一种点云语义分割标注方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种点云语义分割标注方法及系统，其中的方法首先构建激光雷达扫描对应的三维场景，并在三维场景中建立以激光雷达为原点的三维坐标系；然后获取激光点在三维坐标系中的坐标；再采用矩形框或者曲线框的方式对激光点进行框选，最后对框选出的激光点进行标注。针对数据标注的无序、稀疏和分布不均匀等特性，设计了两种点云语义分割和一种删除点云语义人机交互标注方法，让标注员更好的在二维屏幕上精确快速地划分三维场景中的点云，解决了现有技术中的标注方法产生的漏标、错标、效率低的问题。率低的问题。率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种点云语义分割标注方法及系统


[0001]本专利技术涉及数据处理中点云标注
，尤其涉及一种点云语义分割标注方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，3D传感器不断出现和发展，使得点云数据的应用场景越来越广泛。特别是在自动驾驶领域，广泛采用解决方案就是利用车载激光雷达获取点云，用数据驱动算法模型迭代，使汽车具有强大的感知能力，处理更多、更复杂的场景，其中三维点云数据标注是必不可少的环节之一。
[0003]在获取物体表面每个采样点的空间坐标后，得到的是一个点的集合，即为“点云”。包括三维坐标、激光反射强度和颜色信息等。点云语义分割标注任务是将标注对象进行可视化以进行更加详细的检测和分类，从而获取维度精准的分割。给点云中的每个点赋予相应的语义标签，然后将处理好的点云数据输入到深度神经网络，训练模型。一般采用人工标注和半自动化标注两种方式：人工标注完全依赖大量的人力资源，精确度能得到保证；半自动化标注如专利申请CN202111013628.1激光点云数据标注方法、装置、设备及产品，虽然能够在很大程度上提高标注效率，但由于得到得结果并不完全理想，而自动驾驶为了保证安全，对训练数据的要求非常严格，后期也需要进行人工调整。
[0004]现有标注平台主要针对二维图像标注，三维点云标注平台还是一片蓝海，且仅有的几个开源点云标注平台只有简单的渲染和交互，标注员无法进行高效的标注，而且标注研究更多是对于三维框的目标检测标注任务，如专利CN202110139777.6一种点云与图片融合标注的方法及系统，对点云语义分割这类任务，精细到原子级的标注研究较少，此外，专利CN201710262366.X一种激光点云标注方法及装置，提出了两种标注方式，第一种是点击获取从相机到屏幕点击点的射线，获取到一个区间内标注的点，再判定该区间内激光点到射线的距离是否小于距离阈值；第二种是画出三维框，看点是否在框内；方案一只是对局部点标注，方案二通过画出三维框查找激光点是否落入该局部空间，标注效率均较低。
[0005]由此可知，现有技术中的方法存在标注效率不高的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种点云语义分割标注方法及系统，用以解决或者至少部分解决现有技术中的方法存在的标注效率不高的技术问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术第一方面提供了一种点云语义分割标注方法，包括：
[0008]构建激光雷达扫描对应的三维场景，并在三维场景中建立以激光雷达为原点的三维坐标系；
[0009]获取激光点在三维坐标系中的坐标；
[0010]采用矩形框或者曲线框的方式对激光点进行框选，其中，采用矩形框的方式对激
光点进行框选包括：响应于鼠标的点击操作，在屏幕的画布中根据对角的两点和方向确定一个矩形框，将激光点在三维坐标系中的坐标转化为二维屏幕坐标，根据点与矩形的关系，判断激光点是否被矩形框框选；采用曲线框的方式对激光点进行框选，包括：响应于鼠标的点击操作，在屏幕的画布中形成一条曲线，通过监听鼠标的移动事件定时获取鼠标在曲线上的点，在预设间隔内用线段代替一段曲线，依次连接曲线上的点组成一个多边形，然后将激光点在三维坐标系中的坐标转化为二维屏幕坐标，并根据点与多边形的关系，判断激光点是否被曲线对应的多边形框选；
[0011]对框选出的激光点进行标注。
[0012]在一种实施方式中，将激光点在三维坐标系中的坐标转化为二维屏幕坐标，包括：
[0013]通过相机观测变换，将激光点在三维坐标系中的坐标转换为标准设备坐标；
[0014]将标准设备坐标转化为二维屏幕坐标。
[0015]在一种实施方式中，根据点与矩形的关系，判断激光点是否被矩形框框选，包括：
[0016]判断转换后的激光点的二维屏幕坐标的x分量是否在矩形框在水平x方向的最小值与最大值之间，并且转换后的激光点的二维屏幕坐标的y分量是否在矩形框在水平y方向的最小值与最大值之间，如果都在范围之间，则表明该激光点被矩形框框选。
[0017]在一种实施方式中，判断激光点是否被曲线对应的多边形框选的方法采用回转数算法，该算法包括：
[0018]将待定激光点与多边形的所有点进行连接；
[0019]按预设顺序计算相邻两边的夹角，其中，夹角为有向角，逆时针为正，顺时针为负，并取夹角均小于180度的那一侧；
[0020]将所有的夹角进行累加；
[0021]如果夹角的累加和为0，则表明待定激光点位于多边形外，没有被框选；如果夹角的累加和为360的整数倍，表明待定激光点位于多边形内，被框选。
[0022]在一种实施方式中，对框选出的激光点进行标注，包括：
[0023]根据激光点所述的类别和类别对应的颜色，对激光点进行标签类型标注和颜色渲染。
[0024]在一种实施方式中，在对框选出的激光点进行标注之后，所述方法还包括：检查框选区域所构成的局部标注空间是否出现漏标、误标情况，如果出现漏标情况，则进行再次框选，如果出现误标情况，则对误标的激光点的标注信息进行删除。
[0025]基于同样的专利技术构思，本专利技术第二方面提供了一种点云语义分割标注系统，包括：
[0026]场景构建模块，用于构建激光雷达扫描对应的三维场景，并在三维场景中建立以激光雷达为原点的三维坐标系；
[0027]三维坐标获取模块，用于获取激光点在三维坐标系中的坐标；
[0028]框选模块，用于采用矩形框或者曲线框的方式对激光点进行框选，其中，采用矩形框的方式对激光点进行框选包括：响应于鼠标的点击操作，在屏幕的画布中根据对角的两点和方向确定一个矩形框，将激光点在三维坐标系中的坐标转化为二维屏幕坐标，根据点与矩形的关系，判断激光点是否被矩形框框选；采用曲线框的方式对激光点进行框选，包括：响应于鼠标的点击操作，在屏幕的画布中形成一条曲线，通过监听鼠标的移动事件定时获取鼠标在曲线上的点，在预设间隔内用线段代替一段曲线，依次连接曲线上的点组成一
个多边形，然后将激光点在三维坐标系中的坐标转化为二维屏幕坐标，并根据点与多边形的关系，判断激光点是否被曲线对应的多边形框选；
[0029]标注模块，用于对框选出的激光点进行标注。
[0030]在一种实施方式中，所述系统还包括标注数据交互模块，将接收到的对激光点云数据和对应的标签信息、颜色信息进行可视化渲染，标注完成之后，将标注结果反馈给服务器。
[0031]基于同样的专利技术构思，本专利技术第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被执行时实现第一方面所述的方法。
[0032]基于同样的专利技术构思，本专利技术第四方面提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述的方法。
[0033]相对于现有技术，本专利技术的优点和有益的技术效果如下：
[0034]本专利技术提供的一种点云语义分割标注方法，构建了以激光雷达为原点的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种点云语义分割标注方法，其特征在于，包括：构建激光雷达扫描对应的三维场景，并在三维场景中建立以激光雷达为原点的三维坐标系；获取激光点在三维坐标系中的坐标；采用矩形框或者曲线框的方式对激光点进行框选，其中，采用矩形框的方式对激光点进行框选包括：响应于鼠标的点击操作，在屏幕的画布中根据对角的两点和方向确定一个矩形框，将激光点在三维坐标系中的坐标转化为二维屏幕坐标，根据点与矩形的关系，判断激光点是否被矩形框框选；采用曲线框的方式对激光点进行框选，包括：响应于鼠标的点击操作，在屏幕的画布中形成一条曲线，通过监听鼠标的移动事件定时获取鼠标在曲线上的点，在预设间隔内用线段代替一段曲线，依次连接曲线上的点组成一个多边形，然后将激光点在三维坐标系中的坐标转化为二维屏幕坐标，并根据点与多边形的关系，判断激光点是否被曲线对应的多边形框选；对框选出的激光点进行标注。2.如权利要求1所述的点云语义分割标注方法，其特征在于，将激光点在三维坐标系中的坐标转化为二维屏幕坐标，包括：通过相机观测变换，将激光点在三维坐标系中的坐标转换为标准设备坐标；将标准设备坐标转化为二维屏幕坐标。3.如权利要求1所述的基于点云语义分割标注方法，其特征在于，根据点与矩形的关系，判断激光点是否被矩形框框选，包括：判断转换后的激光点的二维屏幕坐标的x分量是否在矩形框在水平x方向的最小值与最大值之间，并且转换后的激光点的二维屏幕坐标的y分量是否在矩形框在水平y方向的最小值与最大值之间，如果都在范围之间，则表明该激光点被矩形框框选。4.如权利要求1所述的基于点云语义分割标注方法，其特征在于，判断激光点是否被曲线对应的多边形框选的方法采用回转数算法，该算法包括：将待定激光点与多边形的所有点进行连接；按预设顺序计算相邻两边的夹角，其中，夹角为有向角，逆时针为正，顺时针为负，并取夹角均小于180度的那一侧；将所有的夹角进行累加；如果夹角的累加和为0，则表明待定激光点位于多边形外，没有被框选；如果夹角的累加和为360的整数倍，表明待定激光点位于多边形内，被框选。5.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永坚，伍洋，马艳春，解庆，白立华，喻永灵，姜仪东，
申请(专利权)人：览易武汉智能数据服务有限公司，
类型：发明
国别省市：