[發明專利]一種激光點云車道線提取方法

有效

• 申請號: 201910936338.0
• 申請日: 2019-09-29
• 公開（公告）號: CN110705577B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 惠念;鄭小輝;熊跡;劉奮
• 申請（專利權）人: 武漢中海庭數據技術有限公司
• 主分類號: G06V10/44
• 分類號: G06V10/44;G06T7/11;G06T7/12
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 王振宇

1.一種激光點云車道線提取方法，包括：

S1、結合點云，將歷史車道線提取成果，生成點云投影圖和標注樣本；

S2、使用所述標注樣本進行深度學習分割網絡模型訓練，獲得訓練好的分割模型；

S3、結合軌跡，生成點云投影圖，保存點云和投影的對應關系，獲得中間成果；

S4、使用所述訓練好的分割模型，推理S3獲得的所述點云投影圖，獲得二值化的Mask圖；

S5、使用opencv對所述Mask圖進行輪廓提取、骨架提取和寬度計算；

S6、基于S5的結果，結合S3的中間成果，反算出車道線圖像坐標對應的三維點云坐標；其中，S6具體包括：

S61、將S5中提供的第二設定尺寸的像素坐標，按照分割時的范圍，還原為第一設定尺寸；

S62、在一副第一設定尺寸的投影圖范圍內判斷是否有不同骨架的小于設定角度的夾角很??；若有，則將其連接起來；

S63、刪除長度小于設定值的骨架；

S64、將骨架上的點，按照位置進行聚類，以設定數量個像素為半徑，將在設定數量個像素內的點聚合為同一個點；

S65、讀取投影圖對應的切片點云的LAZ文件，得到點云的xyz坐標集合以及每個點(x，y，z)所對應的行列r，c；

S66、將每一個骨架和寬度width表示的車道線，按照x-0.5*width，x+0.5*width的形式還原左右輪廓線各自的像素坐標；對每一個像素按照鄰域的順序進行探索，找到最接近的x，y，z有效點；

S67、對左側輪廓線和右側輪廓線，分別進行RANSAC隨機采樣擬合，剔除部分異常的點；擬合時，優先采用圓進行擬合，如果半徑大于1000m，則改為直線擬合；比較擬合后的線段與擬合前的線段，如果首部或者尾部的長度縮短了3m上，則將縮短的部分再進行RANSAC隨機采樣擬合；

S68、將左右輪廓線上的點規則化為1對1：以左側輪廓線為基準，檢測右側輪廓線的首部和尾部是否與左側輪廓線對齊，如果沒有，則將缺的部分以垂直投影的方式補齊；再以右側輪廓線為基準，對齊左側輪廓線；遍歷左側輪廓線的點，查找右側輪廓線上最近點，并計算兩點的中心點，采用中心點、寬度和方向，計算向左向右計算兩個點。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1具體包括：

S11、點云切片：

a1、將點云參考軌跡數據的z值進行過濾，保留軌跡高程以下的點云數據；

a2、將沿道路前進方向切割成設定距離的一塊，其中，所述道路前進方向由采集的軌跡數據計算得到；

S12、點云投影成圖像：

b1、將S11切片后獲得的點云旋轉到道路前進方向；

b2、計算每一塊旋轉后點云的三維空間包圍盒，取最小的點(min_x，min_y)作為原點，將點云塊上所有的點平移到局部坐標系下；

b3、計算點云塊最大的反射強度max_intensity和最小反射強度min_intensity；

b4、按照解析度resolution的像素分辨率將點云投影成第一設定尺寸的單通道圖像；

S13、保存投影圖像和點云：將第一設定尺寸的圖像分割為多張第二設定尺寸的圖像，并保存為JPG格式，同時保存切片后的點云為LAZ格式，記錄點(x，y，z)和行列r，c的對應關系；

S14、結合點云數據的位置信息，查找已有的歷史車道線提取成果；將歷史數據的三維x，y，z，計算出其對應的r，c，將車道線內部的區域填充為白色，其他區域填充為黑色，形成單通道的二值化Mask圖；并按照S13的同樣方式將第一設定尺寸的圖分割為多張第二設定尺寸的圖。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述將歷史數據的三維x，y，z，計算出其對應的r，c，具體采用如下方式：

r = 4098 - 1 - (y - min_y) / resolution

c = 4098 - 1 - (x - min_x) / resolution

pix = （intensity - min_intensity）/ (max_intensity - min_intensity)

其中，intensity為點(x，y，z)的反射強度，r為對應的行，c為對應的列，pix為像素值。