一种基于图片对照查找点云数据的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于图片对照查找点云数据的方法及装置，选取待识别图像边界上的第一标准定位点和第二标准定位点，基于随机的两个深度将像素坐标系中的坐标映射至世界坐标系中，以定位能够指示所述待识别图像展示内容在世界坐标系内边界的线并在

【技术实现步骤摘要】
一种基于图片对照查找点云数据的方法及装置


[0001]本专利技术涉及点云数据处理
，尤其涉及一种基于图片对照查找点云数据的方法及装置
。

技术介绍

[0002]点云数据是一种用于表示三维空间中离散点的集合的数据形式
。
每个点都包含坐标信息和可能的其他属性，例如颜色
、
法向量或强度值
。
点云数据常用于计算机图形学
、
机器人感知
、
地理信息系统等领域
。
点云数据的产生方式有很多种，其中常见的方法包括激光雷达，激光雷达是一种常用的点云数据采集技术
。
它通过发射激光束来扫描物体表面，然后接收反射回来的光信号，根据信号的时间延迟和相位差异计算出物体表面上每个点的三维坐标信息
。
激光雷达具有高精度
、
高速度
、
无需接触等优点，因此被广泛应用于地形测量
、
建筑物检测
、
道路设计等领域
。
[0003]在有图片和点云数据的标注场景下，存在基于图片查找点云数据的需求，一方面是对于图片中内容的展示范围查找点云数据中与之关联的点云数据，另一方面是查找图片中目标物在点云数据中的位置
。
[0004]现有技术中，存在基于图中指定的标注点，在点云数据中标记与之对应的一条射线，但是这种手段无法感知深度位置，同时也没有办法标记图片中展示内容所关联的点云数据范围
。
专利技术内容
[0005]鉴于此，本专利技术实施例提供了一种基于图片对照查找点云数据的方法及装置，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷，解决现有技术无法在点云数据中标注图片展示范围的问题
。
[0006]本专利技术的一个方面提供了一种基于图片对照查找点云数据的方法，该方法包括以下步骤：
[0007]获取针对同一目标场景产生的待识别图像及点云数据，所述待识别图像基于所述目标场景中的设定相机拍摄的；
[0008]建立所述待识别图像的像素坐标系与成像平面坐标系之间的第一映射，成像平面坐标系与所述设定相机的相机坐标系之间的第二映射，以及所述相机坐标系与世界坐标系之间的第三映射；
[0009]基于所述像素坐标系，获取所述待识别图像中左上角的第一标准定位点及其第一像素坐标，以及所述待识别图像中右下角的第二标准定位点及其第二像素坐标；
[0010]基于连续的第一映射
、
第二映射和第三映射，查找所述第一标准定位点在所述世界坐标系内第一随机深度的第一空间点和第二随机深度的第二空间点，查找所述第二标准定位点在所述世界坐标系内所述第一随机深度的第三空间点和所述第二随机深度的第四空间点；
[0011]将所述第一空间点和所述第二空间点的连线投影至所述世界坐标系的
xoy
平面上得到第一映射线，将所述第三空间点和所述第四空间点的连线投影至所述世界坐标系的
xoy
平面上得到第二映射线，所述第一映射线与所述第二映射线相交于第一交点，根据所述第一交点
、
所述第一映射线与所述第二映射线计算所述待识别图像在所述世界坐标系的
xoy
平面上的第一角度范围；
[0012]建立所述世界坐标系与所述点云数据雷达坐标系的第四映射，基于所述第四映射将所述第一交点和所述第一角度范围转换至所述雷达坐标系内的第二交点和第二角度范围，根据所述第二交点和所述第二角度范围标记所述雷达坐标系内的扇形区，标记水平视角下所述扇形区内的所述点云数据并关联至所述待识别图像
。
[0013]在一些实施例中，所述方法还包括：
[0014]获取所述待识别图像中的待识别点；
[0015]基于连续的第一映射
、
第二映射和第三映射，将所述待识别点的第三像素坐标映射至所述世界坐标系内的第一射线；基于所述第四映射，将所述第一射线映射至所述雷达坐标系内的第二射线；
[0016]查找所述点云数据中处于所述第二射线第一设定距离范围内的一个或多个候选点，将所述候选点中距离所述第二交点最近的点，作为所述待识别点所对应所述点云数据中的目标点
。
[0017]在一些实施例中，所述方法还包括：
[0018]当所述第二射线的第一设定距离范围内未查询到候选点时，基于指数探测逐一查找处于所述第二射线第二设定距离范围
、
第三设定距离范围
…
第
N
设定距离范围内的一个或多个候选点；将第一次查到候选点的距离范围内，距离所述第二交点最近的点作为所述待识别点所对应所述点云数据中的目标点
。
[0019]在一些实施例中，所述第二设定距离范围是所述第一设定距离范围的2倍，所述第三设定距离范围是所述第二设定距离范围的2倍，以此类推
。
[0020]在一些实施例中，所述第一像素坐标为
(1,1)
，所述第二像素坐标为
(U
‑
1,V
‑
1)
，
U
为所述待识别图像的像素宽度，
V
为所述待识别图像的像素高度
。
[0021]在一些实施例中，所述方法中：
[0022]对于所述像素坐标系内所述待识别图像内的点
(u,v)
，其投射在所述相机坐标系中深度为
Z
c
处的点坐标为
(X
c
,Y
c
,Z
c
)
，则
(u,v)
与
(X
c
,Y
c
,Z
c
)
基于连续的第一映射
、
第二映射建立的关系为：
[0023][0024]其中，
f
x
表示
x
方向的焦距，
f
y
表示
y
方向的焦距，单位为像素；
c
x
表示所述待识别图像中心点的在所述像素坐标系的横坐标，
x
y
表示所述待识别图像中心点的在所述像素坐标系的纵坐标
。
[0025]在一些实施例中，所述方法中：
[0026]对于所述相机坐标系中的点坐标
(X
c
,Y
c
,Z
c
)
，其在所述世界坐标系对应的点坐标为
(X
ω
,Y
ω
,Z
ω
)
，则
(X
c
,Y
c
,Z
c
)
与
(X
ω
,Y
ω
,Z
ω
)
基于第三映射建立的关系为：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于图片对照查找点云数据的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：获取针对同一目标场景产生的待识别图像及点云数据，所述待识别图像基于所述目标场景中的设定相机拍摄的；建立所述待识别图像的像素坐标系与成像平面坐标系之间的第一映射，成像平面坐标系与所述设定相机的相机坐标系之间的第二映射，以及所述相机坐标系与世界坐标系之间的第三映射；基于所述像素坐标系，获取所述待识别图像中左上角的第一标准定位点及其第一像素坐标，以及所述待识别图像中右下角的第二标准定位点及其第二像素坐标；基于连续的第一映射
、
第二映射和第三映射，查找所述第一标准定位点在所述世界坐标系内第一随机深度的第一空间点和第二随机深度的第二空间点，查找所述第二标准定位点在所述世界坐标系内所述第一随机深度的第三空间点和所述第二随机深度的第四空间点；将所述第一空间点和所述第二空间点的连线投影至所述世界坐标系的
xoy
平面上得到第一映射线，将所述第三空间点和所述第四空间点的连线投影至所述世界坐标系的
xoy
平面上得到第二映射线，所述第一映射线与所述第二映射线相交于第一交点，根据所述第一交点
、
所述第一映射线与所述第二映射线计算所述待识别图像在所述世界坐标系的
xoy
平面上的第一角度范围；建立所述世界坐标系与所述点云数据雷达坐标系的第四映射，基于所述第四映射将所述第一交点和所述第一角度范围转换至所述雷达坐标系内的第二交点和第二角度范围，根据所述第二交点和所述第二角度范围标记所述雷达坐标系内的扇形区，标记水平视角下所述扇形区内的所述点云数据并关联至所述待识别图像
。2.
根据权利要求1所述的基于图片对照查找点云数据的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述待识别图像中的待识别点；基于连续的第一映射
、
第二映射和第三映射，将所述待识别点的第三像素坐标映射至所述世界坐标系内的第一射线；基于所述第四映射，将所述第一射线映射至所述雷达坐标系内的第二射线；查找所述点云数据中处于所述第二射线第一设定距离范围内的一个或多个候选点，将所述候选点中距离所述第二交点最近的点，作为所述待识别点所对应所述点云数据中的目标点
。3.
根据权利要求2所述的基于图片对照查找点云数据的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述第二射线的第一设定距离范围内未查询到候选点时，基于指数探测逐一查找处于所述第二射线第二设定距离范围
、
第三设定距离范围
…
第
N
设定距离范围内的一个或多个候选点；将第一次查到候选点的距离范围内，距离所述第二交点最近的点作为所述待识别点所对应所述点云数据中的目标点
。4.
根据权利要求3所述的基于图片对照查找点云数据的方法，其特征在于，所述第二设定距离范围是所述第一设定距离范围的2倍，所述第三设定距离范围是所述第二设定距离范围的2倍，以此类推
。
5.
根据权利要求1所述的基于图片对照查找点云数据的方法，其特征在于，所述第一像素坐标为
(1,1)

【专利技术属性】
技术研发人员：赵秀丹，
申请(专利权)人：北京恺望数据科技有限公司，
类型：发明
国别省市：