本申请公开了一种激光雷达时序模式孪生方法、系统、设备及介质。其方法包括：通过数字孪生的方式构建对应于实际实验运行环境的仿真环境；在已知环境参数的实验环境中持续运行所述激光雷达，采集点云数据及其对应的时序信息；对采集的所述点云数据做聚类操作，回归出通过数字孪生的所述仿真环境中激光雷达的模式特征，并且，针对已知环境参数的所述实际实验环境中已知的环境物理参数回归出所述激光雷达的光学属性。由此，解决自动化激光雷达数字孪生仿真，从仿真环境大量采集带标注的信息的技术问题，从而可以批量生成模拟数据来训练模型，并且达到和真实数据一样的效果，可以极大地节省标注成本和模型训练效率。大地节省标注成本和模型训练效率。大地节省标注成本和模型训练效率。
【技术实现步骤摘要】
激光雷达时序模式孪生方法及系统
[0001]本申请涉及激光雷达仿真领域，具体而言，涉及一种激光雷达时序模式的孪生方法、孪生系统及计算机可读介质。
技术介绍
[0002]目标检测是指在可感知环境中找到所有存在的物体并回归出其尺寸和位置信息，激光雷达采集的点云提供了精确的三维信息，为精确的三维目标检测提供了基础，近年来越来越成为了自动驾驶车辆的标配传感器。
[0003]随着半固态激光雷达技术的发展，激光雷达的采购成本持续下降。然而半固态激光雷达由于微转镜的引入，使得每一时刻的激光雷达数据会由于转镜的偏转方向不同，形成不同的激光雷达扫描形态模式。这种不同时序的不同扫描形态模式不同于传统机械旋转式激光雷达的旋转扫描模式，其不再具有固定的扫描特征，在持续运行的过程中激光雷达的扫描会不断地变化，从而会造成许多技术困难：1)计算算法需要较多标注数据进行迭代更新，但由于雷达较新，没有可以直接使用的验证数据；2)现有采集标注数据无法进行新传感器的训练，造成数据上的浪费以及开发进度滞后；3)由于半固态激光雷达转镜造成的时序数据不规则，无法通过现有激光雷达数字孪生模型快速在仿真环境中构建此类激光雷达的仿真。
技术实现思路
[0004]有鉴于现有技术的上述缺陷，本申请提供一种激光雷达时序模式孪生方法、系统、及计算机可读介质，以解决自动化方式对半固态激光雷达实现数字孪生仿真的技术问题；进而解决通过对带有时序模式特征的激光雷达结果进行聚类，同时在数字孪生仿真中回归传感器参数，自动化构建带有时序特征的半固态激光雷达仿真模型而由此从仿真环境大量采集带标注的信息的技术问题，从而，克服上述缺陷，实现批量生成模拟数据来进行训练模型，并且达到和真实数据一样的效果，可以极大的节省标注成本和模型训练效率。
[0005]为了解决上述技术问题，本申请第一方面提供一种激光雷达时序模式的孪生方法，包括：获取激光雷达的时序点云数据，所述时序点云数据由激光雷达在实验环境中持续运行来采集；通过对所述时序点云数据进行聚类，获得所述激光雷达的带有时序信息的空间仿真模型；基于所述实验环境的环境参数，获得所述激光雷达的光学仿真模型；基于所述空间仿真模型和所述光学仿真模型，确定所述激光雷达的时序孪生模型。
[0006]根据本申请的一种优选实施方式，通过数字孪生的方式构建对应于所述实验环境的仿真环境；基于所述时序孪生模型，在所述仿真环境中完成所述激光雷达的仿真。
[0007]根据本申请的一种优选实施方式，将所述实验环境的空间物理特征通过数字孪生的方式映射到所述仿真环境；其中，所述空间物理特征至少包括所述实验环境中的实验装置的以下特征之一：结构、材质或尺寸。
[0008]根据本申请的一种优选实施方式，所述时序点云数据包括三维时序点云，所述三
维时序点云中的每个数据点均包含点云位置信息、时序信息及光强信息。
[0009]根据本申请的一种优选实施方式，对每个二维时序点云进行分解，确定其中的重复部分、噪声部分以及趋势部分；对所述重复部分、所述噪声部分及所述趋势部分进行聚类，获得所述模特特征。
[0010]根据本申请的一种优选实施方式，还包括：对所述重复部分进行聚类，获得所述二维时序点云的孪生特征。
[0011]根据本申请的一种优选实施方式，对所述二维时序点云进行SLT时序分解。
[0012]根据本申请的一种优选实施方式，基于所述实验环境的环境参数，获得所述激光雷达的光学仿真模型，包括：通过标定确定所述环境参数中的材料信息和光强信息及其关系；通过所述材料信息和所述光强信息及其关系，确定所述激光雷达的发射器光学参数和接收器的性能参数；基于光学参数和所述性能参数，确定所述激光雷达的光学仿真模型。
[0013]根据本申请的一种优选实施方式，所述激光雷达为固态激光雷达或半固态激光雷达，和/或所述激光雷达具有不规则的扫描模式。
[0014]为了解决上述技术问题，本申请第二方面提供一种激光雷达时序模式的孪生系统，包括激光雷达及孪生设备，所述激光雷达被配置为放置于实验环境中；所述孪生设备被配置为：获取所述激光雷达的时序点云数据，所述时序点云数据由激光雷达在实验环境中持续运行来采集；通过对所述时序点云数据进行聚类，获得所述激光雷达的带有时序信息的空间仿真模型；基于所述实验环境的环境参数，获得所述激光雷达的光学仿真模型；基于所述空间仿真模型和所述光学仿真模型，确定所述激光雷达的时序孪生模型。
[0015]根据本申请的一种优选实施方式，所述孪生设备还被配置为：通过数字孪生的方式构建对应于所述实验环境的仿真环境；基于所述时序孪生模型，在所述仿真环境中完成所述激光雷达的仿真。
[0016]根据本申请的一种优选实施方式，所述孪生设备还被配置为：将所述实验环境的空间物理特征通过数字孪生的方式映射到所述仿真环境；其中，所述空间物理特征至少包括所述实验环境中的实验装置的以下特征之一：结构、材质或尺寸。
[0017]根据本申请的一种优选实施方式，所述孪生设备还被配置为：将所述激光雷达的位姿参数映射到所述仿真环境中；基于所述位姿参数及所述时序孪生模型，在所述仿真模型中完成所述激光雷达的仿真。
[0018]根据本申请的一种优选实施方式，所述时序点云数据包括三维时序点云，所述三维时序点云中的每个数据点均包含点云位置信息、时序信息及光强信息。
[0019]根据本申请的一种优选实施方式，所述孪生设备还被配置为：对所述三维时序点云进行基于三维坐标和时间的维度分解，生成三个二维时序点云；分别对三个所述二维时序点云进行聚类，获得每个所述二维时序点云的模式特征；基于所述二维时序点云的模式特征获得所述空间仿真模型。
[0020]根据本申请的一种优选实施方式，所述孪生设备还被配置为：对每个二维时序点云进行分解，确定其中的重复部分、噪声部分以及趋势部分；对所述重复部分、所述噪声部分及所述趋势部分进行聚类，获得所述模特特征。
[0021]根据本申请的一种优选实施方式，所述孪生设备还被配置为：对所述重复部分进行聚类，获得所述二维时序点云的孪生特征。
[0022]根据本申请的一种优选实施方式，所述孪生设备还被配置为：对所述二维时序点云进行SLT时序分解。
[0023]根据本申请的一种优选实施方式，所述孪生设备还被配置为：基于所述激光雷达的光学参数和性能参数，确定所述激光雷达的光学仿真模型；其中，所述光学参数和所述性能参数由如下方法确定：通过标定确定所述环境参数中的材料信息和光强信息及其关系；通过所述材料信息和所述光强信息及其关系，确定所述激光雷达的发射器光学参数和接收器的性能参数。
[0024]根据本申请的一种优选实施方式，所述激光雷达为固态激光雷达或半固态激光雷达，和/或所述激光雷达具有不规则的扫描模式。
[0025]为了解决上述技术问题，本申请第三方面提供一种计算机可读介质，其中，所述计算机可读介质存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被处理器执行时，实现前述的方法。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种激光雷达时序模式的孪生方法，其特征在于，包括：获取激光雷达的时序点云数据，所述时序点云数据由激光雷达在实验环境中持续运行来采集；通过对所述时序点云数据进行聚类，获得所述激光雷达的带有时序信息的空间仿真模型；基于所述实验环境的环境参数，获得所述激光雷达的光学仿真模型；基于所述空间仿真模型和所述光学仿真模型，确定所述激光雷达的时序孪生模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：通过数字孪生的方式构建对应于所述实验环境的仿真环境；基于所述时序孪生模型，在所述仿真环境中完成所述激光雷达的仿真。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：将所述实验环境的空间物理特征通过数字孪生的方式映射到所述仿真环境；其中，所述空间物理特征至少包括所述实验环境中的实验装置的以下特征之一：结构、材质或尺寸。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：将所述激光雷达的位姿参数映射到所述仿真环境中；基于所述位姿参数及所述时序孪生模型，在所述仿真模型中完成所述激光雷达的仿真。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时序点云数据包括三维时序点云，所述三维时序点云中的每个数据点均包含点云位置信息、时序信息及光强信息。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：对所述三维时序点云进行基于三维坐标和时间的维度分解，生成三个二维时序点云；分别对三个所述二维时序点云进行聚类，获得每个所述二维时序点云的模式特征；基于所述二维时序点云的模式特征获得所述空间仿真模型。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：对每个二维时序点云进行分解，确定其中的重复部分、噪声部分以及趋势部分；对所述重复部分、所述噪声部分及所述趋势部分进行聚类，获得所述模式特征。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：对所述重复部分进行聚类，获得所述二维时序点云的孪生特征。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：对所述二维时序点云进行SLT时序分解。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述实验环境的环境参数，获得所述激光雷达的光学仿真模型，包括：通过标定确定所述环境参数中的材料信息和光强信息及其关系；通过所述材料信息和所述光强信息及其关系，确定所述激光雷达的发射器光学参数和接收器的性能参数；基于光学参数和所述性能参数，确定所述激光雷达的光学仿真模型。11.根据权利要求1
‑
10任一项所述的方法，其特征在于，所述激光雷达为固态激光雷达
或半固态激光雷达，和/或所述激光雷达具有不规则的扫描模式。12.一种激光雷达时序模式的孪生系统，其特征在于，包括激光雷达及孪生设备，所述激光雷达被配置为放置于实验环境中；所述孪生设备被配置为：获取所述激光雷达的时序点云数据，所述时序点云数据由激光雷达在实验环境中持续...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈翀宇，
申请(专利权)人：北京宾理信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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