一种激光点云的压缩方法、解压方法及相关装置制造方法及图纸

本申请提供一种激光点云的压缩方法、解压方法及相关装置，涉及自动导航技术领域。该压缩方法基于激光点云帧中的激光扫描点的位置，在激光点云帧中确定目标直线，并基于目标直线划分得到各区域，从而确定激光点云帧的压缩信息为各目标直线对应的第一压缩信息和各区域对应的第二压缩信息，其中目标直线对应的第一压缩信息包括目标直线的直线信息、位于目标直线上的激光扫描点的起止点云序号；区域对应的第二压缩信息包括位于区域中的各激光扫描点的扫描距离和起止点云序号。由于直线提取的计算量较小，实现简单，且可以大幅度地减少位于直线上的点云信息，从而可以大大降低压缩成本和压缩数据量，提高压缩效率，实现对激光点云的高效压缩。的高效压缩。的高效压缩。

【技术实现步骤摘要】
一种激光点云的压缩方法、解压方法及相关装置


[0001]本申请实施例涉及自动导航
，尤其涉及一种激光点云的压缩方法、解压方法及相关装置。

技术介绍

[0002]2D激光导航是自动导航车辆(Automated Guided Vehicle，AGV)中的关键技术，随着移动机器人应用需求不断增大，采用2D激光导航的机器人设备越来越多，执行任务运行时间越来越长，2D激光点云的数据量也不断增大，越来越大量点云数据的存储、传输需求对2D激光点云的压缩、解压提出越来越高的要求。
[0003]目前，通常采用的激光点云压缩方法是先将激光点云转换成图像或视频，再采用传统的图像/视频压缩算法进行压缩。然而，激光点云的数据量一般会比图像或视频的数据量少，且图像/视频压缩算法的压缩成本很高，因此，采用该方法对激光点云进行压缩的压缩成本较高，且压缩效率较低。

技术实现思路

[0004]为解决现有存在的技术问题，本申请实施例提供了一种激光点云的压缩方法、解压方法及相关装置，可以提高对激光点云进行压缩的压缩效率，同时降低压缩成本。
[0005]为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种激光点云的压缩方法，所述方法包括：
[0007]基于激光点云帧中的激光扫描点的位置，在所述激光点云帧中确定目标直线，其中所述目标直线上的激光扫描点的数量大于第一设定数量阈值，且所述目标直线上的所述激光扫描点的点云序号连续，所述激光扫描点的点云序号是基于扫描顺序设置的，不同的所述目标直线上的激光扫描点不同；
[0008]将各所述目标直线对应的第一压缩信息和各区域对应的第二压缩信息作为所述激光点云帧的压缩信息，其中所述区域是基于所述目标直线划分得到的，所述目标直线对应的第一压缩信息包括所述目标直线的直线信息、位于所述目标直线上的激光扫描点的点云序号最大值和点云序号最小值；所述区域对应的第二压缩信息包括位于所述区域中的各激光扫描点的扫描距离、点云序号最大值和点云序号最小值；所述激光扫描点的扫描距离为所述激光扫描点与激光雷达的激光发射装置之间的距离。
[0009]本申请实施例提供的激光点云的压缩方法，可以基于激光点云帧中的激光扫描点的位置，在激光点云帧中提取目标直线，并根据提取得到的目标直线对激光点云帧进行压缩，得到激光点云帧的压缩信息，该压缩信息包括各目标直线对应的第一压缩信息和各区域对应的第二压缩信息，其中，区域是基于目标直线划分得到的，目标直线对应的第一压缩信息包括目标直线的直线信息、位于目标直线上的激光扫描点的点云序号最大值和点云序号最小值；区域对应的第二压缩信息包括位于区域中的各激光扫描点的扫描距离、点云序号最大值和点云序号最小值。由于直线提取的计算量较小，实现简单，因此采用直线提取的
方式对激光点云进行压缩，可以大大降低压缩成本，提高压缩效率；并且，在对位于直线上的激光扫描点进行压缩时，得到的压缩信息中只保留有位于直线上的激光扫描点的点云序号最大值和点云序号最小值，以及直线的直线信息，从而大大减少了数据量，实现了高效压缩。
[0010]在一种可选的实施例中，所述基于激光点云帧中的激光扫描点的位置，在所述激光点云帧中确定目标直线，包括：
[0011]将激光点云帧包括的激光扫描点划分成多个点云集合，其中每个所述激光扫描点位于一个所述点云集合中，且所述点云集合包括序号连续的所述激光扫描点；
[0012]针对任意一个包括的激光扫描点的数量大于第二设定数量阈值的目标点云集合，确定所述目标点云集合对应的目标直线，其中所述目标直线是与所述目标点云集合包括的各激光扫描点之间的距离之和最小的直线；或所述目标直线是包含所述目标点云集合中的各激光扫描点最多的直线。
[0013]在该实施例中，可以先将激光点云帧包括的激光扫描点划分成多个点云集合，再从任意一个包括的激光扫描点的数量大于第二设定数量阈值的目标点云集合中，确定出目标点云集合对应的目标直线，且目标直线可以是与目标点云集合包括的各激光扫描点之间的距离之和最小的直线，也可以是包含目标点云集合中的各激光扫描点最多的直线。从而可以在激光点云帧中提取出数量更多且更符合设定要求的目标直线。
[0014]在一种可选的实施例中，所述将激光点云帧包括的激光扫描点划分成多个点云集合，包括：
[0015]将激光点云帧包括的激光扫描点作为一个点云集合，并循环执行以下操作，直至存在激光扫描点的数量小于第二设定数量阈值的点云集合为止：
[0016]根据所述点云集合中的激光扫描点的位置，通过最小二乘法在所述点云集合中确定出一条拟合直线，并根据所述点云集合中包括的各激光扫描点与所述拟合直线之间的距离，确定出满足设定距离条件的目标扫描点；
[0017]将位于所述目标扫描点的点云序号之前的激光扫描点，以及所述目标扫描点划分至一个点云集合中，将位于所述目标扫描点的点云序号之后的激光扫描点划分至另一个点云集合中。
[0018]在该实施例中，可以将激光点云帧包括的激光扫描点作为一个点云集合，然后循环执行以下操作，直至存在激光扫描点的数量小于第二设定数量阈值的点云集合为止：根据点云集合中的激光扫描点的位置，通过最小二乘法在点云集合中确定出一条拟合直线，并根据点云集合中包括的各激光扫描点与拟合直线之间的距离，确定出满足设定距离条件的目标扫描点，将位于目标扫描点的点云序号之前的激光扫描点，以及目标扫描点划分至一个点云集合中，将位于目标扫描点的点云序号之后的激光扫描点划分至另一个点云集合中。从而可以较为合理地将激光点云帧包括的激光扫描点划分至相应的点云集合中，以在从划分得到的点云集合中提取目标直线时，可以提取得到更为合适的目标直线。
[0019]在一种可选的实施例中，所述目标直线的直线信息包括直线参数和直线序号，所述目标直线的直线信息包括的直线序号是基于采集的激光点云帧的顺序设置的；或
[0020]所述目标直线包括共线直线和非共线直线，所述非共线直线的直线信息包括直线参数和直线序号，所述共线直线的直线信息包括对应的非共线直线的直线序号；
[0021]其中，通过下列方式确定所述目标直线中的共线直线：
[0022]从连续多个所述激光点云帧中随机选取一个激光点云帧作为关键帧，并将所述连续多个所述激光点云帧中的其他激光点云帧作为普通帧，其中所述非共线直线的直线信息包括的直线序号是基于采集的激光点云帧在所述多个所述激光点云帧中的顺序设置的；
[0023]将所述普通帧包括的各目标直线中，与所述关键帧包括的至少一个目标直线满足设定共线条件的目标直线作为共线直线，与所述共线直线满足设定共线条件的目标直线是所述共线直线对应的非共线直线。
[0024]在该实施例中，当对单个激光点云帧进行压缩时，得到的压缩信息中的目标直线对应的第一压缩信息包括的目标直线的直线信息可以包括有直线参数和直线序号，且目标直线的直线信息包括的直线序号是基于采集的激光点云帧的顺序设置的。当对连续多个激光点云帧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光点云的压缩方法，其特征在于，包括：基于激光点云帧中的激光扫描点的位置，在所述激光点云帧中确定目标直线，其中所述目标直线上的激光扫描点的数量大于第一设定数量阈值，且所述目标直线上的所述激光扫描点的点云序号连续，所述激光扫描点的点云序号是基于扫描顺序设置的，不同的所述目标直线上的激光扫描点不同；将各所述目标直线对应的第一压缩信息和各区域对应的第二压缩信息作为所述激光点云帧的压缩信息，其中所述区域是基于所述目标直线划分得到的，所述目标直线对应的第一压缩信息包括所述目标直线的直线信息、位于所述目标直线上的激光扫描点的点云序号最大值和点云序号最小值；所述区域对应的第二压缩信息包括位于所述区域中的各激光扫描点的扫描距离、点云序号最大值和点云序号最小值；所述激光扫描点的扫描距离为所述激光扫描点与激光雷达的激光发射装置之间的距离。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于激光点云帧中的激光扫描点的位置，在所述激光点云帧中确定目标直线，包括：将激光点云帧包括的激光扫描点划分成多个点云集合，其中每个所述激光扫描点位于一个所述点云集合中，且所述点云集合包括序号连续的所述激光扫描点；针对任意一个包括的激光扫描点的数量大于第二设定数量阈值的目标点云集合，确定所述目标点云集合对应的目标直线，其中所述目标直线是与所述目标点云集合包括的各激光扫描点之间的距离之和最小的直线；或所述目标直线是包含所述目标点云集合中的各激光扫描点最多的直线。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将激光点云帧包括的激光扫描点划分成多个点云集合，包括：将激光点云帧包括的激光扫描点作为一个点云集合，并循环执行以下操作，直至存在激光扫描点的数量小于第二设定数量阈值的点云集合为止：根据所述点云集合中的激光扫描点的位置，通过最小二乘法在所述点云集合中确定出一条拟合直线，并根据所述点云集合中包括的各激光扫描点与所述拟合直线之间的距离，确定出满足设定距离条件的目标扫描点；将位于所述目标扫描点的点云序号之前的激光扫描点，以及所述目标扫描点划分至一个点云集合中，将位于所述目标扫描点的点云序号之后的激光扫描点划分至另一个点云集合中。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标直线的直线信息包括直线参数和直线序号，所述目标直线的直线信息包括的直线序号是基于采集的激光点云帧的顺序设置的；或所述目标直线包括共线直线和非共线直线，所述非共线直线的直线信息包括直线参数和直线序号，所述共线直线的直线信息包括对应的非共线直线的直线序号；其中，通过下列方式确定所述目标直线中的共线直线：从连续多个所述激光点云帧中随机选取一个激光点云帧作为关键帧，并将所述连续多个所述激光点云帧中的其他激光点云帧作为普通帧，其中所述非共线直线的直线信息包括的直线序号是基于采集的激光点云帧在所述多个所述激光点云帧中的顺序设置的；将所述普通帧包括的各目标直线中，与所述关键帧包括的至少一个目标直线满足设定
共线条件的目标直线作为共线直线，与所述共线直线满足设定共线条件的目标直线是所述共线直线对应的非共线直线。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述普通帧包括的各目标直线中，与所述关键帧包括的至少一个目标直线满足设定共线条件的目标直线作为共线直线，包括：对于所述普通帧包括的各目标直线，分别执行以下操作：将所述普通帧包括的目标直线投影至所述关键帧的参考系下，并分别确定所述普通帧包括的目标直线与所述关键帧包括的至少一个目标直线之间的距离；若所述普通帧包括的目标直线与所述关键帧包括的至少一个目标直线中的关键目标直线之间的距离满足设定阈值条件，则将所述普通帧包括的目标直线作为共线直线。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述设定阈值条件为第一点线距离小于第二设定阈值距离，且所述第二点线距离小于第二设定阈值距离；其中，所述第一点线距离为位于所述普通帧包括的目标直线上的点云序号最大值对应的激光扫描点，与所述关键目标直线之间的距离；所述第二电线距离为位于所述普通帧包括的目标直线上的点云序号最小值对应的激光扫描点，与所述关键目标直线之间的距离。7.一种激光点云的解压方法，其特征在于，包括：获取激光点云帧的压缩信息；所述压缩信息包括各目标直线对应的第一压缩信息和各区域对应的第二压缩信息；所述目标直线是压缩端基于所述激光点云帧中...

【专利技术属性】
技术研发人员：林辉，卢维，王政，李铭，
申请(专利权)人：浙江华睿科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：