点云数据包中每个点云点与前一个点云点在球坐标系中天顶角方向的变化值累加结果、以及方位角方向的变化值累加结果。36.根据权利要求35所述的排序方法，其特征在于，所述天顶角方向的变化值累加结果是根据所述点云数据包中第(m+1)个点云点与第m个点云点的天顶角的差值的累加和来确定的，所述方位角方向的变化值累加结果是根据所述点云数据包中第(m+1)个点云点与第m个点云点的方位角的差值的累加和来确定的，其中，m为大于等于1且小于等于Q的整数，Q表示所述点云数据包中的点云点的个数。37.根据权利要求35或36所述的排序方法，其特征在于，所述天顶角方向的变化值累加
结果是通过1比特的天顶角累加结果标识符指示的；所述方位角方向的变化值累加结果是通过1比特的方位角累加结果标识符指示的。38.根据权利要求33或34所述的排序方法，其特征在于，所述第一信息包括所述点云数据包中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李璞，郑萧桢，夏清，潘志琛，许友，
申请(专利权)人：深圳市大疆创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：