[发明专利]点云的运动补偿方法、装置和电子设备

说明书

本发明提供了一种点云的运动补偿方法、装置和电子设备，获取每帧点云及对应的多帧原始测量数据，针对每帧点云的每束点云，对多帧原始测量数据进行插值处理，得到该束点云中的每个激光点分别对应的插值测量数据；其中，在每相邻两帧原始测量数据对应的时间段内，每相邻两个激光点对应的插值测量数据中，目标车辆的加速度和角速度分别随时间均匀增加；基于插值测量数据，对该束点云进行运动补偿。该方式中，每相邻两个激光点对应的插值测量数据中，目标车辆的加速度和角速度分别随时间均匀增加，这种以匀加速方式对点云进行运动补偿去畸变的方式，可以最小化点云去畸变的过程中的失真程度，基于该失真度较小的点云可以提高后续定位与建图的准确性。

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其是涉及一种装置和电子设备。

背景技术

在自动驾驶系统中，由于激光雷达在测量精度及其探测距离方面的优势，在实时定位与建图中扮演着较为重要的角色；具有动态变化特性的车辆在道路上行驶会产生三维的线性速度、线性加速度、角速度以及角加速度，激光雷达在运动过程中扫描的点云会产生运动畸变；机械雷达计算激光点坐标时，一般以接收到激光束时刻的激光雷达坐标系作为标准，但是车辆在行驶过程中，每一点的基准坐标轴都有所不同，现有技术中，通常采用匀速模型作为假设，计算出一帧点云中所有激光点采集时刻的激光雷达坐标系相对于初始时刻激光雷达坐标系的转换关系，以进行系统性补偿，这种采用匀速模型进行运动补偿的方式，会使点云去畸变的过程严重失真，进而导致定位与建图不准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种点云的运动补偿方法、装置和电子设备，以提高点云去畸变的准确度，进而提高定位与建图的准确性。

本发明提供的一种点云的运动补偿方法，方法包括：获取多线束激光雷达扫描得到的每帧点云，以及在每帧点云生成时间段内对应产生的多帧原始测量数据；其中，多帧原始测量数据通过惯性测量单元采集得到；多线束激光雷达和惯性测量单元设置在目标车辆上；针对每帧点云的每束点云，均执行以下操作：对该帧点云对应的多帧原始测量数据进行插值处理，得到该束点云中的每个激光点分别对应的插值测量数据；其中，在每相邻两帧原始测量数据对应的时间段内，每相邻两个激光点对应的插值测量数据中，目标车辆的加速度和角速度分别随时间均匀增加；基于插值测量数据，对该束点云进行运动补偿，得到该束点云对应的运动补偿后的点云。

进一步的，每帧点云的每束点云通过下述方式得到：针对每帧点云，对该帧点云按线束进行遍历，得到该帧点云中的每束点云；其中，每束点云所包含的激光点数量多于该帧点云对应的多帧原始测量数据的帧数量。

进一步的，对该帧点云对应的多帧原始测量数据进行插值处理，得到该束点云中的每个激光点分别对应的插值测量数据的步骤包括：对该帧点云对应的多帧原始测量数据中的每相邻两帧原始测量数据，均执行以下操作：获取当前相邻两帧原始测试数据分别对应的第一采集时间和第二采集时间；其中，第一采集时间早于第二采集时间；计算第一采集时间和第二采集时间的差，得到第一时间差；针对当前相邻两帧原始测量数据对应的时间段内的每个激光点，计算当前激光点的采集时间与第一采集时间的差，得到第二时间差；计算第二时间差与第一时间差的比值，得到当前激光点对应的比例系数；获取目标车辆在第一采集时间时对应的第一加速度、第一角速度、第一速度值和第一位置数据，以及在第二采集时间时对应的第二加速度和第二角速度；基于比例系数、第一加速度、第一角速度、第一速度值、第一位置数据、第二加速度和第二角速度，确定该束点云中的每个激光点分别对应的插值测量数据。

进一步的，基于比例系数、第一加速度、第一角速度、第一速度值、第一位置数据、第二加速度和第二角速度，确定该束点云中的每个激光点分别对应的插值测量数据的步骤包括：基于比例系数、第一加速度、第二加速度，以及预设第一零偏，确定当前激光点对应的目标加速度；基于比例系数、第一角速度、第二角速度，以及预设第二零偏，确定当前激光点对应的目标角速度；基于预设四元数、目标角速度和第二时间差，确定当前激光点对应的旋转参数；基于第一位置数据、第一速度值、第二时间差和第一加速度，确定当前激光点对应的位置参数；基于旋转参数和位置参数，确定当前激光点对应的插值测量数据。