三维点云分割方法和装置、可移动平台制造方法及图纸

本公开实施例提供一种三维点云分割方法和装置、可移动平台，用于对可移动平台采集到的三维点云进行点云分割，所述方法包括：基于预先建立的运动假设模型中的运动假设，将所述可移动平台采集到的多帧三维点云投影到预设坐标系下，获取所述运动假设对应的投影密度；基于多个所述运动假设对应的投影密度，从多个所述运动假设中确定匹配运动假设；基于所述匹配运动假设对所述多帧三维点云中的第一三维点云进行点云分割。点云进行点云分割。点云进行点云分割。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三维点云分割方法和装置、可移动平台


[0001]本公开涉及计算机视觉
，具体而言，涉及三维点云分割方法和装置、可移动平台。

技术介绍

[0002]可移动平台在行驶过程中，可以通过可移动平台上的路径规划(planning)模块来对可移动平台的行驶状态(例如，位姿和速度)进行决策规划。为了使planning模块能够完成决策规划，需要由可移动平台上的点云采集装置来采集周围环境的三维点云，并进行点云分割，以区分出三维点云中的地面和障碍物，并进一步从障碍物中区分出动态对象和静态对象。因此，点云分割是对可移动平台的行驶状态进行决策规划的重要环节。
[0003]传统的点云分割方式一般是先对点云进行识别，以确定点云所属的类别，再基于点云所属的类别确定可能发生运动的点云，并对可能发生运动的点云进行跟踪，从而区分出运动的点云和静止的点云。然而，这种方式进行点云分割的可靠性较低。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本公开的实施例提出了三维点云分割方法和装置、可移动平台，以可靠地对各种物体的三维点云进行点云分割。
[0005]根据本公开实施例的第一方面，提供一种三维点云分割方法，用于对可移动平台采集到的三维点云进行点云分割，所述方法包括：基于预先建立的运动假设模型中的运动假设，将所述可移动平台采集到的多帧三维点云投影到预设坐标系下，获取所述运动假设对应的投影密度；基于多个所述运动假设对应的投影密度，从多个所述运动假设中确定匹配运动假设；基于所述匹配运动假设对所述多帧三维点云中的第一三维点云进行点云分割。
[0006]根据本公开实施例的第二方面，提供一种三维点云分割装置，包括处理器，所述三维点云分割装置用于对可移动平台采集到的三维点云进行点云分割，所述处理器用于执行以下步骤：基于预先建立的运动假设模型中的运动假设，将所述可移动平台采集到的多帧三维点云投影到预设坐标系下，获取所述运动假设对应的投影密度；基于多个所述运动假设对应的投影密度，从多个所述运动假设中确定匹配运动假设；基于所述匹配运动假设对所述多帧三维点云中的第一三维点云进行点云分割。
[0007]根据本公开实施例的第三方面，提供一种可移动平台，包括：壳体；点云采集装置，设于所述壳体上，用于采集三维点云；以及三维点云分割装置，设于所述壳体内，用于执行本公开任一实施例所述的方法。
[0008]根据本公开实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开任一实施例所述的方法。
[0009]应用本公开实施例方案，先为三维点云建立运动假设，再基于运动假设将采集到的多帧三维点云投影到预设坐标系下，即基于运动假设对三维点云的运动过程进行模拟，
然后基于运动假设对应的投影密度判断建立的运动假设是否与三维点云的真实运动方式相同，从而确定匹配运动假设，进而基于匹配运动假设进行点云分割。上述方式无需识别出三维点云所属的类别，无需训练数据驱动，从而能够对任意形态的三维点云进行点云分割，提高了点云分割的可靠性。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1是一些实施例的点云分割过程的示意图。
[0012]图2是一些实施例的可移动平台行驶过程中的决策规划过程的示意图。
[0013]图3是本公开实施例的点云分割方法的流程图。
[0014]图4是本公开实施例的运动假设的示意图。
[0015]图5A是本公开实施例的栅格权重图的示意图。
[0016]图5B是本公开实施例的mask图的示意图。
[0017]图6是本公开实施例的点云分割过程的总体流程图。
[0018]图7是本公开实施例的点云分割装置的示意图。
[0019]图8是本公开实施例的可移动平台的示意图。
具体实施方式
[0020]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0021]在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0022]应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
[0023]可移动平台在行驶过程中，可以通过可移动平台上的路径规划(planning)模块来对可移动平台的行驶状态进行决策规划。其中，点云分割是对可移动平台的行驶状态进行决策规划的重要环节。如图1所示，是一些实施例的点云分割过程的示意图。在步骤101中，可以由可移动平台上的点云采集装置采集三维点云，然后，在步骤102中，对于行驶在地面上的可移动平台(例如无人车)，可以对采集到的三维点云进行地面分割，即将三维点云中
的三维点分割为地面点和非地面点。对于其他类型的可移动平台(例如可移动机器人)，可以对采集到的三维点云进行分割，以将三维点云中的三维点分割为可移动平台行驶路面上的点和不在可移动平台行驶路面上的点。为了便于描述，下文以行驶路面为地面进行说明。在步骤103中，如果一个三维点为地面点，则执行步骤104，为该三维点添加地面点标签，否则执行步骤105，对该三维点进行动静态分割，即将该三维点分割为静止不动的静态点和发生运动的动态点。在步骤106中，如果一个三维点为静态点，则执行步骤107，为该三维点添加静态点标签，否则执行步骤108，为该三维点添加动态点标签，并在步骤109中输出带标签的三维点云至下游模块。其中，可以为三维点云中的全部或者部分三维点打标签。所述标签可以包括用于表征三维点是否为地面点的第一标签和用于表征三维点是否为静态点的第二标签中的至少一者，还可以包括用于表征三维点的其他信息的标签。
[0024]所述下游模块可以是可移动平台上的planning模块，例如电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)、中央处理器(Central Processing Unit，CPU)等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种三维点云分割方法，其特征在于，用于对可移动平台采集到的三维点云进行点云分割，所述方法包括：基于预先建立的运动假设模型中的运动假设，将所述可移动平台采集到的多帧三维点云投影到预设坐标系下，获取所述运动假设对应的投影密度；基于多个所述运动假设对应的投影密度，从多个所述运动假设中确定匹配运动假设；基于所述匹配运动假设对所述多帧三维点云中的第一三维点云进行点云分割。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，不同的运动假设对应不同的运动速度和/或运动方向。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述运动假设的运动速度的范围和/或运动方向的范围基于所述可移动平台所处环境的环境特征而确定。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述运动假设在所述可移动平台行驶方向上的运动速度在[
‑
40m/s，40m/s]范围内，在与所述可移动平台行驶方向垂直的方向上的运动速度在[
‑
10m/s，10m/s]范围内；和/或所述运动假设的运动方向在[
‑
90
°
，90
°
)范围内。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预先建立的运动假设模型中的运动假设，将所述可移动平台采集到的多帧三维点云投影到预设坐标系下，包括：基于所述运动假设以及所述可移动平台采集所述多帧三维点云中的每帧三维点云时的位姿，将所述多帧三维点云投影到预设坐标系下。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多帧三维点云中的每帧三维点云中包括第一标签，用于指示所述每帧三维点云中属于所述可移动平台行驶路面之外的三维点；所述将所述可移动平台采集到的多帧三维点云投影到预设坐标系下，包括：将所述每帧三维点云中携带所述第一标签的三维点投影到预设坐标系下。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述可移动平台采集到的多帧原始三维点云；对所述多帧原始三维点云进行分频处理，得到所述多帧三维点云。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于多个所述运动假设对应的投影密度，从多个所述运动假设中确定匹配运动假设，包括：若最大投影密度与其他任一投影密度之差均大于预设值，将所述最大投影密度对应的运动假设确定为匹配运动假设。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于多个所述运动假设对应权重确定所述匹配运动假设，包括：若最大权重与至少一个其他权重之差不大于预设值，确定所述匹配运动假设不存在。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设坐标系包括多个栅格；所述获取所述运动假设对应的投影密度，包括：获取所述运动假设在各个栅格内对应的投影密度。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若所述栅格内存在匹配运动假设，将所述栅格的匹配运动假设确定为所述栅格中各个点对应的三维点的匹配运动假设。12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述运动假设在所述栅格内对应的投影
密度基于以下方式确定：在基于所述运动假设将所述多帧三维点云投影到预设坐标系下之后，获取在所述栅格内存在投影点的三维点云的帧数；将所述帧数与所述栅格的面积之比确定为所述运动假设在所述栅格内对应的投影密度。13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述基于所述匹配运动假设对所述多帧三维点云中的第一三维点云进行点云分割，包括：若一个栅格中的匹配运动假设的速度为0，将所述第一三维点云中投影到所述栅格中的三维点分割为静态点；和/或若一个栅格中的匹配运动假设的速度不为0，将所述第一三维点云中投影到所述栅格中的三维点分割为动态点。14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述基于所述匹配运动假设对所述多帧三维点云中的第一三维点云进行点云分割，还包括：若一个栅格中不存在匹配运动假设，将所述第一三维点云中投影到所述栅格中的三维点分割为属性未知的点。15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基于所述匹配运动假设对所述多帧三维点云中的第一三维点云进行点云分割之后，所述方法还包括：基于点云分割结果，为所述第一三维点云中的各个三维点打标签。16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维点云基于安装于所述可移动平台上的视觉传感器或者激光雷达采集得到；和/或对所述第一三维点云进行点云分割得到的点云分割结果用...

【专利技术属性】
技术研发人员：李星河，葛宏斌，邱凡，
申请(专利权)人：深圳市大疆创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：