近邻搜索方法及其装置、移动工具、存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种近邻搜索方法及装置，方法包括：为给定的三维点云设定待查目标空间；利用伪希尔伯特曲线为所述待查目标空间创建空间索引；和根据给定的目标点、设定的待查目标空间和为所述待查目标空间创建的空间索引对所述目标点进行近邻查询。本发明专利技术的方案基于伪希尔伯特曲线实现了对目标点在三维点云中的近似的近邻检索，能够在具有一定精度容忍的场景下，对三维点云进行快速的近邻搜索，提高近邻搜索的速度和效率。邻搜索的速度和效率。邻搜索的速度和效率。

【技术实现步骤摘要】
近邻搜索方法及其装置、移动工具、存储介质


[0001]本专利技术涉及数据处理
，尤其涉及一种近邻搜索方法、近邻搜索装置、以及移动工具和存储介质。

技术介绍

[0002]在具有实际物理意义的空间中，经常有基于空间位置距离远近的检索需求，如地理信息系统中，可能需要查找相关的位置信息，也可能需要对空间数据关系进行分析；再如，在三维点云处理中，查找最近邻点也十分常见；又如，在图像检索、数据压缩、模式识别以及机器学习等领域，数据往往都是高维的表示，数据之间基于相似度/距离的查询十分普遍。可见，近邻检索因具有广泛的技术应用场景，已日渐成为信息时代的重要研究课题。
[0003]在近邻搜索中，最近邻或K近邻查找是用来解决在给定空间范围中检索出距离某一个点最近的一个或几个点的问题的方案，通常分为精确查找和近似查找，精确查找能够保证查询结果的准确性，但代价是查询的计算量和耗时较大；近似查找则放宽了对结果的精度要求，能够在牺牲一定精度的前提下，通过一些方法手段对查找进行加速。
[0004]目前比较常用的精确查找算法是以kdtree为代表的查找方法，但对于三维空间的近邻查找这一问题，这种精确查找方法所需的计算复杂度为O(log(N))，其中N为待查找目标空间中的数据点的数目。而在实际应用中，常需要对大量的三维点进行一个快速的近似的近邻查询，这个查询可以是不难么精确的，但需要非常简单的计算，以达到快速检索和响应的效果。基于此，研究并提出在三维空间中的有效的近似近邻查找方案，已成为业内亟待解决的难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种近邻搜索方案，以解决现有技术中对于三维空间中的大量的三维点无法在保证一定的精度容忍度的前提下快速检索出目标点的近似近邻点的问题。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供一种近邻搜索方法，该方法包括：
[0007]为给定的三维点云设定待查目标空间；
[0008]利用伪希尔伯特曲线为所述待查目标空间创建空间索引；和
[0009]根据给定的目标点的三维坐标、设定的待查目标空间和为所述待查目标空间创建的空间索引对所述目标点进行近邻查询。
[0010]第二方面，本专利技术实施例提供一种近邻搜索装置，用于三维点云的近邻查找，其包括
[0011]目标空间构建模块，用于为给定的三维点云设定待查目标空间；
[0012]索引构建模块，用于利用伪希尔伯特曲线为所述待查目标空间创建空间索引；和
[0013]近邻查询模块，用于根据给定的目标点的三维坐标、设定的待查目标空间和为所述待查目标空间创建的空间索引对所述目标点进行近邻查询。
[0014]第三方面，本专利技术实施例提供了另一种近邻搜索装置，其包括：
[0015]存储器，用于存储可执行指令；以及
[0016]处理器，用于执行存储器中存储的可执行指令，所述可执行指令在由所述处理器执行时实现本专利技术第一方面提供的方法步骤。
[0017]第四方面，本专利技术实施例提供了一种近邻搜索方法，其包括：
[0018]接收包含目标点的近邻搜索请求；
[0019]根据所述目标点、设定的待查目标空间和预先为所述待查目标空间创建的空间索引对所述目标点进行近邻查询；其中，所述待查目标空间的空间索引为预先利用伪希尔伯特曲线创建得到。
[0020]第五方面，本专利技术实施例提供了一种近邻搜索装置，其包括：
[0021]通信单元，用于接收包含目标点的近邻搜索请求，并发送给处理器；
[0022]处理器，用于根据所述目标点以及从存储器中读取得到的待查目标空间和预先为所述待查目标空间创建的空间索引对所述目标点进行近邻查询；其中，所述待查目标空间的空间索引为预先利用伪希尔伯特曲线创建得到。
[0023]第六方面，本专利技术实施例提供了一种移动工具，其包括：
[0024]控制器，用于根据本专利技术第一方面或第四方面提供的方法进行给定目标点的近邻查询。
[0025]第七方面，本专利技术提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述第一方面或第四方面提供的方法的步骤。
[0026]本专利技术实施例的有益效果在于：本专利技术实施例提供的方法基于伪希尔伯特曲线实现了对目标点在三维点云中的近似的近邻检索，能够在具有一定精度容忍的场景下，对三维点云进行快速的近邻检索，提高近邻检索的速度和效率，具有广泛的实际应用场景。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本专利技术一实施方式的近邻搜索方法的流程示意图；
[0029]图2为本专利技术一实施方式的为某一给定三维点云设定的待查目标空间的展示效果图；
[0030]图3示意性地显示了本专利技术一实施方式的实现图1中的步骤S11的方法的流程图；
[0031]图4示意性地示出了本专利技术一实施方式的对图2所示的展示效果进行完步骤S112的处理后得到的效果展示图；
[0032]图5示意性地显示了本专利技术一实施方式的实现图1中的步骤S12的方法的流程图；
[0033]图6示意性地显示了本专利技术一实施方式的实现图5中的步骤S123的方法的流程图；
[0034]图7示意性地显示了本专利技术一实施方式的实现图5中的步骤S123的方法的流程图；
[0035]图8为本专利技术一实施方式的近邻搜索方法的流程示意图；
[0036]图9示意性地示出了本专利技术一实施例的近邻搜索装置的原理框图；
[0037]图10为本专利技术另一实施方式的近邻搜索装置的原理框图；
[0038]图11为本专利技术另一实施方式的近邻搜索装置的原理框图；
[0039]图12为本专利技术另一实施方式的近邻搜索装置的原理框图；
[0040]图13为本专利技术一实施方式的自动驾驶设备的原理框图；
[0041]图14为本专利技术的近邻搜索装置的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0042]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0043]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0044]本专利技术可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、元件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本专利技术，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近邻搜索方法，其特征在于，所述方法包括：为给定的三维点云设定待查目标空间；利用伪希尔伯特曲线为所述待查目标空间创建空间索引；和根据给定的目标点、设定的待查目标空间和为所述待查目标空间创建的空间索引对所述目标点进行近邻查询。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为所述待查目标空间创建的空间索引为所述待查目标空间在一维空间上的空间索引，所述空间索引通过索引编码对给定的三维点云在一维空间上进行聚类。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据给定的目标点、设定的待查目标空间和为所述待查目标空间创建的空间索引对所述目标点进行近邻查询包括：根据给定的目标点的三维坐标和设定的待查目标空间确定目标点的归一化坐标；根据目标点的归一化坐标确定所述目标点所属的索引编码；根据所述目标点所属的索引编码和为所述待查目标空间创建的空间索引对所述目标点进行近邻查询。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述利用伪希尔伯特曲线为所述待查目标空间创建空间索引包括：对所述待查目标空间进行栅格划分，形成多个栅格单元；使用伪希尔伯特曲线填充所述待查目标空间，为各栅格单元分配其在一维空间上的索引编码；和利用所述索引编码对各个栅格单元中包含的数据点进行存储。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述待查目标空间的各个维度上划分出的栅格单元的数目均相等且为2的k次幂；所述使用伪希尔伯特曲线填充所述待查目标空间，为各栅格单元分配其在一维空间上的索引编码包括：对各个栅格单元分别进行归一化处理，计算出各栅格单元的归一化坐标；根据各栅格单元的归一化坐标进行伪希尔伯特曲线的逆映射，根据逆映射结果为各栅格单元分配索引编码。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，利用所述索引编码对各个栅格单元中包含的数据点进行存储是采用哈希表实现。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述目标点所属的索引编码为所述目标点所在的栅格单元的索引编码，所述根据目标点的归一化坐标确定所述目标点所属的索引编码包括：根据目标点的归一化坐标确定该目标点所在的栅格单元的归一化坐标；根据该目标点所在的栅格单元的归一化坐标，利用伪希尔伯特曲线计算该栅格单元的索引编码。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述空间索引包括索引编码和与索引编码对应关联的栅格单元中包含的数据点；所述根据所述目标点所属的索引编码和为所述待查目标空间创建的空间索引对所述目标点进行近邻查询包括：
根据所述目标点所属的索引编码对应关联的栅格单元中的数据点或/和最接近所述目标点的其他栅格单元中的数据点，确定该目标点的最近邻或k近邻；其中，最接近所述目标点的其他栅格单元是指按索引编码与目标点所属的索引编码的差值最小优先的顺序确定出的包含数据点的其他栅格单元。9.一种近邻搜索方法，其特征在于，所述方法包括：接收包含目标点的近邻搜索请求；根据所述目标点、设定的待查目标空间和预先为所述待查目标空间创建的空间索引对所述目标点进行近邻查询；其中，所述待查目标空间的空间索引为预先利用伪希尔伯特曲线创建得到。10.一种近邻搜索装置，用于三维点云的近邻查找，其特征在于，所述装置包括：目标空间...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖滔，高翔，徐成，张放，王肖，张德兆，李晓飞，霍舒豪，
申请(专利权)人：北京智行者科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：