CN105783873A - 目标物的测量方法、高精度地图生成方法及相关装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种目标物的测量方法、高精度地图生成方法及相关装置，获取多个连续的单帧点云；从所述多个连续的单帧点云中确定目标单帧点云，所述目标单帧点云为具有目标物的种子点的单帧点云；从连续的多个所述目标单帧点云中确定目标物的点云集；基于所述目标物的点云集确定所述目标物的坐标。可见，本发明提供的目标物的测量方法解决了现有技术中由于人工测量导致的人工工作量大的问题。

Description

目标物的测量方法、高精度地图生成方法及相关装置

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，更具体的说，是涉及一种目标物的测量方法、高精度地图生成方法及相关装置。

背景技术

随着汽车产业的发展，汽车智能化技术(如自动驾驶技术)受到高度关注。以汽车自动驾驶技术为例，要实现自动驾驶汽车，需要通过高精度地图进行辅助，以将汽车前方的路况信息传递给汽车，从而确定汽车的最佳行驶路径。

目前所确定的高精度地图的标准为：具备高精度(厘米级精度)的道路附属设施(如道路标线、交通指示标志和交通路牌等)的坐标及道路横跨物(如高架桥、立交桥、隧道和限高杆等)的坐标，且具备动态交通信息。其中，高精度的道路横跨物的坐标是高精度地图的重要组成部分。

现有技术中，通常采用人工野外测量方法测量道路横跨物以获取道路横跨物的坐标，但是，人工野外测量方法需要大量人力工作，导致人工工作量大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种目标物的测量方法、高精度地图生成方法及相关装置，以克服现有技术中由于人工测量导致的人工工作量大的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种目标物的测量方法，所述方法包括：

获取多个连续的单帧点云；

从所述多个连续的单帧点云中确定目标单帧点云，所述目标单帧点云为具有目标物的种子点的单帧点云；

从连续的多个所述目标单帧点云中确定目标物的点云集；

基于所述目标物的点云集确定所述目标物的坐标。

本发明实施例还提供一种高精度地图生成方法，包括：

获取目标物的坐标，所述目标物的坐标是采用以上所述的方法测量得到的；

根据所述目标物的坐标生成高精度地图。

本发明实施例还提供一种目标物的测量装置，所述装置包括：

获取单元，用于获取多个连续的单帧点云；

目标单帧点云确定单元，用于从所述多个连续的单帧点云中确定目标单帧点云，所述目标单帧点云为具有目标物的种子点的单帧点云；

目标物的点云集确定单元，用于从连续的多个所述目标单帧点云中确定目标物的点云集；

目标物的坐标确定单元，用于基于所述目标物的点云集确定所述目标物的坐标。

本发明实施例还提供一种高精度地图生成装置，包括：

获取单元，用于获取目标物的坐标，所述目标物的坐标是采用以上所述的装置测量得到的；

生成单元，用于根据所述目标物的坐标生成高精度地图。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种目标物的测量方法、高精度地图生成方法及相关装置，获取多个连续的单帧点云；从所述多个连续的单帧点云中确定目标单帧点云，所述目标单帧点云为具有目标物的种子点的单帧点云；从连续的多个所述目标单帧点云中确定目标物的点云集；基于所述目标物的点云集确定所述目标物的坐标。可见，本发明提供的目标物的测量方法解决了现有技术中由于人工测量导致的人工工作量大的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的目标物的测量方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的从多个连续的单帧点云中确定目标单帧点云的方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的扩充连续的多个所述目标点云中的种子点获取目标物的点云集的方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的扩充连续的多个所述目标点云中的种子点获取目标物的点云集的方法的另一流程图；

图5为本发明实施例提供的一种高精度地图生成方法的流程图；

图6为本发明实施例提供的目标物的测量装置的结构框图；

图7为本发明实施例提供的目标单帧点云确定单元的结构框图；

图8为本发明实施例提供的目标物的点云集确定单元的结构框图；

图9为本发明实施例提供的目标物的点云集确定单元的另一结构框图；

图10为本发明实施例提供的目标物的点云集确定单元的另一结构框图；

图11为本发明实施例提供的目标物的测量装置的硬件结构框图；

图12为本发明实施例提供的高精度地图生成装置的结构框图；

图13为本发明实施例提供的高精度地图的生成装置的硬件结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的目标物的测量方法的流程图，参照图1，该方法可以包括：

步骤S100、获取多个连续的单帧点云。

在本实施例中，点云即车载激光点云，其是利用车载移动测量系统中的激光扫描仪扫描得到的沿街道路及其两侧建筑物的表面点的集合。单帧点云由于激光扫描仪采用的是360度旋转扫描方式，因此，激光扫描仪从0度到360度旋转扫描得到的点云则为单帧点云。

激光扫描仪扫描得到的点云是以点云文件的形式进行存储的，本实施例中，可以根据点云文件的属性信息获取有可能包含目标物的多个连续单帧点云作为后续确定目标物的坐标的基础。

优选的，当目标物为道路横跨物时，所述单帧点云中的各点的高度大于或等于激光扫描仪的高度，这样能够防止道路横跨物跟其他地物粘连。

步骤S110、从所述多个连续的单帧点云中确定目标单帧点云，所述目标单帧点云为具有目标物的种子点的单帧点云。

在步骤S110中获取的多个连续的单帧点云中，并不是每个单帧点云都具有目标物的种子点。因此，本步骤中，需要从所述多个连续的单帧点云中筛选出具有目标物的种子点的单帧点云。

不同的目标物具有不同的种子点，以道路横跨物(如高架桥、立交桥、隧道和限高杆等)为例，由于道路横跨物一定横跨道路，而车载移动测量系统沿道路进行采集，道路横跨物点云中必然有部分点位于激光扫描仪的上方特定区域内，据此确定包含位于激光扫描仪的上方特定区域内的点为道路横跨物的种子点，而具有上述道路横跨物的种子点的单帧点云则为目标单帧点云。

步骤S120、从连续的多个所述目标单帧点云中确定目标物的点云集。

优选的，可以通过扩充连续的多个所述目标单帧点云中的种子点，获取目标物的点云集。具体实现方式，将通过下面的实施例详细说明。

步骤S110中确定的目标单帧点云并不一定是对应同一个目标物，因此，本步骤中需要确定连续的多个目标单帧点云，这里所说的连续的多个目标单帧点云对应同一个目标物。从连续的多个目标单帧点云中即可确定出目标物的点云集。

步骤S130、基于所述目标物的点云集确定所述目标物的坐标。

在本实施例中，在获得目标物的点云集之后，可以根据所需建模的详细程度采用不同的算法来确定目标物的坐标，比如，可以采用RANSAC算法或alpha-shape算法。

本发明实施例提供的目标物的测量方法，获取多个连续的单帧点云；从所述多个连续的单帧点云中确定目标单帧点云，所述目标单帧点云为具有目标物的种子点的单帧点云；从连续的多个所述目标单帧点云中确定目标物的点云集；基于所述目标物的点云集确定所述目标物的坐标。有效解决了现有技术中由于人工测量导致的人工工作量大的问题。

基于图1所示的目标物的测量方法，图2示出了本发明实施例提供的从多个连续的单帧点云中确定目标单帧点云的方法的流程图，参照图2，该方法可以包括：

步骤S200、确定所述多个连续的单帧点云中扫描方向与铅垂向上方向的夹角小于预设阈值的点为种子点。

本步骤中，通过检测所述多个连续的单帧点云中扫描方向与铅垂方向的夹角小于预设阈值的点确定种子点，为了防止检测到噪声地物，所述预设阈值不宜过大，具体的，可以根据目标物的不同，确定不同的预设阈值，对此，本发明不做任何限定，以道路横跨物为例，其对应的预设阈值优选的可以为5度。

步骤S210、标记所述种子点。

步骤S220、确定所述多个连续的单帧点云中具有标记的种子点的单帧点云为目标单帧点云。

基于图1所示的目标物的测量方法和/或图2所示的从多个连续的单帧点云中确定目标单帧点云的方法，图3示出了扩充连续的多个所述目标点云中的种子点获取目标物的点云集的方法的流程图，参照图3，该方法可以包括：

步骤S300、确定连续的多个所述目标点云中与所述种子点的距离小于预设值的点为扩充后的种子点；

优选的，所述距离为欧氏距离。预设值可以根据不同的目标物进行设置。

步骤S310、将连续的多个所述目标点云中的种子点与所述扩充后的种子点的集合确定为目标物的点云集。

基于图1所示的目标物的测量方法和/或图2所示的从多个连续的单帧点云中确定目标单帧点云的方法，图4示出了扩充连续的多个所述目标点云中的种子点获取目标物的点云集的方法的另一流程图，参照图4，该方法可以包括：

步骤S400、遍历到连续的多个所述目标单帧点云中的一个种子点；

步骤S410、判断遍历到的种子点的赋值为第一标记值还是第二标记值；当为第一标记值时，执行步骤S420，当为第二标记值时，则确定所述目标物的点云集中已记录有该种子点，并返回执行步骤S400，直至连续的多个所述目标单帧点云中的全部种子点遍历完毕。

优选的，可以设第一标记值为0，第二标记值为1。

步骤S420、调整赋值为第二标记值，并送入目标物的点云集，且在连续的多个所述目标单帧点云中的各点中查找与该种子点的距离小于预设距离的点，将查找到点赋值为第二标记值，并送入所述目标物的点云集。

优选的，所述距离为欧氏距离。预设值可以根据不同的目标物进行设置。

本发明实施例提供的目标物测量方法的应用例可以如下：

A地新建了一座立交桥，要测量该立交桥的坐标，如果采用现有技术中的方式，则只能通过人工测量的方法，人工工作量大。

而如果采用本发明实施例提供的目标物测量方法，只需派出一辆安装有车载移动测量系统的车辆，通过车载移动测量系统中的激光扫描仪扫描得到可能对应该立交桥的多个连续的单帧点云，然后从所述多个连续的单帧点云中确定具有该立交桥的种子点的目标单帧点云，再从连续的多个所述目标单帧点云中确定该立交桥的点云集，最后基于该立交桥的点云集确定该立交桥的坐标。与现有技术相比，有效解决了通过人工测量导致的人工工作量大的问题。

另外，图5示出了本发明实施例提供的一种高精度地图生成方法的流程图，参照图5，该方法可以包括：

步骤S500、获取目标物的坐标.

需要说明的是，所述目标物的坐标是采用图1至图4中任意一项所述的方法测量得到的。

步骤S510、根据所述目标物的坐标生成高精度地图。

下面对本发明实施例提供的目标物的测量装置进行介绍，下文描述的目标物的测量装置可与上文目标物的测量方法相互对应参照。

图6为本发明实施例提供的目标物的测量装置的结构框图，参照图6，目标物的测量装置可以包括：

获取单元100，用于获取多个连续的单帧点云；

目标单帧点云确定单元110，用于从所述多个连续的单帧点云中确定目标单帧点云，所述目标单帧点云为具有目标物的种子点的单帧点云；

目标物的点云集确定单元120，用于从连续的多个所述目标单帧点云中确定目标物的点云集；

所述目标物的点云集确定单元具体用于扩充连续的多个所述目标单帧点云中的种子点，获取目标物的点云集。

目标物的坐标确定单元130，用于基于所述目标物的点云集确定所述目标物的坐标。

可选的，图7为本发明实施例提供的目标单帧点云确定单元的结构框图，参照图7，目标单帧点云确定单元具体包括：

种子点确定子单元200，用于确定所述多个连续的单帧点云中扫描方向与铅垂向上方向的夹角小于预设阈值的点为种子点；

种子点标记子单元210，用于标记所述种子点；

目标单帧点云确定子单元220，用于确定所述多个连续的单帧点云中具有标记的种子点的单帧点云为目标单帧点云。

可选的，图8为本发明实施例提供的目标物的点云集确定单元的结构框图，参照图8，目标物的点云集确定单元具体包括：

扩充后的种子点确定子单元300，用于确定连续的多个所述目标点云中与所述种子点的距离小于预设值的点为扩充后的种子点；

目标物的点云集确定子单元310，用于将连续的多个所述目标点云中的种子点与所述扩充后的种子点的集合确定为目标物的点云集。

可选的，图9为本发明实施例提供的目标物的点云集确定单元的另一结构框图，参照图9，目标物的点云集确定单元具体包括：

种子点遍历子单元400，用于依次遍历连续的多个所述目标单帧点云中的各种子点；

目标物的点云集生成子单元410，用于若遍历到赋值为第一标记值的种子点，则调整赋值为第二标记值，并送入目标物的点云集，且在连续的多个所述目标单帧点云中的各点中查找与该种子点的距离小于预设距离的点，将查找到点赋值为第二标记值，并送入所述目标物的点云集；若遍历到赋值为第二标记值的种子点，则确定所述目标物的点云集中已记录有该种子点；

目标物的点云集获取子单元420，用于获取依次遍历连续的多个所述目标单帧点云中的各种子点后的所述目标物的点云集。

可选的，图10为本发明实施例提供的目标物的点云集确定单元的另一结构框图，参照图10，目标物的点云集确定单元还具体包括：

赋值子单元430，用于将连续的多个所述目标单帧点云中的各点赋值为第一标记值。

可选的，目标物的测量装置可以为硬件设备，上文描述的单元、子单元可以设置于目标物的测量装置内的功能模块。图11示出了目标物的测量装置的硬件结构框图，参照图11，目标物的测量装置可以包括：处理器1，通信接口2，存储器3和通信总线4；其中处理器1、通信接口2、存储器3通过通信总线4完成相互间的通信；可选的，通信接口2可以为通信模块的接口，如GSM模块的接口；

处理器1，用于执行程序；存储器3，用于存放程序；程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令；

处理器1可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路；存储器3可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。

其中，程序可具体用于：

获取多个连续的单帧点云；

从所述多个连续的单帧点云中确定目标单帧点云，所述目标单帧点云为具有目标物的种子点的单帧点云；

从连续的多个所述目标单帧点云中确定目标物的点云集；

基于所述目标物的点云集确定所述目标物的坐标。

下面对本发明实施例提供的高精度地图生成装置进行介绍，下文描述的高精度地图生成装置可与上文高精度地图生成方法相互对应参照。

图12为本发明实施例提供的高精度地图生成装置的结构框图，参照图12，该高精度地图生成装置可以包括：

获取单元500，用于获取目标物的坐标。

所述目标物的坐标是采用图7～11所述的装置测量得到的。

生成单元510，用于根据所述目标物的坐标生成高精度地图。

可选的，高精度地图生成装置可以为硬件设备，上文描述的单元可以设置为高精度地图生成装置内的功能模块。图13示出了高精度地图的生成装置的硬件结构框图，参照图13，高精度地图可以包括：处理器1’，通信接口2’，存储器3’和通信总线4’；其中处理器1’、通信接口2’、存储器3’通过通信总线4’完成相互间的通信；可选的，通信接口2’可以为通信模块的接口，如GSM模块的接口；

处理器1’，用于执行程序；存储器3’，用于存放程序；程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令；

处理器1’可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路；存储器3’可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。

其中，程序可具体用于：

获取目标物的坐标，所述目标物的坐标是采用本发明实施例提供的目标物的测量方法测量得到的；

根据所述目标物的坐标生成高精度地图。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (16)

1.一种目标物的测量方法，其特征在于，所述方法包括：

获取多个连续的单帧点云；

从所述多个连续的单帧点云中确定目标单帧点云，所述目标单帧点云为具有目标物的种子点的单帧点云；

从连续的多个所述目标单帧点云中确定目标物的点云集；

基于所述目标物的点云集确定所述目标物的坐标。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述多个连续的单帧点云中确定目标单帧点云包括：

确定所述多个连续的单帧点云中扫描方向与铅垂向上方向的夹角小于预设阈值的点为种子点；

标记所述种子点；

确定所述多个连续的单帧点云中具有标记的种子点的单帧点云为目标单帧点云。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从连续的多个所述目标单帧点云中确定目标物的点云集包括：

扩充连续的多个所述目标单帧点云中的种子点，获取目标物的点云集。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述扩充连续的多个所述目标点云中的种子点，获取目标物的点云集，包括：

确定连续的多个所述目标点云中与所述种子点的距离小于预设值的点为扩充后的种子点；

将连续的多个所述目标点云中的种子点与所述扩充后的种子点的集合确定为目标物的点云集。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述扩充连续的多个所述目标点云中的种子点，获取目标物的点云集，包括：

依次遍历连续的多个所述目标单帧点云中的各种子点；

若遍历到赋值为第一标记值的种子点，则调整赋值为第二标记值，并送入目标物的点云集，且在连续的多个所述目标单帧点云中的各点中查找与该种子点的距离小于预设距离的点，将查找到点赋值为第二标记值，并送入所述目标物的点云集；

若遍历到赋值为第二标记值的种子点，则确定所述目标物的点云集中已记录有该种子点；

获取依次遍历连续的多个所述目标单帧点云中的各种子点后的所述目标物的点云集。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在依次遍历连续的多个所述目标单帧点云中的各种子点之前，还包括：

将连续的多个所述目标单帧点云中的各点赋值为第一标记值。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单帧点云中的各点的高度大于或等于激光扫描仪的高度。

8.一种高精度地图生成方法，其特征在于，包括：

获取目标物的坐标，所述目标物的坐标是采用权利要求1～7中任意一项所述的方法测量得到的；

根据所述目标物的坐标生成高精度地图。

9.一种目标物的测量装置，其特征在于，所述装置包括：

获取单元，用于获取多个连续的单帧点云；

目标单帧点云确定单元，用于从所述多个连续的单帧点云中确定目标单帧点云，所述目标单帧点云为具有目标物的种子点的单帧点云；

目标物的点云集确定单元，用于从连续的多个所述目标单帧点云中确定目标物的点云集；

目标物的坐标确定单元，用于基于所述目标物的点云集确定所述目标物的坐标。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述目标单帧点云确定单元包括：

种子点确定子单元，用于确定所述多个连续的单帧点云中扫描方向与铅垂向上方向的夹角小于预设阈值的点为种子点；

种子点标记子单元，用于标记所述种子点；

目标单帧点云确定子单元，用于确定所述多个连续的单帧点云中具有标记的种子点的单帧点云为目标单帧点云。

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述目标物的点云集确定单元具体用于扩充连续的多个所述目标单帧点云中的种子点，获取目标物的点云集。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述目标物的点云集确定单元包括：

扩充后的种子点确定子单元，用于确定连续的多个所述目标点云中与所述种子点的距离小于预设值的点为扩充后的种子点；

目标物的点云集确定子单元，用于将连续的多个所述目标点云中的种子点与所述扩充后的种子点的集合确定为目标物的点云集。

13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述目标物的点云集确定单元包括：

种子点遍历子单元，用于依次遍历连续的多个所述目标单帧点云中的各种子点；

目标物的点云集生成子单元，用于若遍历到赋值为第一标记值的种子点，则调整赋值为第二标记值，并送入目标物的点云集，且在连续的多个所述目标单帧点云中的各点中查找与该种子点的距离小于预设距离的点，将查找到点赋值为第二标记值，并送入所述目标物的点云集；若遍历到赋值为第二标记值的种子点，则确定所述目标物的点云集中已记录有该种子点；

目标物的点云集获取子单元，用于获取依次遍历连续的多个所述目标单帧点云中的各种子点后的所述目标物的点云集。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述目标物的点云集确定单元还包括：

赋值子单元，用于将连续的多个所述目标单帧点云中的各点赋值为第一标记值。

15.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述单帧点云中的各点的高度大于或等于激光扫描仪的高度。

16.一种高精度地图生成装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取目标物的坐标，所述目标物的坐标是采用权利要求9～15中任意一项所述的装置测量得到的；

生成单元，用于根据所述目标物的坐标生成高精度地图。