[发明专利]一种基于滑动窗口的激光雷达数据合成方法

说明书

本发明公开了一种基于滑动窗口的激光雷达数据合成方法，通过对低线束激光雷达采集到的数据二维化、数据采样、初始扩充数据、计算扩充数据和填充扩充数据，所得到的新数据可用于多线束激光雷达模型。利用本发明方法有助于集合低线束激光雷达成本低和多线束激光雷达模型精度高的优点。

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，具体涉及一种基于滑动窗口的激光雷达数据合成方法。

背景技术

激光雷达在自动驾驶中占有重要地位，从线束数量上来看，激光雷达可分为低线束型和多线束型。低线束型激光雷达经过多年的发展，其成本已经得到很好的控制，具有生产成本较低的优点，部署至车辆上的门槛较低。多线束型激光雷达由于其发射的激光线束数量较多，因此相较于低线束型激光雷达而言，测量精度有很大的提高，但是线束增加所带来的高成本是其普及的障碍之一。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种基于滑动窗口的激光雷达数据合成方法，可以实现将低线束激光雷达采集到的数据，应用于多线束激光雷达模型之中，集合低线束激光雷达成本低和多线束激光雷达模型精度高的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于滑动窗口的激光雷达数据合成方法，包括如下步骤：

S1、对低线束激光雷达采集到的数据二维化，得到二维点云图像；

S2、在对低线束激光雷达取得的点云数据进行二维化处理之后，进行数据采样：在二维点云图像的每一行上平均间隔采样512个像素；对低线束激光雷达每一帧的数据都进行该采样操作，每一帧经过采样后得到五通道二维图像A_i，i＝0,1,2，…，i为每一帧的帧号，五通道二维图像A_i的高度与采集数据的低线束激光雷达的线束数量As相同，宽度为512；

S3、对步骤S2中得到的图像A_i进行数据扩充，生成初始扩充数据：记目标多线束激光雷达的线束数量为Bs，因此需要在图像A_i的每行下面插入Bs/As-1行空白扩充数据，每个图像A_i共需要扩充Bs-As行空白扩充数据；新插入的空白扩充数据用全0表示，即新插入的每个像素其五个通道数据均取值为0；对A_i进行扩充后的五通道二维图像记为C_i，其高度记为Ch，取值与Bs相同，宽度记为Cw，取值为512；

确定滑动窗口大小并利用滑动窗口选取待合并帧：

根据As与Bs的数量关系，确定滑动窗口的大小，记滑动窗口大小为S，通过下式计算得到：

S＝Bs/As；

滑动窗口从步骤S2得到的五通道二维图像A_i的第0帧开始，即从A₀开始，每次按顺序确定S个数据帧作为待合并帧；记窗口中位于最前面的帧为A_f，则A_f与A_f+k(k＝1,2…,S-1)均为待合并帧；

S4、将步骤S3中选取的待合并帧合并，并且填入初始扩充数据中：

记A_i每一行的数据为A_i，n，n＝0,1,2,…,As-1，C_i每一行的数据为C_i，m，m＝0,1,2,…,Bs-1，则将滑动窗口选取出的位于最前面的帧为A_f的待合并帧填入A_f对应的扩充图像C_f里：

依次将A_f+k的第n行数据填入C_f的第S×n+k行的空白扩充数据中，n＝0,1,2,…,As-1，k＝1,2…,S-1；因此填充后的C_f中的每一行数据可表示为：