CN118154795A - 一种地面生成方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地面生成方法、装置、电子设备及存储介质。包括：获取车辆行驶过程中的环境点云数据，对环境点云数据进行网格划分，其中，每一网格尺寸小于预设尺寸；确定每一网格中的第一特征点和第二特征点，第一特征点为网格中的高度最低点，第二特征点为相对于第一特征点的预设高度范围中的高度最低点；基于车辆预设范围内的多个网格中第一特征点和第二特征点进行平面拟合，得到基准平面，基于基准平面确定车辆预设范围内的地面；基于车辆预设范围外的网格中的点云数据进行平面拟合，得到候选网格平面，基于车辆预设范围内的地面和车辆预设范围外的候选网格平面形成环境地面。减少了数据处理量，提高了基于点云数据进行地面生成的准确性。

Description

一种地面生成方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种地面生成方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

自动驾驶技术正在迅速发展，在实现自动驾驶的过程中，三维点云分割技术扮演着至关重要的角色。

在自动驾驶中，激光雷达等传感器收集到的环境信息通常以点云的形式表示。通过对采集到的点云进行分割，自动驾驶系统可以实时检测和识别道路上的障碍物，如其他车辆、行人、自行车等。这为车辆规划路径、避免碰撞和决策提供了重要的信息。常见的点云分割算法主要分为以下几类：基于几何特征的分割算法、基于模型拟合的分割算法和基于深度学习的分割算法等。

基于上述的现有技术方案，可以实现在点云密集且地面连续的简单场景下具有切实可行的有效性，但是在车多、挂车、雨天的复杂情况下，拟合出的平面可能不是地面，或者难以拟合出地面，使得拟合出的地面结果不准确，会造成后期分割的难度。

发明内容

本发明提供了一种地面生成方法、装置、电子设备及存储介质，以解决根据点云数据确定地面的准确性差的问题、在复杂场景下难以根据点云数据确定地面的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种地面生成方法，包括：

获取车辆行驶过程中的环境点云数据，对环境点云数据进行网格划分，其中，每一网格尺寸小于预设尺寸；

确定每一网格中的第一特征点和第二特征点，第一特征点为网格中的高度最低点，第二特征点为相对于第一特征点的预设高度范围中的高度最低点；

基于车辆预设范围内的多个网格中第一特征点和第二特征点进行平面拟合，得到基准平面，基于基准平面确定车辆预设范围内的地面；

基于车辆预设范围外的网格中的点云数据进行平面拟合，得到候选网格平面，基于车辆预设范围内的地面和车辆预设范围外的候选网格平面形成环境地面。

可选的，基于基准平面确定车辆预设范围内的地面，包括：

基于基准平面中的随机特征点，生成多个候选平面；

基于水平面和车辆预设范围内的特征点对候选平面进行有效性判定，在多个候选平面中确定车辆预设范围内的地面。

可选的，基于水平面和车辆预设范围内的特征点对候选平面进行有效性判定，在多个候选平面中确定车辆预设范围内的地面，包括：

若候选平面与水平面的夹角大于夹角阈值，则确定候选平面为无效平面；

确定车辆预设范围内的特征点与候选平面之间的距离，确定距离小于距离阈值的特征点数量，通过特征点数量确定候选平面的有效性程度；

将候选平面与水平面的夹角小于夹角阈值，且最大特征点数量对应的候选平面确定为车辆预设范围内的地面。

可选的，基于车辆预设范围内的地面和车辆预设范围外的候选网格平面形成环境地面，包括：

基于车辆预设范围内的地面和/或已确定为平面的候选网格平面，对相邻的待判定候选网格平面进行判定；

在待判定候选网格平面不属于地面的情况下，对待判定候选网格平面进行更新；

基于判定为地面的候选网格平面或更新后的候选网格平面，与车辆预设范围内的地面形成环境地面。

可选的，基于车辆预设范围内的地面和/或已确定为平面的候选网格平面，对相邻的待判定候选网格平面进行判定，包括：

对于任一待判定候选网格平面，在车辆预设范围内的地面和/或已确定为平面的候选网格平面中确定待判定候选网格平面的多个邻域网格平面；

基于多个邻域网格平面与待判定候选网格平面的高度差，对待判定候选网格平面进行判定。

可选的，对待判定候选网格平面进行更新，包括：

确定待判定候选网格平面的多个邻域网格平面，基于多个邻域网格平面的平面参数确定更新后的候选网格平面。

可选的，环境点云数据通过多个扫描设备扫描得到，相邻扫描设备扫描得到的点云数据存在重叠区域；

方法还包括：对于重叠区域，基于已生成地面的高度范围内点云数据进行平面拟合，在得到新平面的情况下，对新平面和已生成地面进行验证，确定重叠区域的目标地面。

根据本发明的另一方面，提供了一种地面生成装置，包括：

数据获取模块，用于获取车辆行驶过程中的环境点云数据，对环境点云数据进行网格划分，其中，每一网格尺寸小于预设尺寸；

特征点确定模块，用于确定每一网格中的第一特征点和第二特征点，第一特征点为网格中的高度最低点，第二特征点为相对于第一特征点的预设高度范围中的高度最低点；

预设范围地面确定模块，用于基于车辆预设范围内的多个网格中第一特征点和第二特征点进行平面拟合，得到基准平面，基于基准平面确定车辆预设范围内的地面；

环境地面确定模块，用于基于车辆预设范围外的网格中的点云数据进行平面拟合，得到候选网格平面，基于车辆预设范围内的地面和车辆预设范围外的候选网格平面形成环境地面。

根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，计算机程序被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的地面生成方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例的地面生成方法。

本发明实施例的技术方案，通过获取车辆行驶过程中的环境点云数据，对环境点云数据进行网格划分，其中，每一网格尺寸小于预设尺寸；确定每一网格中的第一特征点和第二特征点，第一特征点为网格中的高度最低点，第二特征点为相对于第一特征点的预设高度范围中的高度最低点；基于车辆预设范围内的多个网格中第一特征点和第二特征点进行平面拟合，得到基准平面，基于基准平面确定车辆预设范围内的地面；可以减少数据处理量，提高对点云数据的处理速度和确定基准平面的速度。基于车辆预设范围外的网格中的点云数据进行平面拟合，得到候选网格平面，基于车辆预设范围内的地面和车辆预设范围外的候选网格平面形成环境地面，解决了多雷达扫描的多组点云数据的重叠区域之间的误差。本方案通过对点云数据进行处理得到对应的地面，在不需要对环境点云数据满足密集且连续的特征场景下才可以确定地面，可以对于点云稀疏/地面不连续/地面粗糙不平等复杂场景下，也可以确定环境点云数据对应的地面，减少数据处理量，提高对点云数据的处理速度以及确定环境地面的速度。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1是本发明实施例一提供的一种地面生成方法的流程图；

图2是本发明实施例二提供的一种地面生成方法的流程图；

图3是本发明实施例三提供的一种地面生成方法的流程图；

图4是本发明实施例四提供的一种地面生成装置的结构示意图；

图5是实现本发明实施例的地面生成方法的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种地面生成方法的流程图，本实施例可适用于基于点云数据确定地面的情况，该方法可以由地面生成装置来执行，该地面生成装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该地面生成装置可配置于车载电脑、计算机等电子设备中。如图1所示，该方法包括：

S110、获取车辆行驶过程中的环境点云数据，对环境点云数据进行网格划分，其中，每一网格尺寸小于预设尺寸。

其中，环境点云数据指的是表征环境特征信息的空间点的数据集合，包含点云中各点的位置信息、颜色、分类值、强度值、时间等信息，可以表示环境中的三维形状或对象，通常由三维扫描设备采集环境点云数据，示例性的，三维扫描设备包含但不限于激光雷达设备。网格划分具体可以理解为是将三维扫描设备所扫描到的区域用网格进行处理，每个栅格点云代表空间的一小块区域，内含一部分点云数据，预设尺寸可以根据实际需求进行设定，划分每一个网格的尺寸应小于预设尺寸，示例性的，按照每个网格为0.5m×0.5m×0.5m的尺寸进行三维网格划分，或者按照每个网格为0.5m×0.5m的尺寸进行二维网格划分。

具体的，根据车载激光雷达扫描设备采集车辆附近的环境点云数据，按照小于预设尺寸大小的网格尺寸对所采集的环境点云数据进行网格化处理。

示例性，车载激光雷达扫描设备采集车辆附近的环境点云数据，每个网格选取邻域共7×7×7个网格，各邻域网格的大小为0.5m×0.5m×0.5m，即划分处理后的每一网格为3.5m×3.5m×3.5m的正方形。

在本实施例中，采用小于预设尺寸的网格尺寸进行网格划分，将环境点云数据划分为小尺寸网格有利于有坡度的地面的局部拟合，有助于提高后续生成车辆附近的环境点云数据对应的地面的准确性。

S120、确定每一网格中的第一特征点和第二特征点，第一特征点为网格中的高度最低点，第二特征点为相对于第一特征点的预设高度范围中的高度最低点。

具体的，根据网格划分结果中的每一个三维网格中的点云数据的位置信息，确定每一三维网格中的最低点，选取每个网格中的高度最低点作为第一特征点，相对于第一特征点的预设高度范围中的高度的点作为最低点，即作为第二特征点。其中，预设高度范围的设定可根据划分网格选取的网格尺寸进行确定。示例性的，上述实施例中划分网格选取的网格尺寸为每个网格为0.5m×0.5m×0.5m，预设高度范围为0.1m-0.5m。

在一个具体的实施例中，采用的网格尺寸为0.5m×0.5m×0.5m，将环境点云数据进行网格划分后，得到三维网格，可以选取最低层的每个网格中的最低点作为第一特征点，预设高度范围设置为0.1m-0.5m，因此可以选取次底层的每个网格中的最低点作为第二特征点。

在本实施例中，提出选取每一网格中的第一特征点和第二特征点的方法，得到的环境点云数据包含每一网格中的第一特征点和第二特征点，用于后续进行平面拟合和环境地面的确定，有效地减少点云数据的处理量，提高了环境地面确定的快速性。由于环境点云数据的标定误差以及地面凹陷的可能性，最低点不一定就是地面点，通过选取每一网格中的第一特征点和第二特征点的方法，增加了地面点的选取，使得地面拟合更为可靠。

S130、基于车辆预设范围内的多个网格中第一特征点和第二特征点进行平面拟合，得到基准平面，基于基准平面确定车辆预设范围内的地面。

可选的，在对环境点云数据进行网格化处理后得到三维网格，通过判断每一三维网格中的点云数据的数量是否满足预设点云数量阈值，如果满足，则保留该三维网格，如果不满足，则删除该三维网格，可以有效避免无效点云数据的干扰，提高后续根据环境点云数据确定环境地面的准确性。在基于车辆预设范围内的多个网格中第一特征点和第二特征点进行平面拟合确定基准平面之前，将删除无效三维网格后得到的有效三维网格投影到二维网格中。可以理解的是，每一三维网格中的第一特征点和第二特征点也是二维网格中的每一网格的第一特征点和第二特征点。

具体的，选取车辆预设范围为10m×10m，获取以车辆为中心，获取10m×10m范围内的网格及各网格内的第一特征点和第二特征点。基于多个网格中第一特征点和第二特征点进行平面拟合，将根据多个网格中第一特征点和第二特征点拟合出一个大平面作为基准平面，这个基准平面即为车辆预设范围内的地面拟合。再根据基准平面对车辆预设范围内的每一网格中的第一特征点和第二特征点所拟合得到的拟合平面进行筛选，将满足预设拟合平面条件的拟合平面保留，反之，将其删除，最终由保留的多个拟合平面组合得到车辆预设范围内的更为细致的地面。其中，基准平面的拟合方法和每个网格的平面拟合方法均可以采用RANSAC(Random sample consensus，随机采样一致性)平面拟合方法。

S140、基于车辆预设范围外的网格中的点云数据进行平面拟合，得到候选网格平面，基于车辆预设范围内的地面和车辆预设范围外的候选网格平面形成环境地面。

具体的，以基准平面为中心，根据基准平面外的每一个网格中的点云数据进行平面拟合，将满足预设平面条件的拟合平面作为候选网格平面，其中，预设平面条件可以根据实际需求进行设定，示例性的，可以设置获取的候选平面与车辆预设范围内的地面之间的高度差是否满足预设范围，如果满足，则可以将对应的拟合平面作为候选网格平面。遍历车辆预设范围外的网格中的点云数据，得到每一网格对应的网格平面，进而筛选出满足预设平面条件的拟合平面，确定所有的候选网格平面，将车辆预设范围内的地面和车辆预设范围外的候选网格平面组合得到环境地面。

进一步地，环境点云数据通过多个扫描设备扫描得到，相邻扫描设备扫描得到的点云数据存在重叠区域；方法还包括：对于重叠区域，基于已生成地面的高度范围内点云数据进行平面拟合，在得到新平面的情况下，对新平面和已生成地面进行验证，确定重叠区域的目标地面。

具体的，为了防止出现雷达扫描盲区，在车辆的前后左右安装多个扫描设备，相邻扫描设备扫描得到的点云数据存在重叠区域，可以通过二次拟合的方法对重叠区域进行处理，即在已经生成地面的高度范围内选取多个点，然后基于多个点进行平面拟合，如果能够拟合出有效平面，且该有效平面与已生成地面之间的平面夹角小于预设平面夹角阈值，则认为该有效平面为重叠区域的目标平面，示例性的，已经生成地面的高度范围设置为03m，预设平面夹角阈值设置为5度。

本实施例的技术方案，通过获取车辆行驶过程中的环境点云数据，对环境点云数据进行网格划分，其中，每一网格尺寸小于预设尺寸；确定每一网格中的第一特征点和第二特征点，第一特征点为网格中的高度最低点，第二特征点为相对于第一特征点的预设高度范围中的高度最低点；基于车辆预设范围内的多个网格中第一特征点和第二特征点进行平面拟合，得到基准平面，基于基准平面确定车辆预设范围内的地面；可以减少数据处理量，提高对点云数据的处理速度和确定基准平面的速度。基于车辆预设范围外的网格中的点云数据进行平面拟合，得到候选网格平面，基于车辆预设范围内的地面和车辆预设范围外的候选网格平面形成环境地面，解决了多雷达扫描的多组点云数据的重叠区域之间的误差。通过本方案通过对点云数据进行处理得到对应的地面，在不需要对环境点云数据满足密集且连续的特征场景下才可以确定地面，可以对于点云稀疏、地面不连续、地面粗糙不平等复杂场景下，也可以确定环境点云数据对应的地面，减少数据处理量，提高对点云数据的处理速度以及确定环境地面的速度和准确性。

实施例二

图2是本发明实施例二提供的一种地面生成方法的流程图，本实施例对上述实施例的方法的进一步细化，可选的，基于基准平面中的随机特征点，生成多个候选平面；基于水平面和车辆预设范围内的特征点对候选平面进行有效性判定，在多个候选平面中确定车辆预设范围内的地面。如图2所示，该方法包括：

S210、获取车辆行驶过程中的环境点云数据，对环境点云数据进行网格划分，其中，每一网格尺寸小于预设尺寸。

S220、确定每一网格中的第一特征点和第二特征点，第一特征点为网格中的高度最低点，第二特征点为相对于第一特征点的预设高度范围中的高度最低点。

S230、基于车辆预设范围内的多个网格中第一特征点和第二特征点进行平面拟合，得到基准平面。

S240、基于基准平面中的随机特征点，生成多个候选平面。

具体的，随机选取基准平面中的多个特征点，基于多个特征点进行平面拟合，得到对应的拟合平面，可以设置多次选取基准平面中的随机特征点，对每一次选取的随机特征点进行平面拟合，得到对应的拟合平面，所有得到的拟合平面作为候选平面。

S250、基于水平面和车辆预设范围内的特征点对候选平面进行有效性判定，在多个候选平面中确定车辆预设范围内的地面。

具体的，可以通过判断水平面、车辆预设范围内的特征点确定的平面、候选平面是否满足预设有效性判定规则，从多个候选平面中确定满足有效性判定规则的候选平面，即得到车辆预设范围内的地面。可选的，基于水平面和车辆预设范围内的特征点对候选平面进行有效性判定，在多个候选平面中确定车辆预设范围内的地面，包括：若候选平面与水平面的夹角大于夹角阈值，则确定候选平面为无效平面；确定车辆预设范围内的特征点与候选平面之间的距离，确定距离小于距离阈值的特征点数量，通过特征点数量确定候选平面的有效性程度；将候选平面与水平面的夹角小于夹角阈值，且最大特征点数量对应的候选平面确定为车辆预设范围内的地面。

具体的，根据以下步骤确定车辆预设范围内的候选平面和对候选平面进行有效性判定：

步骤1，随机选取车辆预设范围内的三个特征点，基于三个特征点进行平面拟合，确定对应的拟合平面；

步骤2，判断该拟合平面与水平面的夹角是否小于夹角阈值，如果不满足，则将该拟合平面删除；如果满足，则将该拟合平面保留，作为一个候选平面；

步骤3，计算车辆预设范围内除了上述随机选取的三个特征点之外的特征点到该拟合平面的距离，判断得到的距离是否满足小于预设距离阈值，如果满足，则将该拟合平面对应的内点数的值加一，反之，不加一；

步骤4，按照预设迭代次数重复上述操作，直到完成所有的迭代次数，得到所有的候选平面，选取候选平面中内点数量最多的候选平面作为有效平面。

将通过上述步骤确定的有效平面作为车辆预设范围内的地面。

S260、基于车辆预设范围外的网格中的点云数据进行平面拟合，得到候选网格平面，基于车辆预设范围内的地面和车辆预设范围外的候选网格平面形成环境地面。

本实施例的技术方案，通过获取车辆行驶过程中的环境点云数据，对环境点云数据进行网格划分，其中，每一网格尺寸小于预设尺寸，确定每一网格中的第一特征点和第二特征点，第一特征点为网格中的高度最低点，第二特征点为相对于第一特征点的预设高度范围中的高度最低点；基于车辆预设范围内的多个网格中第一特征点和第二特征点进行平面拟合，得到基准平面；通过将环境点云数据划分为多个小的网格，再选取符合每个网格中的第一特征点和第二特征点，有效地减少了点云数据的处理量，提高基准平面的确定速度，在选取第一特征点的基础上增加第二特征点，提高了基准平面拟合的可靠性。基于基准平面中的随机特征点，生成多个候选平面；基于水平面和车辆预设范围内的特征点对候选平面进行有效性判定，在多个候选平面中确定车辆预设范围内的地面；通过对候选平面的有效性判定，提高了确定车辆预设范围内的地面的准确性。基于车辆预设范围外的网格中的点云数据进行平面拟合，得到候选网格平面，基于车辆预设范围内的地面和车辆预设范围外的候选网格平面形成环境地面。实现了通过网格化环境点云数据并确定每个网格中的特征点，基于各网格特征点得到基准平面和候选网格平面，再对候选网格平面进行有效性判定处理，得到有效平面，确定车辆预设范围内的地面，提高了确定车辆预设范围内的地面的准确性，有助于提高基于环境点云数据生成地面的准确性。

实施例三

图3是本发明实施例三提供的一种地面生成方法的流程图，本实施例对上述实施例的方法的进一步细化，可选的，基于车辆预设范围内的地面和/或已确定为平面的候选网格平面，对相邻的待判定候选网格平面进行判定；在待判定候选网格平面不属于地面的情况下，对待判定候选网格平面进行更新；基于判定为地面的候选网格平面或更新后的候选网格平面，与车辆预设范围内的地面形成环境地面。如图3所示，该方法包括：

S310、获取车辆行驶过程中的环境点云数据，对环境点云数据进行网格划分，其中，每一网格尺寸小于预设尺寸。

S320、确定每一网格中的第一特征点和第二特征点，第一特征点为网格中的高度最低点，第二特征点为相对于第一特征点的预设高度范围中的高度最低点。

S330、基于车辆预设范围内的多个网格中第一特征点和第二特征点进行平面拟合，得到基准平面，基于基准平面确定车辆预设范围内的地面。

S340、基于车辆预设范围外的网格中的点云数据进行平面拟合，得到候选网格平面。

S350、基于车辆预设范围内的地面和/或已确定为平面的候选网格平面，对相邻的待判定候选网格平面进行判定。

其中，待判定候选网格平面具体可以理解为是车辆预设范围内的地面相邻的网格中的特征点进行平面拟合得到的网格平面，或者，可以是已确定为平面的候选网格平面的相邻的网格中的特征点进行平面拟合得到的网格平面。

具体的，以车辆预设范围内的地面为基准，采用由近及远的方式，通过生长法将车辆预设范围相邻的车辆预设范围外的网格所拟合出的平面作为待判定候选网格平面，并对待判定候选网格平面进行迭代，依次判定每一个网格所拟合的网格平面是否是地面。

可选的，基于车辆预设范围内的地面和/或已确定为平面的候选网格平面，对相邻的待判定候选网格平面进行判定，包括：对于任一待判定候选网格平面，在车辆预设范围内的地面和/或已确定为平面的候选网格平面中确定待判定候选网格平面的多个邻域网格平面；基于多个邻域网格平面与待判定候选网格平面的高度差，对待判定候选网格平面进行判定。

具体的，在确定车辆预设范围内的地面的情况下，以车辆预设范围内的地面为基准，采用由近及远的方式，先以车辆预设范围内的地面相邻的网格中的特征点进行平面拟合，得到与车辆预设范围内的地面相邻的待判定候选网格平面，对得到的待判定候选网格平面进行判定，确定待判定候选网格平面是否是地面，如果是，则选择该网格平面的八邻域网格中的特征点确定对应的网格平面，对于判定规则可以根据邻域的网格平面对应的特征点与已判定为地面的网格平面对应的特征点计算两个平面之间的高度差，如果高度差满足预设高度差阈值，则表示该邻域的网格平面为地面。在判定车辆预设范围内的地面相邻的待判定候选网格平面为地面之后，选取已确定为平面的候选网格平面相邻的网格中的特征点，确定每一网格对应的网格平面，得到待判定候选网格平面，选择各待判定候选网格平面的八邻域网格中的特征点确定对应的网格平面，根据邻域的网格平面对应的特征点与已判定为地面的网格平面对应的特征点计算两个平面之间的高度差，如果高度差满足预设高度差阈值，则表示该邻域的网格平面为地面。

可选的，对待判定候选网格平面进行更新，包括：确定待判定候选网格平面的多个邻域网格平面，基于多个邻域网格平面的平面参数确定更新后的候选网格平面。

其中，平面参数具体是表征网格平面的各项参数，包含但不限于网格平面对应的平面方程的各项系数，对多个邻域网格平面分别做法向量归一化，得到归一化后的平面方程，示例性的，多个邻域网格平面对应的归一化的平面方程为a×x+b×y+c×z+d＝0，其中，a，b，c，d即为平面参数。

具体的，在车辆预设范围内的地面和/或已确定为平面的候选网格平面中确定待判定候选网格平面的多个邻域网格平面，对得到的多个邻域网格平面分别进行归一化处理，得到归一化后的平面方程为a×x+b×y+c×z+d＝0，得到单位法向量(a，b，c)，求取多个邻域网格平面对应的法向量和高度的平均值，所得到的新的平面即为待判定候选网格平面的更新后的候选网格平面。

S360、在待判定候选网格平面不属于地面的情况下，对待判定候选网格平面进行更新。

具体的，在待判定候选网格平面不属于地面的情况下，可以根据待判定候选网格平面对应的网格的多个邻域网格平面的平面参数确定更新后的候选网格平面，以此更新后的候选网格平面对待判定候选网格平面进行更新。

S370、基于判定为地面的候选网格平面或更新后的候选网格平面，与车辆预设范围内的地面形成环境地面。

具体的，在确定车辆预设范围外的候选网格平面的过程中，会对得到的待判定候选网格平面进行有效性判定，有效的平面作为地面的候选网格平面，无效的平面将会删除，会造成生成的地面不完整，因此可在待判定候选网格平面不属于地面的情况下，选取该网格的八邻域网格并进行平面拟合，得到最多八个邻域网格对应的网格平面，基于得到的多个邻域网格平面确定更新后的候选网格平面，将判定为地面的候选网格平面或更新后的候选网格平进组合得到车辆预设范围外的地面，车辆预设范围外的地面与车辆预设范围内的地面组合形成环境地面。

本实施例的技术方案，通过获取车辆行驶过程中的环境点云数据，对环境点云数据进行网格划分，其中，每一网格尺寸小于预设尺寸；确定每一网格中的第一特征点和第二特征点，第一特征点为网格中的高度最低点，第二特征点为相对于第一特征点的预设高度范围中的高度最低点；基于车辆预设范围内的多个网格中第一特征点和第二特征点进行平面拟合，得到基准平面，基于基准平面确定车辆预设范围内的地面；基于车辆预设范围外的网格中的点云数据进行平面拟合，得到候选网格平面；基于车辆预设范围内的地面和/或已确定为平面的候选网格平面，对相邻的待判定候选网格平面进行判定；在待判定候选网格平面不属于地面的情况下，对待判定候选网格平面进行更新；基于判定为地面的候选网格平面或更新后的候选网格平面，与车辆预设范围内的地面形成环境地面。实现了对于得到的候选网格平面的判定和更新，提高了候选网格平面确定的准确性，进一步提高了基于环境点云数据生成地面的准确性和完整性。

实施例四

图4是本发明实施例四提供的一种地面生成装置的结构示意图。如图4所示，该装置包括：

数据获取模块410，用于获取车辆行驶过程中的环境点云数据，对环境点云数据进行网格划分，其中，每一网格尺寸小于预设尺寸；

特征点确定模块420，用于确定每一网格中的第一特征点和第二特征点，第一特征点为网格中的高度最低点，第二特征点为相对于第一特征点的预设高度范围中的高度最低点；

预设范围地面确定模块430，用于基于车辆预设范围内的多个网格中第一特征点和第二特征点进行平面拟合，得到基准平面，基于基准平面确定车辆预设范围内的地面；

环境地面确定模块440，用于基于车辆预设范围外的网格中的点云数据进行平面拟合，得到候选网格平面，基于车辆预设范围内的地面和车辆预设范围外的候选网格平面形成环境地面。

本实施例的技术方案，通过数据获取模块获取车辆行驶过程中的环境点云数据，对环境点云数据进行网格划分，其中，每一网格尺寸小于预设尺寸；特征点确定模块确定每一网格中的第一特征点和第二特征点，第一特征点为网格中的高度最低点，第二特征点为相对于第一特征点的预设高度范围中的高度最低点；预设范围地面确定模块基于车辆预设范围内的多个网格中第一特征点和第二特征点进行平面拟合，得到基准平面，基于基准平面确定车辆预设范围内的地面；环境地面确定模块基于车辆预设范围外的网格中的点云数据进行平面拟合，得到候选网格平面，基于车辆预设范围内的地面和车辆预设范围外的候选网格平面形成环境地面。通过本方案通过对点云数据进行处理得到对应的地面，在不需要对环境点云数据满足密集且连续的特征场景下才可以确定地面，可以对于点云稀疏/地面不连续/地面粗糙不平等复杂场景下，也可以确定环境点云数据对应的地面，减少数据处理量，提高对点云数据的处理速度以及确定环境地面的速度。

在上述实施例的基础上，可选的，预设范围地面确定模块430，具体用于：

基于基准平面中的随机特征点，生成多个候选平面；

基于水平面和车辆预设范围内的特征点对候选平面进行有效性判定，在多个候选平面中确定车辆预设范围内的地面。

若候选平面与水平面的夹角大于夹角阈值，则确定候选平面为无效平面；

确定车辆预设范围内的特征点与候选平面之间的距离，确定距离小于距离阈值的特征点数量，通过特征点数量确定候选平面的有效性程度；

将候选平面与水平面的夹角小于夹角阈值，且最大特征点数量对应的候选平面确定为车辆预设范围内的地面。

可选的，环境地面确定模块440，具体用于：

基于车辆预设范围内的地面和/或已确定为平面的候选网格平面，对相邻的待判定候选网格平面进行判定；

在待判定候选网格平面不属于地面的情况下，对待判定候选网格平面进行更新；

基于判定为地面的候选网格平面或更新后的候选网格平面，与车辆预设范围内的地面形成环境地面。

对于任一待判定候选网格平面，在车辆预设范围内的地面和/或已确定为平面的候选网格平面中确定待判定候选网格平面的多个邻域网格平面；

基于多个邻域网格平面与待判定候选网格平面的高度差，对待判定候选网格平面进行判定。

确定待判定候选网格平面的多个邻域网格平面，基于多个邻域网格平面的平面参数确定更新后的候选网格平面。

可选的，地面生成装置还具体用于：

对于重叠区域，基于已生成地面的高度范围内点云数据进行平面拟合，在得到新平面的情况下，对新平面和已生成地面进行验证，确定重叠区域的目标地面。

本发明实施例所提供的地面生成装置可执行本发明任意实施例所提供的地面生成方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例五

图5是本发明实施例五提供的一种电子设备的结构示意图。电子设备10旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图5所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。

电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如地面生成方法。

在一些实施例中，地面生成方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的地面生成方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行地面生成方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的地面生成方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

实施例六

本发明实施例六还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使处理器执行一种地面生成方法，该方法包括：

获取车辆行驶过程中的环境点云数据，对环境点云数据进行网格划分，其中，每一网格尺寸小于预设尺寸；

确定每一网格中的第一特征点和第二特征点，第一特征点为网格中的高度最低点，第二特征点为相对于第一特征点的预设高度范围中的高度最低点；

基于车辆预设范围内的多个网格中第一特征点和第二特征点进行平面拟合，得到基准平面，基于基准平面确定车辆预设范围内的地面；

基于车辆预设范围外的网格中的点云数据进行平面拟合，得到候选网格平面，基于车辆预设范围内的地面和车辆预设范围外的候选网格平面形成环境地面。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地面生成方法，其特征在于，包括：

获取车辆行驶过程中的环境点云数据，对所述环境点云数据进行网格划分，其中，每一网格尺寸小于预设尺寸；

确定每一网格中的第一特征点和第二特征点，所述第一特征点为所述网格中的高度最低点，所述第二特征点为相对于所述第一特征点的预设高度范围中的高度最低点；

基于所述车辆预设范围内的多个网格中第一特征点和第二特征点进行平面拟合，得到基准平面，基于所述基准平面确定所述车辆预设范围内的地面；

基于所述车辆预设范围外的网格中的点云数据进行平面拟合，得到候选网格平面，基于所述车辆预设范围内的地面和所述车辆预设范围外的候选网格平面形成环境地面。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述基准平面确定所述车辆预设范围内的地面，包括：

基于所述基准平面中的随机特征点，生成多个候选平面；

基于水平面和所述车辆预设范围内的特征点对所述候选平面进行有效性判定，在所述多个候选平面中确定所述车辆预设范围内的地面。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于水平面和所述车辆预设范围内的特征点对所述候选平面进行有效性判定，在所述多个候选平面中确定所述车辆预设范围内的地面，包括：

若所述候选平面与所述水平面的夹角大于夹角阈值，则确定所述候选平面为无效平面；

确定所述车辆预设范围内的特征点与所述候选平面之间的距离，确定距离小于距离阈值的特征点数量，通过所述特征点数量确定所述候选平面的有效性程度；

将所述候选平面与所述水平面的夹角小于夹角阈值，且最大特征点数量对应的候选平面确定为所述车辆预设范围内的地面。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述车辆预设范围内的地面和所述车辆预设范围外的候选网格平面形成环境地面，包括：

基于所述车辆预设范围内的地面和/或已确定为平面的候选网格平面，对相邻的待判定候选网格平面进行判定；

在所述待判定候选网格平面不属于地面的情况下，对所述待判定候选网格平面进行更新；

基于判定为地面的候选网格平面或更新后的候选网格平面，与所述车辆预设范围内的地面形成环境地面。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述车辆预设范围内的地面和/或已确定为平面的候选网格平面，对相邻的待判定候选网格平面进行判定，包括：

对于任一待判定候选网格平面，在所述车辆预设范围内的地面和/或已确定为平面的候选网格平面中确定所述待判定候选网格平面的多个邻域网格平面；

基于所述多个邻域网格平面与所述待判定候选网格平面的高度差，对待判定候选网格平面进行判定。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在乎，所述对所述待判定候选网格平面进行更新，包括：

确定所述待判定候选网格平面的多个邻域网格平面，基于所述多个邻域网格平面的平面参数确定更新后的候选网格平面。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环境点云数据通过多个扫描设备扫描得到，相邻扫描设备扫描得到的点云数据存在重叠区域；

所述方法还包括：

对于所述重叠区域，基于已生成地面的高度范围内点云数据进行平面拟合，在得到新平面的情况下，对新平面和已生成地面进行验证，确定所述重叠区域的目标地面。

8.一种地面生成装置，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取车辆行驶过程中的环境点云数据，对所述环境点云数据进行网格划分，其中，每一网格尺寸小于预设尺寸；

特征点确定模块，用于确定每一网格中的第一特征点和第二特征点，所述第一特征点为所述网格中的高度最低点，所述第二特征点为相对于所述第一特征点的预设高度范围中的高度最低点；

预设范围地面确定模块，用于基于所述车辆预设范围内的多个网格中第一特征点和第二特征点进行平面拟合，得到基准平面，基于所述基准平面确定所述车辆预设范围内的地面；

环境地面确定模块，用于基于所述车辆预设范围外的网格中的点云数据进行平面拟合，得到候选网格平面，基于所述车辆预设范围内的地面和所述车辆预设范围外的候选网格平面形成环境地面。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的地面生成方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的地面生成方法。