[发明专利]一种基于点云的高精度方向箭头提取方法及系统

权利要求书

1.一种基于点云的高精度方向箭头提取方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，获取方向箭头所在区域的地面点云数据；

步骤2，将所述地面点云数据进行正射投影到xy平面得到投影图；

步骤3，将所述投影图旋转至与所述方向箭头所在道路一致的方向，将所述投影图分割出箭头前景和背景；

步骤4，将所述箭头前景与箭头的各个模板进行相似度计算，通过相似度最高的模板得到所述方向箭头的类型和初始角点坐标；

步骤5，依次对各个所述角点的位置进行迭代优化，前后两次优化所述角点的位置不发生变化时或者达到设定最大迭代次数时停止迭代，其中，对所述角点的位置进行优化的过程包括：

以所述角点为中心建立设定大小的优化区域，计算所述优化区域内与所述箭头前景的相似度最高的位置作为优化后的所述角点的位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1包括：

通过人工选择或者道路的视频或者图片数据计算确定所述方向箭头的定位点，根据所述定位点和区域大小确定所述所在区域，所述区域大小根据道路实际情况设置。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中得到的所述投影图的像素点强度为点云的反射强度值；至少两个的所述点云落在同一所述像素点时，取所述至少两个的点云的反射强度平均值为所述像素点的强度值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中确定所述道路的方向为所述投影图的频谱的两个峰值的连线方向。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中将所述投影图分割出箭头前景和背景的过程包括：填充所述投影图的条带间的间隙，对填充后的所述投影图的图像进行自适应阈值分割得到所述箭头前景和背景。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4中根据所述箭头前景与箭头的模板的图像的异或值求和的倒数计算所述箭头前景与箭头的模板的相似度。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，述步骤2中得到所述投影图时记录所述投影图的像素点和点云之间的对应关系；所述步骤4之后还包括：

步骤6，根据所述角点位置以及所述投影图的像素点和点云之间的对应关系反算点云坐标。

8.一种基于点云的高精度方向箭头提取系统，所述基于点云的高精度方向箭头提取系统实现如权利要求1至7中任一项所述的基于点云的高精度方向箭头提取方法，其特征在于，所述系统包括：

点云数据获取模块、投影图确定模块、箭头前景确定模块和方向箭头确定模块；

点云数据获取模块，用于获取方向箭头所在区域的地面点云数据；

投影图确定模块，用于将所述地面点云数据进行正射投影到xy平面得到投影图；

箭头前景确定模块，用于将所述投影图旋转至与所述方向箭头所在道路一致的方向，将所述投影图分割出箭头前景和背景；

方向箭头确定模块，用于将所述箭头前景与箭头的各个模板进行相似度计算，通过相似度最高的模板得到所述方向箭头的类型和初始角点坐标。