[發明專利]一種應用于自動駕駛車輛的動態點云染色方法及系統

在審

• 申請號: 202210215615.0
• 申請日: 2022-03-07
• 公開（公告）號: CN114627235A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 梁作賢;張凱
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳國際研究生院
• 主分類號: G06T15/50
• 分類號: G06T15/50;G06T5/00
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 孟學英

本發明提供一種應用于自動駕駛車輛的動態點云染色方法及系統，方法包括：采用相片采集單元采集外部環境的相片并獲取采集相片的第一時刻；采用點云采集單元采集外部環境的激光點云集，并獲取激光點云集采集的初始時刻與采集周期；慣性測量單元實時采集自身的速度；獲取慣性測量單元與點云采集單元的第一轉換矩陣、點云采集單元和相片采集單元的第二轉換矩陣；基于第一轉換矩陣和所述慣性測量單元采集的速度獲取點云采集單元的速度；激光點云集通過點云采集單元的速度通過點云補償算法歸一到第一時刻，獲取同步激光點云集；基于第二轉換矩陣進行相片和同步激光點云集融合的點云染色操作得到彩色點云；利用點云補償方法來實現點云與相片的同步。

技術領域

本發明涉及點云染色技術領域，尤其涉及一種應用于自動駕駛車輛的動態點云染色方法及系統。

背景技術

在室外環境下，投影法是一種點云染色的傳統方法，該方法結合激光雷達、相機，通過坐標系轉化的方式將相片上的顏色信息附加到激光點云上，從而獲取彩色點云。

獲取彩色點云的技術在車載運動環境下，由于運動造成的點云上的點采集時刻不一致的問題，導致相片與點云融合過程中出現顏色偏差，造成點云染色失真，不適合在運動環境下使用。

現有技術中采用點云補償方法對點云失真進行補償，因為點云生成是逐點收集的，所以點云上的點不都是同一時刻得到的，點云補償就是將點云上所有點歸一到一個時刻，現有技術中只是用來實現激光雷達點云所有點同步，而沒有結合顏色信息。現有技術中缺乏一種直接用來做運動情況下相片和點云的時刻同步的方法。

以上背景技術內容的公開僅用于輔助理解本發明的構思及技術方案，其并不必然屬于本專利申請的現有技術，在沒有明確的證據表明上述內容在本專利申請的申請日已經公開的情況下，上述背景技術不應當用于評價本申請的新穎性和創造性。

發明內容

本發明為了解決現有的問題，提供一種應用于自動駕駛車輛的動態點云染色方法及系統。

為了解決上述問題，本發明采用的技術方案如下所述：

一種應用于自動駕駛車輛的動態點云染色方法，包括如下步驟：S1：采集數據，具體包括：采用相片采集單元采集外部環境的相片并獲取采集所述相片的第一時刻t；采用點云采集單元采集所述外部環境的激光點云集C，并獲取所述激光點云集采集的初始時刻t0與激光點云集采集的采集周期T；所述慣性測量單元實時采集自身的速度，所述速度包括通過積分得到的線速度和直接測量得到的角速度；獲取所述慣性測量單元與所述點云采集單元的第一轉換矩陣T1、所述點云采集單元和所述相片采集單元的第二轉換矩陣T2；S2：基于所述第一轉換矩陣T1和所述慣性測量單元采集的線速度與角速度獲取所述點云采集單元的線速度v與角速度w；S3：所述激光點云集C通過所述點云采集單元的線速度v與角速度w通過點云補償算法歸一到所述第一時刻，獲取同步激光點云集C0；S4：基于所述第二轉換矩陣進行所述相片和所述同步激光點云集C0融合的點云染色操作得到彩色點云。

優選地，獲取所述同步激光點云集C0，包括如下步驟：S31：通過角度關系計算獲取所述激光點云集C上任意一個激光點的采集時刻；S32：將所述激光點云集C上所有的激光點采集的時刻依次通過空間變化擬合到所述第一時刻t上的點，得到所述同步激光點云集C0。

優選地，在所述點云采集單元的采集周期T內，假設自動駕駛車輛的運動為勻速運動，所述激光點云集C上任意一個激光點P，其坐標為p(x,y,z)，開始采集的時刻為t0，掃描角度為360°，通過如下公式計算出P點的采集時刻t1：

優選地，根據勻速運動，將P點采集的時刻通過空間變化擬合到所述第一時刻t上,包括：經過旋轉變化得到第一激光點P1，公式如下：

p1＝R(w*(t1-t))*p