[發(fā)明專利]一種無人駕駛系統(tǒng)激光雷達(dá)連續(xù)點(diǎn)云的壓縮方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011383622.9
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112666569B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖明;肖永國;于騰;吳晨曉
• 申請（專利權(quán)）人: 天津優(yōu)控智行科技有限公司
• 主分類號: G01S17/58
• 分類號: G01S17/58;G01S17/90
• 代理公司: 河北知亦可為專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 13115
• 代理人: 修紅霞

本發(fā)明涉及點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，提出了一種無人駕駛系統(tǒng)激光雷達(dá)連續(xù)點(diǎn)云的壓縮方法，分離出用于表述靜態(tài)背景的點(diǎn)云，然后提取上述點(diǎn)云變換所反應(yīng)的車輛本身的運(yùn)動(dòng)，得到點(diǎn)云數(shù)據(jù)；在離線保存點(diǎn)云數(shù)據(jù)時(shí)，對于關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)的點(diǎn)云，進(jìn)行完整保留，關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)之后若干幀中的移動(dòng)目標(biāo)點(diǎn)云也完整保留，而表述靜態(tài)背景的點(diǎn)云則刪除，得到?jīng)]有背景的幀；還原時(shí)，根據(jù)記錄的每兩個(gè)關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)時(shí)間段內(nèi)車輛的運(yùn)動(dòng)軌跡，使用合成孔徑雷達(dá)原理對沒有背景的幀進(jìn)行還原。本方法保存點(diǎn)云各幀之間所體現(xiàn)的背景的移動(dòng)規(guī)律，刪掉對應(yīng)的表述靜態(tài)背景的點(diǎn)云，可以起到在離線存儲(chǔ)點(diǎn)云數(shù)據(jù)時(shí)節(jié)省存儲(chǔ)空間的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體的，涉及一種無人駕駛系統(tǒng)激光雷達(dá)連續(xù)點(diǎn)云的壓縮方法。

背景技術(shù)

激光雷達(dá)通過向目標(biāo)照射一束光，通常是一束脈沖激光，然后通過計(jì)算光脈沖返回所需時(shí)間來測量目標(biāo)的距離等參數(shù)。自動(dòng)駕駛技術(shù)使用的激光雷達(dá)通常以旋轉(zhuǎn)掃視的方式，將一束(單線)或多束(如16線、32線)激光發(fā)出，從而得到四周各個(gè)方向上，障礙物距自己的距離。自動(dòng)駕駛車輛所用激光雷達(dá)會(huì)產(chǎn)生大量的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，若不壓縮，將占據(jù)大量存儲(chǔ)空間和傳輸信道。以Velodyne HDL32E激光雷達(dá)為例，它每個(gè)周期內(nèi)，向360°的全景方向內(nèi)，發(fā)射32束激光束，其每束在360°上均勻分布1083個(gè)采樣點(diǎn)，則每幀有34656個(gè)點(diǎn)，這些點(diǎn)分布在三維空間中的樣子似云霧，因此稱為點(diǎn)云。每秒有20幀點(diǎn)云，即每秒693120個(gè)點(diǎn)，約合每秒產(chǎn)生數(shù)據(jù)8.7MB，這個(gè)數(shù)據(jù)量比4K 60fps HEVC高清視頻還要大30％。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種無人駕駛系統(tǒng)激光雷達(dá)連續(xù)點(diǎn)云的壓縮方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中自動(dòng)駕駛車輛所用激光雷達(dá)會(huì)產(chǎn)生大量的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，若不壓縮，將占據(jù)大量存儲(chǔ)空間和傳輸信道的問題，可以起到在離線存儲(chǔ)點(diǎn)云數(shù)據(jù)時(shí)節(jié)省存儲(chǔ)空間的目的。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種無人駕駛系統(tǒng)激光雷達(dá)連續(xù)點(diǎn)云的壓縮方法，關(guān)鍵在于，所述方法包括以下步驟：

a、分離出用于表述靜態(tài)背景的點(diǎn)云，然后提取上述點(diǎn)云變換所反應(yīng)的車輛本身的運(yùn)動(dòng)，得到點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

b、在離線保存點(diǎn)云數(shù)據(jù)時(shí)，對于關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)的點(diǎn)云，進(jìn)行完整保留，關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)之后若干幀中的移動(dòng)目標(biāo)點(diǎn)云也完整保留，而表述靜態(tài)背景的點(diǎn)云則刪除，得到?jīng)]有背景的幀；

c、還原時(shí)，根據(jù)記錄的每兩個(gè)關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)時(shí)間段內(nèi)車輛的運(yùn)動(dòng)軌跡，對沒有背景的幀進(jìn)行還原。

步驟a中，分離出用于表述靜態(tài)背景的點(diǎn)云是指，將車輛靜止5-10s，將該時(shí)間內(nèi)坐標(biāo)移動(dòng)不超過激光雷達(dá)誤差范圍的點(diǎn)云作為用于表述靜態(tài)背景的點(diǎn)云；提取上述點(diǎn)云變換所反應(yīng)的車輛本身的運(yùn)動(dòng)是指，通過車輛同步的慣性傳感器數(shù)據(jù)和定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)，獲得車輛在UTM坐標(biāo)系中X、Y、Z的變化，來提取與車輛坐標(biāo)變化相同的點(diǎn)云。

步驟b中，車輛開始行駛時(shí)作為第一個(gè)關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)，行駛后每隔單位時(shí)間作為一個(gè)關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)，單位時(shí)間根據(jù)錄制不同的路況進(jìn)行制定，單位時(shí)間的取值范圍為0-120min。

步驟b中，還包括以每個(gè)點(diǎn)云的點(diǎn)作為比較對象，比較這一點(diǎn)上不同時(shí)刻的返回距離的信息，將兩個(gè)關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)時(shí)間段內(nèi)點(diǎn)云的移動(dòng)位置與該時(shí)間段內(nèi)車輛移動(dòng)位置進(jìn)行對比擬合，對于擬合度小于95％的，保留擬合函數(shù)并刪去該點(diǎn)云。

步驟c中，使用合成孔徑雷達(dá)原理對沒有背景的幀進(jìn)行還原。

本發(fā)明的工作原理及有益效果為：行駛中的汽車采集的激光雷達(dá)的每幀點(diǎn)云中包含了大量靜態(tài)背景物體的點(diǎn)云，這些靜態(tài)物體相對于本汽車進(jìn)行了規(guī)律可知的移動(dòng)。本方法保存點(diǎn)云各幀之間所體現(xiàn)的背景的移動(dòng)規(guī)律，刪掉對應(yīng)的表述靜態(tài)背景的點(diǎn)云，可以起到在離線存儲(chǔ)點(diǎn)云數(shù)據(jù)時(shí)節(jié)省存儲(chǔ)空間的目的。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施例，一種無人駕駛系統(tǒng)激光雷達(dá)連續(xù)點(diǎn)云的壓縮方法，包括以下步驟：