【技术实现步骤摘要】
基于反射强度信息引导机制的对数球坐标3D目标检测方法
[0001]本专利技术属于3D目标检测
，具体涉及基于反射强度信息引导机制的对数球坐标3D目标检测方法。
技术介绍
[0002]随着计算机技术的发展和传感器技术的更新，激光雷达等三维传感设备开始大量应用于车辆中用于实现自动驾驶系统。三维传感器的引进使得系统对环境的感知提升到三维空间，三维目标检测也由此成为了计算机视觉领域的一个热点问题，并成为了机器导航、辅助驾驶和增强现实等系统中的重要组成部分。3D目标检测算法旨在通过输入二维或三维数据，根据目标的形状、位置和姿态对目标进行识别和定位。3D目标检测方法大致可以分为基于单目图像的方法、基于点云的方法和基于体素的方法。基于单目图像的方法仅利用普通2D图像作为信息来源，利用几何约束和形状先验从2D图像中推断深度信息；基于点云的方法利用激光雷达设备获取点云信息，将点云视作无序点的集合，直接从原始点云中提取特征；基于体素的方法将点云转换为体素表示后，然后应用3D卷积来提取特征取特征。
[0003]在基于体素的3D目标检...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于反射强度信息引导机制的对数球坐标3D目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤；步骤1：使用激光雷达设备采集道路点云数据；步骤2：将所述点云数据和目标边界框的坐标表示由三维直角坐标系转换为对数球坐标系；所述目标边界框由目标中心所处的位置和目标的长宽高所定义的立方体；步骤3：将空间按照所述对数球坐标进行体素划分并对每个体素进行特征编码，得到体素特征图；空间指将激光雷达设备所采集到的全部点云数据都包含在内的区域；体素指的是将上述空间按照对数球坐标系的方法进行划分后，得到的子区域；步骤4；将所述体素特征图输入基于反射强度信息引导机制的3D目标检测网络；步骤5：训练所述基于反射强度信息引导机制的3D目标检测网络；利用训练完成的3D目标检测网络进行3D目标检测。2.根据权利要求1所述的基于反射强度信息引导机制的对数球坐标3D目标检测方法，其特征在于，所述步骤1中，搭载激光雷达设备的数据采集车在城市道路环境下进行数据采集，对三维点云图中的三类目标进行标注，分别为车辆、自行车和行人。3.根据权利要求1所述的基于反射强度信息引导机制的对数球坐标3D目标检测方法，其特征在于，所述步骤2具体为：步骤2.1：点云数据的坐标转换：激光雷达传感器接收到的原始点云数据以三维直角坐标系的形式进行存储，每个点具有(x,y,z,I)四个维度，其中x、y、z代表其在三维直角坐标系下的坐标，I代表反射强度；对每个点(x
i
,y
i
,z
i
,I
i
)计算：其中，x
i
、y
i
、z
i
表示第i个点在三维直角坐标系下的坐标，I
i
表示第i个点的反射强度，d
i
表示第i个点距离原点即激光发射点的直线距离取对数，θ
i
表示第i个点相对于原点的方位角，表示第i个点相对于原点的俯仰角，I
i
表示第i个点的反射强度；步骤2.2：目标边界框的坐标转换；在三维直角坐标系中，目标的边界框由(x,y,z,w,h,l,r)表示，其中(x,y,z)表示目标底部中心点位置，(w,h,l)表示目标的长宽高，r表示目标在(x,y)方向上的旋转角度；将目标底部中心点位置(x,y,z)按照步骤2.1中所述的坐标转换方式转换为d，同时(w,h,l,r)保持不变，将目标边界框的表示形式转换为4.根据权利要求1所述的基于反射强度信息引导机制的对数球坐标3D目标检测方法，其特征在于，所述步骤3具体为：
步骤3.1：体素划分；在对数球体坐标系中，将方向上边长为的近似长方体划分为一个体素，其中为对数球体坐标系的单位向量，Δd,Δθ,为预设的间隔程度；按照上述体素化分方式共划分出U*V*W个体素，其中：其中，U为半径维度上的划分数量，V为方位角维度上的划分数量，W为俯仰角维度上的划分数量，d
max
、d
min
为体素与激光发射原点距离的上下限，θ
max
、θ
min
为体素相对于原点的方位角的上下限，为体素相对于原点的俯仰角的上下限；遍历点云中的每个点，得到每个点与体素的隶属关系；步骤3.2：对每个体素进行特征编码；按下式计算体素的几何中心：其中，C
(u,v,w)
表示第(u,v,w)个体素的几何中心的球坐标，d
c
、θ
c
、分别表示该坐标在半径、方位角、俯仰角三个维度上的分量。5.根据权利要求4所述的基于反射强度信息引导机制的对数球坐标3D目标检测方法，其特征在于，计算同一体素中每个点与该体素几何中心的欧氏距离，将其作平均得到并将该体素中每个点的反射强度作平均得到I
′
，将...
【专利技术属性】
技术研发人员：何立火，张卓远，甘海林，韩博，王笛，高新波，路文，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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