CN112328726B - 点云处理方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及点云地图技术领域，提供一种点云处理方法、装置、设备和存储介质，包括：获取从原始点云轨迹划分的分布在不同高度的多段点云轨迹；基于在所述多段点云轨迹中所确定的起始段点云轨迹，获取所述多段点云轨迹中与所述起始段点云轨迹在所述高度方向上的投影不存在点云投影重叠的候选段点云轨迹；确定所述候选段点云轨迹中与所述起始段点云轨迹相连通的拼接段点云轨迹；基于所述拼接段点云轨迹与所述起始段点云轨迹，形成目标点云轨迹，既保证后续对目标点云轨迹进行语义标注处理的连续性，又保证在标注平面上对点云轨迹进行语义标注的准确性。

Description

点云处理方法、装置、设备和存储介质

技术领域

本申请涉及点云地图技术领域，特别是涉及一种点云处理方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

点云地图处理中涉及对点云轨迹进行语义标注。其中，点云所形成的点云轨迹可能会在三维空间中跨越不同高度，而目前的技术所提供的对这类点云轨迹进行标注的方案存在一些问题。具体的，在其中一种标注方式中，对于分布在不同高度的点云轨迹通常会按照其分布高度的不同而被切分成多段点云轨迹，对于高度分布差异较大的两段点云轨迹而言，即使其相互连通，也会由于分布在不同高度而分别在各自高度上进行语义标注，但这样会破坏对连续点云轨迹的标注连续性。但是如果采用另一种方式，即直接根据连通性对三维空间中的点云轨迹进行语义标注，那么又会由于点云轨迹在标注平面存在投影重叠的问题而无法在标注平面上对连通的点云轨迹进行准确标注。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种点云处理方法、装置、计算机设备和存储介质。

一种点云处理方法，所述方法包括：

获取从原始点云轨迹划分的分布在不同高度的多段点云轨迹；

基于在所述多段点云轨迹中所确定的起始段点云轨迹，获取所述多段点云轨迹中与所述起始段点云轨迹在所述高度方向上的投影不存在点云投影重叠的候选段点云轨迹；

确定所述候选段点云轨迹中与所述起始段点云轨迹相连通的拼接段点云轨迹；

基于所述拼接段点云轨迹与所述起始段点云轨迹，形成目标点云轨迹。

一种点云处理装置，所述装置包括：

点云轨迹获取模块，用于获取从原始点云轨迹划分的分布在不同高度的多段点云轨迹；

候选段点云轨迹确定模块，用于基于在所述多段点云轨迹中所确定的起始段点云轨迹，获取所述多段点云轨迹中与所述起始段点云轨迹在所述高度方向上的投影不存在点云投影重叠的候选段点云轨迹；

拼接段点云轨迹确定模块，用于确定所述候选段点云轨迹中与所述起始段点云轨迹相连通的拼接段点云轨迹；

点云轨迹形成模块，用于基于所述拼接段点云轨迹与所述起始段点云轨迹，形成目标点云轨迹。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行上述方法。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行上述方法。

上述点云处理方法、装置、计算机设备和存储介质，从分布在不同高度的多段点云轨迹中，确定与起始段点云轨迹在高度方向上不存在点云投影重叠的候选段点云轨迹，并从候选段点云轨迹中确定与起始段点云轨迹相连通的拼接段点云轨迹，基于上述拼接段点云轨迹和起始段点云轨迹形成目标点云轨迹。可见，如果上述拼接段点云轨迹和起始段点云轨迹之间相互连通，即使其分布高度差异较大，也会基于相互连通特性形成连通的目标点云轨迹，进而在该连通的目标点云轨迹上进行语义标注等处理，保证语义标注处理的连续性；另外，由于拼接段点云轨迹属于候选段点云轨迹，且候选段点云轨迹与起始段点云轨迹在高度方向上不存在点云投影重叠，因此，拼接段点云轨迹与起始段点云轨迹之间也不存在沿高度方向上的点云投影重叠，也就是说，基于拼接段点云轨迹与起始段点云轨迹形成的上述连通的目标点云轨迹不存在沿高度方向上的点云投影重叠，即在标注平面上不存在点云投影重叠，因此，可以在标注平面上对上述连通的目标点云轨迹进行准确的语义标注。

附图说明

图1为一个实施例中点云投影重叠示意图；

图2为一个实施例中点云处理方法的流程示意图；

图3为一个实施例中点云处理方法的流程示意图；

图4为一个实施例中点云处理方法的流程示意图；

图5为一个实施例中点云处理方法的流程示意图；

图6为一个实施例中点云处理方法的流程示意图；

图7为一个实施例中点云处理方法的流程示意图；

图8为一个实施例中多通道高度关系示意图；

图9为一个实施例中点云处理结果示意图；

图10为一个实施例中点云处理装置的结构框图；

图11为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

图1为点云投影重叠的示意图。通常而言，在采集点云是一般是基于特定的点云采集范围进行的，例如，基于点云采集范围R在O点处采集点云。虽然点云轨迹101和点云轨迹102在图1中呈现出两个不相交的线段，但由于上述点云采集范围R，点云轨迹101包括的点云、点云轨迹102包括的点云是分布在点云采集范围R内的。此时，如果点云轨迹101和点云轨迹102在标注平面上相距较近，那么将点云轨迹101和点云轨迹102投影至标注平面上进行标注时，则会出现部分点云的重叠，难以在标注平面上对点云轨迹101/点云轨迹102进行准确标注。

其中，沿高度方向上投影的平面可以称为投影平面；按照投影平面上不同的点云处理，如标注、测距，可以将投影平面划分为标注平面、测距平面等。

如图2和图3所示，本申请提供的一种点云处理方法，该方法可以应用于计算机设备中，包括以下步骤：

步骤S301，计算机设备获取从原始点云轨迹划分的分布在不同高度的多段点云轨迹；

步骤S302，计算机设备基于在多段点云轨迹中所确定的起始段点云轨迹，获取多段点云轨迹中与起始段点云轨迹在高度方向上的投影不存在点云投影重叠的候选段点云轨迹；

步骤S303，计算机设备确定候选段点云轨迹中与起始段点云轨迹相连通的拼接段点云轨迹。

示例性地，计算机设备对原始点云轨迹进行划分，得到分布在不同高度的初始段点云轨迹A，其中，各初始段点云轨迹A自身在高度方向上的投影不存在点云投影重叠；计算机设备得到初始段点云轨迹A后，在初始段点云轨迹A中确定起始段点云轨迹，并对初始段点云轨迹A进行点云投影重叠搜索(可简称为“投影重叠搜索”)，以确定与起始段点云轨迹在高度方向上的投影不存在点云投影重叠的点云轨迹(相当于候选段点云轨迹B1)；计算机设备得到候选段点云轨迹B1后，对候选段点云轨迹B1进行连通搜索，以在候选段点云轨迹B1中确定与起始段点云轨迹相连通的点云轨迹(相当于拼接段点云轨迹C1)。

步骤S304，计算机设备基于拼接段点云轨迹与起始段点云轨迹，形成目标点云轨迹。

上述点云处理方法中，由于拼接段点云轨迹C1和起始段点云轨迹之间相互连通，即使其分布高度差异较大，也会基于相互连通特性形成连通的目标点云轨迹，进而在该连通的目标点云轨迹上进行语义标注等处理，保证语义标注处理的连续性；另外，由于拼接段点云轨迹C1属于候选段点云轨迹B1，且候选段点云轨迹B1与起始段点云轨迹在高度方向上不存在点云投影重叠，因此，拼接段点云轨迹C1与起始段点云轨迹之间也不存在沿高度方向上的点云投影重叠，也就是说，基于拼接段点云轨迹C1与起始段点云轨迹形成的上述连通的目标点云轨迹不存在沿高度方向上的点云投影重叠，即在标注平面上不存在点云投影重叠，因此，可以在标注平面上对上述连通的目标点云轨迹进行准确的语义标注。

在一个实施例中，计算机设备根据拼接段点云轨迹与起始段点云轨迹，形成目标点云轨迹的过程中，具体可以执行如下步骤：若各拼接段点云轨迹之间在高度方向上的投影均不存在点云投影重叠，则将各拼接段点云轨迹作为目标拼接段点云轨迹；将目标拼接段点云轨迹与起始段点云轨迹拼接形成目标点云轨迹。

也就是说，如果拼接段点云轨迹两两之间在高度方向上的投影均不存在点云投影重叠，那么计算机设备可以直接将上述拼接段点云轨迹作为与起始段点云轨迹进行拼接的目标拼接段点云轨迹，进而得到对应的目标点云轨迹，从而保证目标点云轨迹沿高度方向被投影到标注平面(或测距平面)后不存在点云重叠的情况，以保证后续准确地进行语义标注、测距等。

可以理解的是，若候选段点云轨迹中的任意两段点云轨迹之间在高度方向上不存在点云投影重叠，例如图2的候选段点云轨迹B1，那么计算机设备直接对候选段点云轨迹B1进行连通搜索后，得到的拼接段点云轨迹C1中的任意两段点云轨迹之间在高度方向上也不存在点云投影重叠，此时，计算机设备可以直接将拼接段点云轨迹C1作为目标拼接段点云轨迹。

但是，在一些场景中，如果候选段点云轨迹所包括的两段点云轨迹之间在高度方向上存在点云投影重叠，例如图4的候选段点云轨迹B2和图5的候选段点云轨迹B3。此时，上述候选段点云轨迹B2/B3中直接得到的拼接段点云轨迹中，可能包括在高度方向上存在点云投影重叠的两段点云轨迹。如果直接将上述拼接段点云轨迹作为目标起始段点云轨迹，并与起始段点云轨迹进行拼接，目标点云轨迹可能在投影平面上出现投影重叠的情况。

因此，为避免上述目标点云轨迹可能出现的点云投影重叠，以确保形成目标点云轨迹的任意两段点云轨迹之间在高度方向上不存在点云投影重叠，图4示出一种实施方式。具体而言，计算机设备执行的步骤包括：计算机设备判断候选段点云轨迹中是否存在至少两个候选段点云轨迹在高度方向上的投影存在点云投影重叠；若是，则在候选段点云轨迹中移除至少两个候选段点云轨迹中的其中一个候选段点云轨迹；确定移除处理后的候选段点云轨迹中与起始段点云轨迹相连通的拼接段点云轨迹；其中，各拼接段点云轨迹之间在高度方向上的投影均不存在点云投影重叠。

示例性地，计算机设备得到初始段点云轨迹A并在初始段点云轨迹A中确定起始段点云轨迹后，对初始段点云轨迹A进行投影重叠搜索，确定候选段点云轨迹B2。若候选段点云轨迹B2包括候选段点云轨迹B2_1和候选段点云轨迹B2_2，且这两个候选段点云轨迹之间存在点云投影重叠情况，因此，计算机设备移除候选段点云轨迹B2_1，进而得到不包括候选段点云轨迹B2_1的候选段点云轨迹B2’；同理，如果候选段点云轨迹B2还包括其他存在点云投影重叠情况的多个候选段点云轨迹，计算机设备可以按照上述方式移除；最终，候选段点云轨迹B2’中的任意两个候选段点云轨迹均不存在点云投影重叠情况，即，得到互不重叠的候选段点云轨迹。

在此基础上，计算机设备对候选段点云轨迹B2’进行连通搜索，以确定候选段点云轨迹B2’中与起始段点云轨迹相连通的拼接段点云轨迹C2’；由于候选段点云轨迹B2’中的任意两个候选段点云轨迹均不存在点云投影重叠情况，因此，拼接段点云轨迹C2’中的任意两段点云轨迹也不存在点云投影重叠情况，也就是说，计算机设备可以将拼接段点云轨迹C2’直接作为目标拼接段点云轨迹，并与起始段点云轨迹进行拼接，得到目标点云轨迹。

在图4示出的实施方式中，虽然可以保证最终形成的点云轨迹不存在点云投影重叠情况，但是难以最大限度地保证点云轨迹的连通性。具体而言，如果候选段点云轨迹B2_1和候选段点云轨迹B2_2中，仅候选段点云轨迹B2_1与起始段点云轨迹连通，而候选段点云轨迹B2_2与起始段点云轨迹不连通，那么，由于移除点云轨迹先于连通搜索，所以可能会误移除连通的候选段点云轨迹B2_1，保留不连通的候选段点云轨迹B2_2，难以最大限度保证点云轨迹的连通性。

基于此，在保证点云轨迹不存在点云投影重叠情况的基础上，最大限度确保点云轨迹的连通性，图5示出另一种实施方式。具体而言，计算机设备执行的步骤包括：将候选段点云轨迹中与起始段点云轨迹相连通的拼接段点云轨迹作为初始拼接段点云轨迹；若初始拼接段点云轨迹中的至少两个初始拼接段点云轨迹在高度方向上的投影存在点云投影重叠，则将至少两个初始拼接段点云轨迹中的其中一个初始拼接段点云轨迹作为目标拼接段点云轨迹，并且，将初始拼接段点云轨迹中除至少两个初始拼接段点云轨迹外的其他初始拼接段点云轨迹作为目标拼接段点云轨迹；将目标拼接段点云轨迹与起始段点云轨迹拼接形成目标点云轨迹。

示例性地，计算机设备得到初始段点云轨迹A并在初始段点云轨迹A中确定起始段点云轨迹后，对初始段点云轨迹A进行投影重叠搜索，确定候选段点云轨迹B3，其中，候选段点云轨迹B3包括候选段点云轨迹B3_1和候选段点云轨迹B3_2，且这两个候选段点云轨迹之间存在点云投影重叠，且与起始段点云轨迹连通仅为候选段点云轨迹B3_1。接着，计算机设备先对候选段点云轨迹B3进行连通搜索，确定与起始段点云轨迹相连通的拼接段点云轨迹C3，其中，拼接段点云轨迹C3中仅包括连通的候选段点云轨迹B3_1，不包括候选段点云轨迹B3_2。然后，计算机设备对拼接段点云轨迹C3进行投影重叠搜索，以判断拼接段点云轨迹C3是否包括任意两个拼接段点云轨迹存在点云投影重叠；若是，则选择保留其中一个拼接段点云轨迹，最终，计算机设备可以得到互不重叠的拼接段点云轨迹C3’，将拼接段点云轨迹C3’作为目标拼接段点云轨迹，并与起始段点云轨迹进行拼接，得到目标点云轨迹。

可见，在上述处理方式中，由于先进行连通搜索，此时可以将不连通的候选段点云轨迹B3_2从拼接段点云轨迹C3中剔除，避免先移除处理可能导致的误移除情况，最大限度地确保点云轨迹的连通性。

在一些实施例中，当前的目标点云轨迹对应的起始段点云轨迹是当前的多段点云轨迹中分布在较低高度的点云轨迹；针对当前的目标点云轨迹段的下一个的目标点云轨迹对应的起始段点云轨迹是下一个的多段点云轨迹中分布在较低高度的点云轨迹；其中，下一个的多段点云轨迹是当前的多段点云轨迹移除形成当前的目标点云轨迹的各段点云轨迹后得到的。

其中，在多段点云轨迹中确定分布在较低高度的点云轨迹的方式可以根据实际情况进行设置；例如，在多段点云轨迹中，将包括最低高度的点云的点云轨迹作为分布在较低高度的点云轨迹；又例如，将所包括的点云的平均高度较低的点云轨迹作为分布在较低高度的点云轨迹；再例如，将点云平均高度处于预设的较低高度范围内的点云轨迹作为分布在较低高度的点云轨迹。

示例性地，计算机设备在确定投影至当前投影平面的当前目标点云轨迹时，可以将初始段点云轨迹A中分布高度较低的初始段点云轨迹作为当前目标点云轨迹的起始段点云轨迹，并进行上述的投影重叠搜索和连通搜索，得到当前目标点云轨迹；接着，在确定投影至下一个投影平面的下一个目标点云轨迹时，计算机设备可以从初始段点云轨迹A中移除形成上述当前目标点云轨迹的各段点云轨迹，在移除后得到的点云轨迹中确定分布高度较低的点云轨迹，并作为下一个目标点云轨迹的起始段点云轨迹，然后进行上述的投影重叠搜索和连通搜索，得到下一个目标点云轨迹。计算机设备可以重复执行上述处理，直到没有剩余的点云轨迹。

可见，上述实施例中，沿着分布高度由低到高的方向，形成不同投影平面的目标点云轨迹，体现类似“种子由下往上生长”的点云轨迹形成方式，避免在处理过程中遗漏部分段点云轨迹，确保处理的完整性。

进一步地，图4介绍的实施例中，被移除的其中一个候选段点云轨迹是至少两个候选段点云轨迹中分布在较高高度的候选段点云轨迹。

其中，对于两个存在点云投影重叠的两段点云轨迹，分布在较高高度的点云轨迹可以根据实际情况设置；例如，两段点云轨迹包括的全部点云中，将包括最高高度点云的点云轨迹作为分布在较高高度的点云轨迹；又例如，两段点云轨迹在点云投影重叠处的点云中，将包括最高高度的点云投影重叠处的点云的点云轨迹作为分布在较高高度的点云轨迹；再例如，各段点云轨迹所包括的点云的平均高度中，将平均高度最高的点云轨迹作为分布在较高高度的点云轨迹；还例如，各段点云轨迹所包括的点云的平均高度中，将平均高度处于预设的较高高度范围的点云轨迹作为分布在较高高度的点云轨迹。

示例性地，在候选段点云轨迹B2_1和候选段点云轨迹B2_2存在点云投影重叠处的点云中，高度最高的点云属于候选段点云轨迹B2_2，那么可以将候选段点云轨迹B2_2作为分布在较高高度的点云轨迹，并移除候选段点云轨迹B2_2，同时保留分布高度较低的候选段点云轨迹B2_1。

可见，将分布高度较高的候选段点云轨迹作为移除对象，进一步体现上述“种子由下往上生长”的点云轨迹形成方式，避免在处理过程中遗漏部分段点云轨迹，确保处理的完整性。

进一步地，图5介绍的实施例中，被选择的其中一个初始拼接段点云轨迹是至少两个初始拼接段点云轨迹中分布在较低高度的初始拼接段点云轨迹。其中，选择分布在较低高度的点云轨迹的方式可以参照上述实施例的方式。示例性地，若拼接段点云轨迹C3包括拼接段点云轨迹C3_1和拼接段点云轨迹C3_2，二者存在点云投影重叠，且拼接段点云轨迹C3_1所包括的点云和拼接段点云轨迹C3_2所包括的点云中，最低高度的点云属于拼接段点云轨迹C3_1，那么可以将拼接段点云轨迹C3_1作为分布在较低高度的拼接段点云轨迹，并保留拼接段点云轨迹C3_1。

可见，将分布高度较低的拼接段点云轨迹作为保留对象，进一步体现上述“种子由下往上生长”的点云轨迹形成方式，避免在处理过程中遗漏部分段点云轨迹，确保处理的完整性。

在一些场景中，投影至第一投影平面的第一目标点云轨迹和投影至第二投影平面的第二目标点云轨迹并不相干，即二者在高度方向上的投影不存在点云投影重叠，可见，如果二者归入不同的投影平面，则需要创建不必要的投影平面，降低点云处理效率。

因此，为避免创建不必要的投影平面，提高点云处理效率，在一些实施例中，可以将上述第一目标点云轨迹和第二目标点云轨迹归入同一投影平面。对应地，第二目标点云轨迹可以看成是与第一目标点云轨迹不相干的点云轨迹，且形成第二目标点云轨迹的任一段点云轨迹与形成第一目标点云轨迹的任一段点云轨迹之间在高度方向上的投影不存在点云投影重叠。

在一些实施例中，计算机设备在形成上述不相干点云轨迹时，可以执行如下步骤：若各候选段点云轨迹之间在高度方向上的投影不存在点云投影重叠，则根据各候选段点云轨迹，得到第一点云轨迹集；其中，第一点云轨迹集所包括的各段点云轨迹是各候选段点云轨迹中除拼接段点云轨迹外的点云轨迹；基于第一点云轨迹集的各段点云轨迹所分布的高度与起始段点云轨迹所分布的高度之间的高度差，确定第一点云轨迹集中与起始段点云轨迹不相干的第一段点云轨迹；基于第一段点云轨迹、以及第一点云轨迹集中与第一段点云轨迹相连通的拼接段点云轨迹，形成不相干点云轨迹。

示例性地，如图6所示，针对不存在点云投影重叠的候选段点云轨迹B1，计算机设备可以根据候选段点云轨迹B1中除拼接段点云轨迹C1外的其他候选段点云轨迹，得到第一点云轨迹集(记为B1-C1)，在第一点云轨迹集B1-C1中，各段点云轨迹均不存在点云投影重叠。接着，计算机设备在第一点云轨迹集B1-C1中确定第一段点云轨迹，并对第一点云轨迹集B1-C1进行连通搜索，确定与第一段点云轨迹相连通的拼接段点云轨迹(记为D)；由于第一点云轨迹集B1-C1中，各段点云轨迹均不存在点云投影重叠，因此，得到的拼接段点云轨迹D各段之间也不存在点云投影重叠。也就是说，计算机设备可以直接对拼接段点云轨迹D与第一段点云轨迹进行拼接，得到不相干点云轨迹。

其中，在如图8示出的通道场景中，通道一般具有一定的可通行高度，以保证车辆、机器人等正常行驶。上述通道场景对应的点云轨迹处理可以包括车道线语义标注，通常情况下，在标注车道线时，仅保留贴近道路的点云。在仅保留贴近道路的点云的情况下，即使通道1和通道2在标注平面上靠得较近，只要通道1的地面和通道2的地面之间的高度差h1小于车辆的可通行高度，也可以将二者的点云轨迹归入投影至同一标注平面。这是因为：由于通道1的可通行高度的通行空间中不存在树木等障碍物，所以，通道1的s平面处不存在可以形成点云的树木等物体；在通道2采集点云过程中，即使通道1和通道2靠得较近导致通道2的点云采集范围R囊括通道1所处位置，但由于通道1的s平面处不存在树木，因此，通道2不会得到通道1的s平面处的点云，也就是说，通道2所保留的贴近地面的点云中不包括s平面处的点云，即不包括与通道1的贴近地面的点云形成重叠的点云。

因此，计算机设备在确定第一段点云轨迹时，可以基于第一点云轨迹集B1-C1中各段点云轨迹的分布高度与目标点云轨迹的起始段点云轨迹的分布高度之间的高度差确定。其中，两段点云轨迹之间的高度差的确定方式可以根据实际情况设置，例如，将各段点云轨迹所包括的点云的平均高度作为对应的分布高度，然后将点云的平均高度之间的差值作为两段点云轨迹的分布高度之间的高度差；又例如，先确定同一段点云轨迹包括的最低点云的高度与最高点云的高度的平均值，并将该平均值作为该段点云轨迹的分布高度，进而得到两段点云轨迹的分布高度之间的高度差。

更进一步地，如果存在某段点云轨迹的分布高度与上述目标点云轨迹的起始段点云轨迹的分布高度之间的高度差小于可通行高度(如车辆可通行高度)，那么计算机设备可以将该段点云轨迹作为第一段点云轨迹，也就是说，第一段点云轨迹所分布的高度与起始段点云轨迹所分布的高度之间的高度差小于可通行高度。

可以理解的是，在其他点云处理场景，如果所保留的点云是高度h2范围内的点云，此时，上述第一段点云轨迹所分布的高度与起始段点云轨迹所分布的高度之间的高度差可以大于高度h2且小于可通行高度。

示例性地，如果针对存在点云投影重叠的候选段点云轨迹B2或候选段点云轨迹B3，为进一步确保不相干点云轨迹和目标点云轨迹之间不存在点云投影重叠，计算机设备在形成不相干点云轨迹时，需要执行如下步骤：若至少两个候选段点云轨迹在高度方向上的投影存在点云投影重叠，则根据各候选段点云轨迹，得到第二点云轨迹集；其中，第二点云轨迹集所包括的各段点云轨迹是各候选段点云轨迹中与形成目标点云轨迹的任一段点云轨迹在高度方向上的投影均不存在点云投影重叠的点云轨迹；基于第二点云轨迹集的各段点云轨迹所分布的高度与起始段点云轨迹所分布的高度之间的高度差，确定第二点云轨迹集中与起始段点云轨迹不相干的第二段点云轨迹；根据第二点云轨迹集，得到第二点云轨迹子集；其中，第二点云轨迹子集所包括的各段点云轨迹是第二点云轨迹集中与第二段点云轨迹在高度方向上的投影不存在点云投影重叠的点云轨迹；基于第二段点云轨迹、以及第二点云轨迹子集中与第二段点云轨迹相连通的拼接段点云轨迹，形成不相干点云轨迹。

结合图7并以候选段点云轨迹B2为例介绍上述步骤：计算机设备先从候选段点云轨迹B2移除拼接段点云轨迹C2’、以及与拼接段点云轨迹C2’存在点云投影重叠的拼接段点云轨迹，得到第二点云轨迹集D(记为“B2-C2’-与C2’重叠”)，因此，得到的第二点云轨迹集D中的各段点云轨迹与形成目标点云轨迹的各段点云轨迹均不存在点云投影重叠。接着，计算机设备从第二点云轨迹集D中确定第二段点云轨迹，并在第二点云轨迹集D中确定与第二段点云轨迹不存在点云投影重叠的点云轨迹，得到第二点云轨迹子集E；然后，计算机设备在第二点云轨迹子集E中确定与第二段点云轨迹相连通的拼接段点云轨迹F，并对第二段点云轨迹与拼接段点云轨迹F进行拼接，得到不相干点云轨迹。

进一步地，计算机设备在确定第二段点云轨迹时，可以基于第二点云轨迹集D中各段点云轨迹的分布高度与目标点云轨迹的起始段点云轨迹的分布高度之间的高度差确定。更进一步地，如果存在某段点云轨迹的分布高度与上述目标点云轨迹的起始段点云轨迹的分布高度之间的高度差小于车辆可通行高度，那么计算机设备可以将该段点云轨迹作为第二段点云轨迹，也就是说，第二段点云轨迹所分布的高度与起始段点云轨迹所分布的高度之间的高度差小于车辆可通行高度。可以理解的是，第二段点云轨迹的确定方式可以参照上述第一段点云轨迹的确定方式，这里不赘述。

为了更好地理解上述方法，以下详细阐述一个本申请点云处理方法的应用实例。本应用实例具体可以包括以下步骤：

步骤S1，选择当前投影平面的当前起始段点云轨迹M；

计算机设备在初始段点云轨迹中，将分布高度较低的初始段点云轨迹作为当前起始段点云轨迹M。

步骤S2，确定候选段点云轨迹N；

计算机设备在初始段点云轨迹中确定与当前起始段点云轨迹M不存在点云投影重叠的候选段点云轨迹N。其中，如果候选段点云轨迹N中存在两个候选段点云轨迹存在点云投影重叠，则移除分布高度较高的候选段点云轨迹。

步骤S3，确定不相干点云轨迹的不相干起始段点云轨迹P；

若指定区域内存在可以归入同一投影平面的点云轨迹，但该点云轨迹与当前起始段点云轨迹M互不相干(如指定区域内有两个相隔较远的高架桥)，通过针对当前起始段点云轨迹M的连通搜索无法搜索到不相干的点云轨迹。因此，为了确定不相干点云轨迹，可以在候选段点云轨迹N中搜索是否存在分布高度与当前起始段点云轨迹M的分布高度之间的高度差小于阈值的点云轨迹，若是，则作为不相干点云轨迹的不相干起始段点云轨迹P。

步骤S4，在候选段点云轨迹N中，确定与当前起始段点云轨迹M相连通的拼接段点云轨迹，形成归入当前投影平面的当前目标点云轨迹；在候选段点云轨迹N中，确定与不相干起始段点云轨迹P相连通的拼接段点云轨迹，形成归入当前投影平面的不相干点云轨迹。

步骤S5，从初始段点云轨迹中移除当前投影平面的各段点云轨迹，并重复步骤S1至S4的过程以确定下一个投影平面的点云轨迹，直到全部的点云轨迹均被处理。

其中，上述连通搜索时可以利用递归方式进行，如kdtree递归搜索；kdtree搜索是k-dimensional树(k维树)的简称，是一种对k维空间中的实例点进行存储以便对其进行快速检索的树形数据结构。

可见，在本应用实例中，由于拼接段点云轨迹和起始段点云轨迹之间相互连通，即使其分布高度差异较大，也会基于相互连通特性形成连通的目标点云轨迹，进而在该连通的目标点云轨迹上进行语义标注等处理，保证语义标注处理的连续性；另外，由于拼接段点云轨迹属于候选段点云轨迹，且候选段点云轨迹与起始段点云轨迹在高度方向上不存在点云投影重叠，因此，拼接段点云轨迹与起始段点云轨迹之间也不存在沿高度方向上的点云投影重叠，也就是说，基于拼接段点云轨迹与起始段点云轨迹形成的上述连通的目标点云轨迹不存在沿高度方向上的点云投影重叠，即在标注平面上不存在点云投影重叠，因此，可以在标注平面上对上述连通的目标点云轨迹进行准确的语义标注。

另外，本应用实例在候选段点云轨迹N中搜索不相干起始段点云轨迹P，借鉴多种子连通区域搜索的思想，将不相干的点云轨迹归入同一投影平面，避免创建不必要的投影平面。并且，通过递归搜索，可以快速确定相连通的各段点云轨迹，且保证点云轨迹的完整性和连通性。

其中，本申请的点云处理方法可以应用于立交桥、多层隧道等具有多层结构点云地图的场景中，图9为本申请的点云处理方法应用于立交桥场景得到的各个投影平面的点云轨迹，验证了本申请的点云处理方法的处理效果，具有较好的普适性。

应该理解的是，虽然图1至图9的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1至图9中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图10所示，提供了一种点云处理装置，包括：

点云轨迹获取模块1001，用于获取从原始点云轨迹划分的分布在不同高度的多段点云轨迹；

候选段点云轨迹确定模块1002，用于基于在所述多段点云轨迹中所确定的起始段点云轨迹，获取所述多段点云轨迹中与所述起始段点云轨迹在所述高度方向上的投影不存在点云投影重叠的候选段点云轨迹；

拼接段点云轨迹确定模块1003，用于确定所述候选段点云轨迹中与所述起始段点云轨迹相连通的拼接段点云轨迹；

点云轨迹形成模块1004，用于基于所述拼接段点云轨迹与所述起始段点云轨迹，形成目标点云轨迹。

在一个实施例中，点云轨迹形成模块1004，进一步用于若各拼接段点云轨迹之间在所述高度方向上的投影均不存在所述点云投影重叠，则将所述各拼接段点云轨迹作为目标拼接段点云轨迹；将所述目标拼接段点云轨迹与所述起始段点云轨迹拼接形成所述目标点云轨迹。

在一个实施例中，拼接段点云轨迹确定模块1003，进一步用于判断所述候选段点云轨迹中是否存在至少两个候选段点云轨迹在所述高度方向上的投影存在所述点云投影重叠；若是，则在所述候选段点云轨迹中移除所述至少两个候选段点云轨迹中的其中一个候选段点云轨迹；确定移除处理后的候选段点云轨迹中与所述起始段点云轨迹相连通的拼接段点云轨迹；其中，各拼接段点云轨迹之间在所述高度方向上的投影均不存在所述点云投影重叠。

在一个实施例中，被移除的所述其中一个候选段点云轨迹是所述至少两个候选段点云轨迹中分布在较高高度的候选段点云轨迹。

在一个实施例中，点云轨迹形成模块1004，进一步用于将所述候选段点云轨迹中与所述起始段点云轨迹相连通的拼接段点云轨迹作为初始拼接段点云轨迹；若所述初始拼接段点云轨迹中的至少两个初始拼接段点云轨迹在所述高度方向上的投影存在所述点云投影重叠，则将所述至少两个初始拼接段点云轨迹中的其中一个初始拼接段点云轨迹作为目标拼接段点云轨迹，并且，将所述初始拼接段点云轨迹中除所述至少两个初始拼接段点云轨迹外的其他初始拼接段点云轨迹作为所述目标拼接段点云轨迹；将所述目标拼接段点云轨迹与所述起始段点云轨迹拼接形成所述目标点云轨迹。

在一个实施例中，被选择的所述其中一个初始拼接段点云轨迹是所述至少两个初始拼接段点云轨迹中分布在较低高度的初始拼接段点云轨迹。

在一个实施例中，当前的目标点云轨迹对应的起始段点云轨迹是当前的多段点云轨迹中分布在较低高度的点云轨迹；针对所述当前的目标点云轨迹段的下一个的目标点云轨迹对应的起始段点云轨迹是下一个的多段点云轨迹中分布在较低高度的点云轨迹；其中，所述下一个的多段点云轨迹是所述当前的多段点云轨迹移除形成所述当前的目标点云轨迹的各段点云轨迹后得到的。

在一个实施例中，针对与所述目标点云轨迹归入沿所述高度方向的同一投影平面的不相干点云轨迹，形成所述不相干点云轨迹的任一段点云轨迹与形成所述目标点云轨迹的任一段点云轨迹之间在所述高度方向上的投影不存在所述点云投影重叠。

在一个实施例中，所述装置还包括不相干点云轨迹形成模块，用于若各候选段点云轨迹之间在所述高度方向上的投影不存在所述点云投影重叠，则根据所述各候选段点云轨迹，得到第一点云轨迹集；其中，所述第一点云轨迹集所包括的各段点云轨迹是所述各候选段点云轨迹中除所述拼接段点云轨迹外的点云轨迹；基于所述第一点云轨迹集的各段点云轨迹所分布的高度与所述起始段点云轨迹所分布的高度之间的高度差，确定所述第一点云轨迹集中与所述起始段点云轨迹不相干的第一段点云轨迹；基于所述第一段点云轨迹、以及所述第一点云轨迹集中与所述第一段点云轨迹相连通的拼接段点云轨迹，形成所述不相干点云轨迹。

在一个实施例中，所述装置还包括不相干点云轨迹形成模块，还用于若至少两个候选段点云轨迹在所述高度方向上的投影存在所述点云投影重叠，则根据各候选段点云轨迹，得到第二点云轨迹集；其中，所述第二点云轨迹集所包括的各段点云轨迹是所述各候选段点云轨迹中与所述形成所述目标点云轨迹的任一段点云轨迹在所述高度方向上的投影均不存在所述点云投影重叠的点云轨迹；基于所述第二点云轨迹集的各段点云轨迹所分布的高度与所述起始段点云轨迹所分布的高度之间的高度差，确定所述第二点云轨迹集中与所述起始段点云轨迹不相干的第二段点云轨迹；根据所述第二点云轨迹集，得到第二点云轨迹子集；其中，所述第二点云轨迹子集所包括的各段点云轨迹是所述第二点云轨迹集中与所述第二段点云轨迹在所述高度方向上的投影不存在所述点云投影重叠的点云轨迹；基于所述第二段点云轨迹、以及所述第二点云轨迹子集中与所述第二段点云轨迹相连通的拼接段点云轨迹，形成所述不相干点云轨迹。

在一个实施例中，所述第一段点云轨迹所分布的高度与所述起始段点云轨迹所分布的高度之间的高度差小于车辆可通行高度，和/或，所述第二段点云轨迹所分布的高度与所述起始段点云轨迹所分布的高度之间的高度差小于所述车辆可通行高度。

关于点云处理装置的具体限定可以参见上文中对于点云处理方法的限定，在此不再赘述。上述点云处理装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图11所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种点云处理方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图11中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述各个方法实施例中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述各个方法实施例中的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上的实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种点云处理方法，其特征在于，所述方法包括：

获取从原始点云轨迹划分的分布在不同高度的多段点云轨迹，并得到在所述多段点云轨迹中确定的起始段点云轨迹；

基于对所述多段点云轨迹的投影重叠搜索，确定所述多段点云轨迹中与所述起始段点云轨迹在所述高度方向上不存在点云投影重叠的候选段点云轨迹，得到候选段点云轨迹集；

形成针对所述起始段点云轨迹的目标点云轨迹的方式为：

以所述起始段点云轨迹为起始，对所述候选段点云轨迹集进行连通搜索，将所述候选段点云轨迹集中与所述起始段点云轨迹相连通的候选段点云轨迹作为拼接段点云轨迹，得到拼接段点云轨迹集；

若基于对所述拼接段点云轨迹集的投影重叠搜索，确定所述拼接段点云轨迹集包括点云投影重叠的两个拼接段点云轨迹，则从所述拼接段点云轨迹集中，移除所述两个拼接段点云轨迹的其中一个拼接段点云轨迹；所述两个拼接段点云轨迹的另一个拼接段点云轨迹被保留在移除处理后的拼接段点云轨迹集中；

基于移除处理后的拼接段点云轨迹集所包括的拼接段点云轨迹与所述起始段点云轨迹的拼接，形成目标点云轨迹；

或者，

若基于对所述候选段点云轨迹集的投影重叠搜索，确定所述候选段点云轨迹集包括点云投影重叠的两个候选段点云轨迹，则从所述候选段点云轨迹集中，移除所述两个候选段点云轨迹的其中一个候选段点云轨迹；所述两个候选段点云轨迹的另一个候选段点云轨被保留在移除处理后的候选段点云轨迹集中；

以所述起始段点云轨迹为起始，对移除处理后的候选段点云轨迹集进行连通搜索，将与所述起始段点云轨迹相连通的候选段点云轨迹作为拼接段点云轨迹；

基于所述拼接段点云轨迹与所述起始段点云轨迹段的拼接，形成目标点云轨迹。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述起始段点云轨迹是所述多段点云轨迹中分布在较低高度的点云轨迹时，被移除的所述其中一个拼接段点云轨迹所分布的高度高于被保留的所述另一个拼接段点云轨迹所分布的高度；

或，所述起始段点云轨迹是所述多段点云轨迹中分布在较低高度的点云轨迹时，被移除的所述其中一个候选段点云轨迹所分布的高度高于被保留的所述另一个候选段点云轨迹所分布的高度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

当前的目标点云轨迹对应的起始段点云轨迹是当前的多段点云轨迹中分布在较低高度的点云轨迹；

针对所述当前的目标点云轨迹段的下一个的目标点云轨迹对应的起始段点云轨迹是下一个的多段点云轨迹中分布在较低高度的点云轨迹；

其中，所述下一个的多段点云轨迹是所述当前的多段点云轨迹移除形成所述当前的目标点云轨迹的各段点云轨迹后得到的。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

针对与所述目标点云轨迹归入沿所述高度方向的同一投影平面的不相干点云轨迹，形成所述不相干点云轨迹的任一段点云轨迹与形成所述目标点云轨迹的任一段点云轨迹之间在所述高度方向上的投影不存在所述点云投影重叠。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述方法还包括：

若各候选段点云轨迹之间在所述高度方向上的投影不存在所述点云投影重叠，则根据所述各候选段点云轨迹，得到第一点云轨迹集；其中，所述第一点云轨迹集所包括的各段点云轨迹是所述各候选段点云轨迹中除所述拼接段点云轨迹外的点云轨迹；

基于所述第一点云轨迹集的各段点云轨迹所分布的高度与所述起始段点云轨迹所分布的高度之间的高度差，确定所述第一点云轨迹集中与所述起始段点云轨迹不相干的第一段点云轨迹；

基于所述第一段点云轨迹、以及所述第一点云轨迹集中与所述第一段点云轨迹相连通的拼接段点云轨迹，形成所述不相干点云轨迹。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述方法还包括：

若至少两个候选段点云轨迹在所述高度方向上的投影存在所述点云投影重叠，则根据各候选段点云轨迹，得到第二点云轨迹集；其中，所述第二点云轨迹集所包括的各段点云轨迹是所述各候选段点云轨迹中与所述形成所述目标点云轨迹的任一段点云轨迹在所述高度方向上的投影均不存在所述点云投影重叠的点云轨迹；

基于所述第二点云轨迹集的各段点云轨迹所分布的高度与所述起始段点云轨迹所分布的高度之间的高度差，确定所述第二点云轨迹集中与所述起始段点云轨迹不相干的第二段点云轨迹；

根据所述第二点云轨迹集，得到第二点云轨迹子集；其中，所述第二点云轨迹子集所包括的各段点云轨迹是所述第二点云轨迹集中与所述第二段点云轨迹在所述高度方向上的投影不存在所述点云投影重叠的点云轨迹；

基于所述第二段点云轨迹、以及所述第二点云轨迹子集中与所述第二段点云轨迹相连通的拼接段点云轨迹，形成所述不相干点云轨迹。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，第一段点云轨迹所分布的高度与所述起始段点云轨迹所分布的高度之间的高度差小于车辆可通行高度，和/或，第二段点云轨迹所分布的高度与所述起始段点云轨迹所分布的高度之间的高度差小于所述车辆可通行高度。

8.一种点云处理装置，其特征在于，所述装置包括：

点云轨迹获取模块，用于获取从原始点云轨迹划分的分布在不同高度的多段点云轨迹，并得到在所述多段点云轨迹中确定的起始段点云轨迹；

候选段点云轨迹确定模块，用于基于对所述多段点云轨迹的投影重叠搜索，确定所述多段点云轨迹中与所述起始段点云轨迹在所述高度方向上不存在点云投影重叠的候选段点云轨迹，得到候选段点云轨迹集；

点云轨迹形成模块，用于通过如下方式形成针对所述起始段点云轨迹的目标点云轨迹：

以所述起始段点云轨迹为起始，对所述候选段点云轨迹集进行连通搜索，将所述候选段点云轨迹集中与所述起始段点云轨迹相连通的候选段点云轨迹作为拼接段点云轨迹，得到拼接段点云轨迹集；

若基于对所述拼接段点云轨迹集的投影重叠搜索，确定所述拼接段点云轨迹集包括点云投影重叠的两个拼接段点云轨迹，则从所述拼接段点云轨迹集中，移除所述两个拼接段点云轨迹的其中一个拼接段点云轨迹；所述两个拼接段点云轨迹的另一个拼接段点云轨迹被保留在移除处理后的拼接段点云轨迹集中；

基于移除处理后的拼接段点云轨迹集所包括的拼接段点云轨迹与所述起始段点云轨迹的拼接，形成目标点云轨迹；

或者，

若基于对所述候选段点云轨迹集的投影重叠搜索，确定所述候选段点云轨迹集包括点云投影重叠的两个候选段点云轨迹，则从所述候选段点云轨迹集中，移除所述两个候选段点云轨迹的其中一个候选段点云轨迹；所述两个候选段点云轨迹的另一个候选段点云轨被保留在移除处理后的候选段点云轨迹集中；

以所述起始段点云轨迹为起始，对移除处理后的候选段点云轨迹集进行连通搜索，将与所述起始段点云轨迹相连通的候选段点云轨迹作为拼接段点云轨迹；

基于所述拼接段点云轨迹与所述起始段点云轨迹段的拼接，形成目标点云轨迹。

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法。

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