点云畸变效果还原方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本申请涉及自动驾驶，尤其涉及一种点云畸变效果还原方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、在自动驾驶技术中，激光雷达点云起到了十分重要的感知作用，并且由于激光雷达产生点云的稠密性，使得激光雷达成为了自动驾驶感知领域中最重要的感知工具之一，在自动驾驶仿真软件开发中，需要模拟激光雷达的点云，作为真实感知的数据验证控制算法以及感知，融合算法。

2、光追技术为现在激光雷达点云输出的重要技术，已经普遍应用于激光雷达的仿真模拟中，目前利用光追技术制造的点云存在的一个缺点就是不能反映畸变现象，因为光追算法需要在某个固定帧内进行运算而真实的场景是动态的并且扫描式激光雷达的激光脉冲发射也是动态的，这导致光追算法生成的点云过于完美，无法反映出真实的仿真环境。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的目的在于至少提供一种点云畸变效果还原方法、装置、电子设备及存储介质，通过在高低频率仿真中，通过主车运动特点为点云添加畸变效果，是自动驾驶环境更加真实，提高后续运算精度。

2、本申请主要包括以下几个方面：

3、第一方面，本申请实施例提供一种点云畸变效果还原方法，方法包括：

4、获取自动驾驶仿真环境对应的仿真帧率并根据仿真帧率判断自动驾驶仿真环境是否为超高帧率仿真环境，自动驾驶仿真环境内部包括搭载激光雷达的主车，主车处于行进状态，若自动驾驶仿真环境为超高帧率仿真环境，则控制激光雷达旋转并按序发射多条激光，以得到添加畸变效果的点云，若自动驾驶仿真环境为低帧率仿真环境，则控制激光雷达按照水平角分辨率沿着不同角度同时发射多组激光，并确定每个仿真帧所捕捉到的多组激光；在每个仿真帧内，利用光追算法分别确定该仿真帧内的每束激光对应的碰撞点坐标，并根据每束激光对应的主车当前车速向量和激光发射时间差，对每束激光对应的碰撞点坐标进行补正，确定补正后的碰撞点坐标；由每束激光对应的补正后的碰撞点坐标，得到添加畸变效果的点云。

5、在一优选实施例中，通过以下方式判断自动驾驶仿真环境是否为超高帧率仿真环境：获取激光雷达对应的转动频率和水平角分辨率；根据转动频率和水平角分辨率，确定激光雷达对应的激光发射时间差；根据仿真频率计算仿真时间差；若激光发射时间差大于或等于仿真时间差，则确定自动驾驶仿真环境为超高帧率仿真环境；若激光发射时间差小于仿真时间差，则确定自动驾驶仿真环境为低帧率仿真环境。

6、在一优选实施例中，根据转动频率和水平角分辨率，确定激光雷达对应的激光发射时间差的步骤包括：根据激光雷达对应的转动频率，确定激光雷达旋转一圈所用的总旋转时间；根据水平角分辨率，确定激光雷达旋转一圈的总发射激光数量；将总旋转时间与总发射激光数量之间的比值确定为激光发射时间差。

7、在一优选实施例中，若自动驾驶仿真环境为超高帧率仿真环境，则通过以下方式得到添加畸变效果的点云：根据激光发射时间差依次发射激光；针对每条发射激光，执行以下处理：提取与该发射激光对应的仿真帧所记录的主车周围环境信息和主车位置；利用光追算法、主车周围环境信息和主车位置，分别计算该条发射激光在其对应仿真帧所产生的光追数据，光追数据包括主车与其周围环境碰撞点之间的距离信息和发射角度信息；当激光雷达旋转一圈后，根据每条发射激光对应的距离信息和发射角度信息，进行极坐标转换，以得到添加畸变效果的点云。

8、在一优选实施例中，通过以下方式确定每束激光对应的补正后的碰撞点坐标：将该束激光对应的主车当前车速向量和激光发射时间差之间的乘积，确定为该束激光对应的主车位移向量；将碰撞点坐标与主车位移向量之间的差值，确定为该束激光对应的补正后的碰撞点坐标。

9、在一优选实施例中，由每束激光对应的补正后的碰撞点坐标，得到添加畸变效果的点云的步骤包括：针对每束激光，对该束激光补正后的碰撞点坐标进行极坐标转换，得到该束激光下对应的距离信息和发射角度信息；利用每束激光对应的距离信息和发射角度信息，输出添加畸变效果的点云。

10、第二方面，本申请实施例还提供一种点云畸变效果还原装置，装置包括：帧率仿真环境判断模块，用于获取自动驾驶仿真环境对应的仿真帧率并根据仿真帧率判断自动驾驶仿真环境是否为超高帧率仿真环境，自动驾驶仿真环境内部包括搭载激光雷达的主车，主车处于行进状态；高帧率畸变还原模块，用于若自动驾驶仿真环境为超高帧率仿真环境，则控制激光雷达旋转并按序发射多条激光，以得到添加畸变效果的点云；第一低帧率畸变还原模块，用于若自动驾驶仿真环境为低帧率仿真环境，则控制激光雷达按照水平角分辨率沿着不同角度同时发射多组激光，并确定每个仿真帧所捕捉到的多组激光；补正模块，用于在每个仿真帧内，利用光追算法分别确定该仿真帧内的每束激光对应的碰撞点坐标，并根据每束激光对应的主车当前车速向量和激光发射时间差，对每束激光对应的碰撞点坐标进行补正，确定补正后的碰撞点坐标；第二低帧率畸变还原模块，用于由每束激光对应的补正后的碰撞点坐标，得到添加畸变效果的点云。

11、第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，存储器存储有处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，处理器与存储器之间通过总线进行通信，机器可读指令被处理器运行时执行上述第一方面或第一方面中任一种可能的实施方式中的点云畸变效果还原方法的步骤。

12、第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述第一方面或第一方面中任一种可能的实施方式中的点云畸变效果还原的步骤。

13、本申请实施例提供的一种点云畸变效果还原方法、装置、电子设备及存储介质，若自动驾驶仿真环境为低帧率仿真环境，则控制激光雷达按照水平角分辨率沿着不同角度同时发射多组激光，并确定每个仿真帧所捕捉到的多组激光；在每个仿真帧内，利用光追算法分别确定该仿真帧内的每束激光对应的碰撞点坐标，并根据每束激光对应的主车当前车速向量和激光发射时间差，对每束激光对应的碰撞点坐标进行补正，确定补正后的碰撞坐；由每列激光对应的补正后的碰撞点坐标，得到添加畸变效果的点云。本申请通过在高低频率仿真中，通过主车运动特点为点云添加畸变效果，是自动驾驶环境更加真实，提高后续运算精度。

14、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种点云畸变效果还原方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式判断所述自动驾驶仿真环境是否为超高帧率仿真环境：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述转动频率和所述水平角分辨率，确定激光雷达对应的激光发射时间差的步骤包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述自动驾驶仿真环境为超高帧率仿真环境，则通过以下方式得到添加畸变效果的点云：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式确定每束激光对应的补正后的碰撞点坐标：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由每束激光对应的补正后的碰撞点坐标，得到添加畸变效果的点云的步骤包括：

7.一种点云畸变效果还原装置，其特征在于，所述装置包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述帧率仿真环境判断模块还用于：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过所述总线进行通信，所述机器可读指令被所述处理器运行时执行如权利要求1至6任一所述的点云畸变效果还原方法的步骤。

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上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至6任一所述的点云畸变效果还原方法的步骤。

技术总结
本申请提供了一种点云畸变效果还原方法、装置、电子设备及存储介质，涉及自动驾驶技术领域，包括：若自动驾驶仿真环境为低帧率仿真环境，则控制激光雷达按照水平角分辨率沿着不同角度同时发射多组激光，并确定每个仿真帧所捕捉到的多组激光；在每个仿真帧内，利用光追算法分别确定该仿真帧内的每束激光对应的碰撞点坐标，并根据每束激光对应的主车当前车速向量和激光发射时间差，对每束激光对应的碰撞点坐标进行补正，确定补正后的碰撞坐；由每列激光对应的补正后的碰撞点坐标，得到添加畸变效果的点云。本申请通过主车运动特点为点云添加畸变效果，是自动驾驶环境更加真实，提高后续运算精度。

技术研发人员：胡大林,杨振兴,杨强
受保护的技术使用者：北京赛目科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14