[发明专利]一种激光雷达点云去畸变方法及系统

说明书

本发明公开了一种激光雷达点云去畸变方法及系统。所述方法首先获取激光雷达采集的一帧点云数据的点云信息；所述点云信息包括所述一帧点云数据中的每个点在车体坐标系下的坐标，所述一帧点云数据的帧头时刻航向角、帧尾时刻航向角以及所述激光雷达搭载车辆的车速；然后根据所述点云信息确定去畸变过程的旋转平移变换矩阵；根据所述旋转平移变换矩阵将所述点云数据从车体坐标系变换至大地坐标系，获得大地坐标系下的点云数据；最后将所述大地坐标系下的点云数据变换回车体坐标系，获得去畸变后的点云数据。本发明提供的激光雷达点云去畸变方法相对于传统方法计算量更小，实时性更强，稳定性更高，尤其适用于低速行驶的无人驾驶车辆。

技术领域

本发明涉及汽车与环境感知技术领域，特别是涉及一种激光雷达点云去畸变方法及系统。

背景技术

所谓“智能车辆”，就是在普通车辆的基础上增加了先进的传感器(雷达、摄像头)、控制器、执行器等装置，使车辆具备感知周围环境的能力。但激光雷达在旋转采集周围环境的点云信息时，由于无人车处于时刻运动的状态，使得无人车行进过程中每一帧点云的帧头和帧尾之间存在一段运动量，也就是说一帧内的激光点并不是处于同一个局部坐标系，这不可避免的导致了点云的失真和畸变。传统去畸变方法是，提取前后两帧数据中的特征线或者特征面，通过计算两帧之间的特征线或者特征面移动的距离得到帧间运动量，然而，该方法受到特征线和特征面提取准确性的影响，具有结果不稳定的缺点，并且由于需要遍历点云内所有点，计算量非常大，有时会达不到实时性的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光雷达点云去畸变方法及系统，以提高去畸变结果的稳定性和实时性，同时减少去畸变过程计算量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种激光雷达点云去畸变方法，所述方法包括：

获取激光雷达采集的一帧点云数据的点云信息；所述点云信息包括所述一帧点云数据中的每个点在车体坐标系下的坐标，所述一帧点云数据的帧头时刻航向角、帧尾时刻航向角以及所述激光雷达搭载车辆的车速；

根据所述点云信息确定去畸变过程的旋转平移变换矩阵；

根据所述旋转平移变换矩阵将所述点云数据从车体坐标系变换至大地坐标系，获得大地坐标系下的点云数据；

将所述大地坐标系下的点云数据变换回车体坐标系，获得去畸变后的点云数据。

可选的，所述根据所述点云信息确定去畸变过程的旋转平移变换矩阵，具体包括：

根据所述帧头时刻航向角和所述帧尾时刻航向角确定所述激光雷达搭载车辆的近似航向角；

根据所述近似航向角、所述帧头时刻航向角、所述帧尾时刻航向角以及所述车速确定所述旋转平移变换矩阵。

可选的，所述根据所述近似航向角、所述帧头时刻航向角、所述帧尾时刻航向角以及所述车速确定所述旋转平移变换矩阵，具体包括：

根据所述近似航向角、所述帧头时刻航向角、所述帧尾时刻航向角以及所述车速确定所述旋转平移变换矩阵其中G_u为所述旋转平移变换矩阵；α_i为所述一帧点云数据中第i点时的航向角；V为所述激光雷达搭载车辆的车速；T为激光雷达的采集周期；D为激光雷达的角度分辨率；β为所述近似航向角。

可选的，所述根据所述旋转平移变换矩阵将所述点云数据从车体坐标系变换至大地坐标系，获得大地坐标系下的点云数据，具体包括：

根据所述旋转平移变换矩阵对所述一帧点云数据中的第i点进行旋转平移变换，将车体坐标系下的所述第i点变换至大地坐标系下的第i点。

可选的，所述将所述大地坐标系下的点云数据变换回车体坐标系，获得去畸变后的点云数据，具体包括：