[發明專利]一種針對地面標識的點云標注系統及方法

在審

• 申請號: 202210274006.2
• 申請日: 2022-03-20
• 公開（公告）號: CN114359463A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 金晨凱;趙捷
• 申請（專利權）人: 寧波博登智能科技有限公司
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00;G06K9/62;G06V10/80
• 代理公司: 上海劍秋知識產權代理有限公司 31382
• 代理人: 徐浩俊

1.一種針對地面標識的點云標注系統，其特征在于，包括：

數據管理模塊，對數據進行管理，包括用戶數據上傳、標注數據存儲、標注數據更新以及標注數據導出；

多幀融合模塊，拼接融合多幀點云，使原本稀疏的點云更加稠密；

多傳感器融合模塊，利用圖像中的像素點顏色將所述點云中的3D點染色，使地面標識更加清晰明顯；

大規模點云渲染模塊，使用大規模點云渲染器加載并渲染大規模點云；

標注模塊，提供標注的交互界面與操作接口；

所述數據管理模塊、所述多幀融合模塊、所述多傳感器融合模塊、所述大規模點云渲染模塊和所述標注模塊通信連接，待標注點云文件經所述數據管理模塊上傳，經所述多幀融合模塊進行點云多幀融合，再到所述多傳感器融合模塊進行染色，然后到所述大規模點云渲染模塊進行渲染，最終由所述標注模塊對數據進行標注，并把標注數據發送到所述數據管理模塊進行存儲或更新。

2.如權利要求1所述的針對地面標識的點云標注系統，其特征在于，所述數據管理模塊的用戶數據包括圖像、待標注點云文件、IMU數據和標定數據。

3.如權利要求1所述的針對地面標識的點云標注系統，其特征在于，所述數據管理模塊基于Spring框架，即一種Java 平臺的開源的全棧應用程序框架和控制反轉容器實現。

4.如權利要求1所述的針對地面標識的點云標注系統，其特征在于，所述多幀融合模塊使用每一幀時刻自車的標定數據以及IMU數據將所述點云中的3D點坐標轉換至世界坐標后進行拼接融合。

5.如權利要求1所述的針對地面標識的點云標注系統，其特征在于，所述多傳感器融合模塊使用每一幀時刻自車的標定數據，建立圖像像素點與所述點云中的3D點的對應關系。

6.如權利要求1所述的針對地面標識的點云標注系統，其特征在于，所述大規模點云渲染器為基于 WebGL 的開源大規模點云渲染器Potree。

7.一種針對地面標識的點云標注方法，使用如權利要求1-6任一項所述的針對地面標識的點云標注系統，其特征在于，包括如下步驟：

S100、用戶數據上傳，在所述數據管理模塊中對用戶數據進行上傳；

S200、多幀點云融合，在所述多幀融合模塊中，拼接融合多幀點云數據，使稀疏點云更加稠密；

S300、點云染色，在所述多傳感器融合模塊中，利用圖像中的像素點顏色將所述點云中的3D點染色；

S400、點云預處理以及渲染,所述大規模點云渲染模塊使用大規模點云渲染器加載并渲染大規模點云；

S500、數據標注；

S600、標注數據存儲和更新；

S700、標注數據導出。

8.如權利要求7所述的針對地面標識的點云標注方法，其特征在于，所述步驟S200包括：

S210、自車坐標轉換，利用標定數據依次將待標注點云文件中的3D點坐標由雷達坐標轉換至自車坐標；

S220、世界坐標轉換，利用IMU數據依次將所述點云文件中的3D點坐標由所述自車坐標轉換至世界坐標；

S230、坐標信息拼接，將所有點云文件中3D點的所述世界坐標進行拼接，寫入文件中。

9.如權利要求7或8任一項所述的針對地面標識的點云標注方法，其特征在于，所述步驟S210還包括所述雷達坐標進行平移及旋轉變換獲得所述自車坐標，旋轉變換公式如（1）所示

（1）。

10.如權利要求7所述的針對地面標識的點云標注方法，其特征在于，所述步驟S300包括：

S310、計算相機坐標，利用激光雷達的標定信息與相機外參，即描述激光雷達與相機之間空間幾何關系的參數，包括旋轉與位移，計算點云文件中3D點的相機坐標，即點云文件中的3D點在相機坐標系中的坐標；

S320、計算圖像坐標，利用相機內參，即相機檢校參數，包括像主點坐標與焦距，將相機坐標換為圖像坐標，即在圖像坐標系中的2D坐標，使用的變換矩陣即相機內參矩陣如式（2）所示：

（2）；

S330、渲染顏色，如果所述2D坐標在指定圖像范圍內，則將該點渲染為圖像中相應位置的顏色，當圖像坐標非整數時，采用雙線性插值或按照最近鄰原則取顏色值；如果所述2D坐標不在指定圖像范圍內，則舍棄該點。