[發明專利]一種連續幀點云數據的離線配準方法

在審

• 申請號: 202210515961.0
• 申請日: 2022-05-12
• 公開（公告）號: CN114757980A
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 李經緯;張雨
• 申請（專利權）人: 蘇州輕棹科技有限公司
• 主分類號: G06T7/32
• 分類號: G06T7/32;G06T7/73;G06T17/20
• 代理公司: 北京慧誠智道知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11539
• 代理人: 高梅

本發明實施例涉及一種連續幀點云數據的離線配準方法，所述方法包括：獲取第一幀點云數據序列；獲取與各個第一幀點云數據對應的第一幀位姿數據；對第一幀點云數據序列進行配準幀數據對識別；根據各個第一配準對進行點云幀相對位姿變換估計處理得到第一位姿變換矩陣和第一協方差矩陣；并根據第一協方差矩陣進行置信度矩陣轉換；并使用第一置信度矩陣對第一位姿變換矩陣進行加權；以各個第一幀位姿數據構建對應節點，并為相鄰節點創建關聯關系，并以節點間對應的第一加權位姿變換矩陣構建節點邊約束關系；進行位姿圖優化得到第一優化位姿變換矩陣；根據第一優化位姿變換矩陣對第一幀點云數據序列進行位姿配準。通過本發明可以提高點云數據配準效率。

技術領域

本發明涉及數據處理技術領域，特別涉及一種連續幀點云數據的離線配準方法。

背景技術

自動駕駛系統定位模塊使用人工智能模型對激光雷達的三維點云進行目標檢測，為保證模型識別精度往往需要采集大量的連續幀點云數據進行模型訓練。在使用采集數據對模型訓練之前，為降低訓練數據噪聲需要對采集到的連續幀點云數據進行人工配準。而隨著訓練數據量的增大，受人力因素影響，連續幀點云數據的配準效率會變得非常低。

發明內容

本發明的目的，就是針對現有技術的缺陷，提供一種連續幀點云數據的離線配準方法、電子設備及計算機可讀存儲介質，在獲得連續幀點云數據和對應的位姿數據之后對各幀點云數據進行配準對篩選，并基于迭代最近點(Iterative Closest Point，ICP)算法對各個配準對里的兩幀點云數據進行相對位姿估計得到對應的相對位姿矩陣和協方差矩陣；再基于各幀點云數據對應的位姿數據構建位姿圖，并按最小二乘算法進行位姿圖優化得到最終的優化位姿矩陣；最后使用優化位姿矩陣對連續幀點云數據的各幀點云數據進行配準。通過本發明，可以不受人力因素影響對海量的連續幀點云數據進行快速配準，達到提高點云數據配準效率的目的。

為實現上述目的，本發明實施例第一方面提供了一種連續幀點云數據的離線配準方法，所述方法包括：

獲取多幀點云數據構成第一幀點云數據序列；所述第一幀點云數據序列包括多個第一幀點云數據；相鄰兩個所述第一幀點云數據的前一幀采集時間早于后一幀采集時間；

獲取與各個所述第一幀點云數據對應的位姿數據作為對應的第一幀位姿數據；

對所述第一幀點云數據序列進行配準幀數據對識別處理生成多組第一配準對；所述第一配準對的類型包括里程計配準對類型和回環配準對類型；

根據各個所述第一配準對對應的兩個所述第一幀位姿數據進行點云幀相對位姿變換估計處理得到對應的第一位姿變換矩陣和第一協方差矩陣；并根據所述第一協方差矩陣進行置信度矩陣轉換處理得到對應的第一置信度矩陣；并使用所述第一置信度矩陣對所述第一位姿變換矩陣進行加權處理得到對應的第一加權位姿變換矩陣；

構建位姿圖，以各個所述第一幀位姿數據構建所述位姿圖中的對應節點，并為相鄰節點創建關聯關系，并以節點間對應的所述第一加權位姿變換矩陣構建節點邊約束關系；

對所述位姿圖進行位姿圖優化處理得到對應的第一優化位姿變換矩陣；

根據所述第一優化位姿變換矩陣對所述第一幀點云數據序列進行位姿配準。

優選的，所述對所述第一幀點云數據序列進行配準幀數據對識別處理生成多組第一配準對，具體包括：

對所述第一幀點云數據序列中任意相鄰的兩幀所述第一幀點云數據作為一組所述第一配準對，并設置對應類型為里程計配準對類型；

對所述第一幀點云數據序列中采集時間間隔超過設定間隔閾值的任意兩幀所述第一幀點云數據，進行重疊度計算生成對應的第一重疊度數據；并在所述第一重疊度數據超過預設的重疊度閾值時，將對應的兩幀所述第一幀點云數據作為一組所述第一配準對，并設置對應類型為回環配準對類型；所述設定間隔閾值大于相鄰兩幀所述第一幀點云數據的采集時間間隔。