一种基于点云穿透性的识别误检目标的方法和装置

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种基于点云穿透性的识别误检目标的方法和装置。

背景技术

在自动驾驶场景下，通常基于深度学习对激光雷达生成的点云进行目标检测，得到自车周围感兴趣的障碍物信息，如车辆、行人等。但是，由于目标检测模型精度、水雾和灰尘等因素的影响，检测结果容易存在误检的情况，如凭空或由一些噪点生成目标检测框。为了保证自车的行驶安全，需要对误检得到的目标检测框进行识别。

现有方法一般通过迭代优化模型来降低误检，但是，该方法需要大量的训练样本，且目标检测模型的计算复杂度高。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种基于点云穿透性的识别误检目标的方法和装置，能够更加高效地识别误检目标，减少资源消耗。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于点云穿透性的识别误检目标的方法，包括：

将当前帧点云编码成二维栅格；其中，所述二维栅格以二维数组表示，两个维度为激光雷达旋转一圈发射激光的次数和所述激光雷达的线数，所述二维数组的元素用于表征激光雷达探测得到的点的距离；

获取目标检测框的位置坐标；

根据所述目标检测框的位置坐标，确定所述目标检测框在二维栅格中占据的栅格区域；

根据位于所述栅格区域中激光雷达探测得到的点的距离，确定所述栅格区域中所在位置不存在物理目标的点；

根据所述栅格区域中所在位置不存在物理目标的点的数量和所述栅格区域中激光雷达探测得到的点的总数，确定所述目标检测框是否属于误检。

第二方面，本发明实施例提供了一种基于点云穿透性的识别误检目标的装置，包括：

编码模块，配置为将当前帧点云编码成二维栅格；其中，所述二维栅格以二维数组表示，两个维度为激光雷达旋转一圈发射激光的次数和所述激光雷达的线数，所述二维数组的元素用于表征激光雷达探测得到的点的距离；

获取模块，配置为获取目标检测框的位置坐标；

区域确定模块，配置为根据所述目标检测框的位置坐标，确定所述目标检测框在二维栅格中占据的栅格区域；

误检确定模块，配置为根据位于所述栅格区域中激光雷达探测得到的点的距离，确定所述栅格区域中所在位置不存在物理目标的点；根据所述栅格区域中所在位置不存在物理目标的点的数量和所述栅格区域中激光雷达探测得到的点的总数，确定所述目标检测框是否属于误检。

第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述任一实施例所述的方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上述任一实施例所述的方法。

上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：基于点云的穿透特性对目标检测框的有效性进行识别，不依赖模型训练，提高识别误检目标的效率，提升目标检测准确性，保证自车的行驶安全。

上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。

附图说明

附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：

图1是本发明的一个实施例提供的一种基于点云穿透性的识别误检目标的方法的流程图；

图2是本发明的一个实施例提供的一种二维栅格的示意图；

图3是本发明的一个实施例提供的一种激光路线上的空间状态的示意图；

图4是本发明的一个实施例提供的一种d、α和θ的示意图；

图5是本发明的一个实施例提供的一种栅格区域的示意图；

图6是本发明的一个实施例提供的一种基于点云穿透性的识别误检目标的装置的示意图；

图7是适于用来实现本发明实施例的终端设备或服务器的计算机系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

如图1所示，本发明实施例提供了一种基于点云穿透性的识别误检目标的方法，包括：

步骤101：将当前帧点云编码成二维栅格。

其中，二维栅格以二维数组表示，两个维度为激光雷达旋转一圈发射激光的次数和激光雷达的线数，二维数组的元素用于表征激光雷达探测得到的点的距离。

根据激光雷达的工作原理，本发明实施例将一帧点云编码成V×H的二维数组形式的栅格，即二维栅格，如图2所示。

H用于表征激光雷达旋转一圈发射激光的次数，如，激光雷达的水平角度分辨率为0.5°，则H＝360°/0.5°＝720，V用于表征激光雷达的线数，如32线激光雷达，V为32，二维数组的元素用于存放相应反射点的距离。

步骤102：获取目标检测框的位置坐标。

目标检测框的位置坐标，可以从目标检测模型输出的检测结果中获取。

步骤103：根据目标检测框的位置坐标，确定目标检测框在二维栅格中占据的栅格区域。

步骤104：根据位于栅格区域中激光雷达探测得到的点的距离，确定栅格区域中所在位置不存在物理目标的点。

根据激光雷达的工作原理，可将激光路线上的空间状态分为3种：穿透、占据和未知，如图3所示。

其中，占据用于表征所在位置有物理目标，未知用于表征所在位置不能确定是否有物理目标，穿透用于表征所在位置没有物理目标。

步骤105：根据栅格区域中所在位置不存在物理目标的点的数量和栅格区域中激光雷达探测得到的点的总数，确定目标检测框是否属于误检。

栅格区域中所在位置不存在物理目标的点的数量与栅格区域中激光雷达探测得到的点的总数的比值为穿透率，即栅格区域中处于穿透状态的点的数量占比。

本发明实施例基于点云的穿透特性对目标检测框的有效性进行识别，不依赖模型训练，提高识别误检目标的效率，提升目标检测准确性，保证自车的行驶安全。

在本发明的一个实施例中，根据目标检测框的位置坐标，确定目标检测框在二维栅格中占据的栅格区域，包括：

根据目标检测框的位置坐标，计算目标检测框的8个角点的位置坐标；

根据目标检测框的8个角点的位置坐标，分别计算各个角点到坐标原点的距离；

根据各个角点到坐标原点的距离，计算各个角点的纵向角度和横向角度；其中，纵向对应激光雷达的线数，横向对应激光雷达旋转一圈发射激光的次数；

根据各个角点的纵向角度和横向角度，确定目标检测框在二维栅格中占据的栅格区域。

在本发明实施例中，目标检测框为3D检测框，因此，在实际应用场景中，根据目标检测框的位置坐标及目标检测框的尺寸，计算目标检测框的8个角点的位置坐标。

通过式(1)，计算角点到坐标原点的距离，坐标原点即激光雷达所在的位置；通过式(2)，计算角点的纵向角度；通过式(3)，计算角点的横向角度。

α＝sin

θ＝tan

其中，d用于表征角点到坐标原点的距离，(x，y，z)用于表征角点的位置坐标，α用于表征角点的纵向角度，θ用于表征角点的横向角度。d、α和θ如图4所示。

通过计算角点的横向角度和纵向角度能够准确确定栅格区域的范围，并且减小计算量。当然，还可以通过其他方式确定栅格区域的范围，如通过位于对角线的两个顶点。

在本发明的一个实施例中，根据各个角点的纵向角度和横向角度，确定目标检测框在二维栅格中占据的栅格区域，包括：

获取激光雷达的水平分辨率和垂直分辨率；

确定各个角点的纵向角度中的最大纵向角度和最小纵向角度，以及各个角点的横向角度中的最大横向角度和最小横向角度；

根据最大纵向角度、最小纵向角度、最大横向角度、最小横向角度、水平分辨率和垂直分辨率，确定目标检测框在二维栅格中占据的栅格区域。

根据最大纵向角度、最小纵向角度和垂直分辨率可以确定栅格区域的纵向边界，根据最大横向角度、最小横向角度和水平分辨率可以确定栅格区域的横向边界。通过本发明实施例能够高效地确定栅格区域。如图5所示，矩形阴影区域为本发明实施例得到的栅格区域。V

在本发明的一个实施例中，根据位于栅格区域中激光雷达探测得到的点的距离，确定栅格区域中所在位置不存在物理目标的点，包括：

确定各个角点到坐标原点的距离中的最大距离；

确定位于栅格区域中激光雷达探测得到的当前点的距离是否大于最大距离，如果是，确定当前点所在位置不存在物理目标。

基于点云的穿透性，如果当前点的距离大于角点到坐标原点的距离中的最大距离，说明在当前点所在位置为穿透状态，即不存在物理目标。通过本发明实施例能够准确识别各个点云位置是否存在物理目标。

在本发明的一个实施例中，根据栅格区域中所在位置不存在物理目标的点的数量和栅格区域中激光雷达探测得到的点的总数，确定目标检测框是否属于误检，包括：

确定栅格区域中所在位置不存在物理目标的点的数量与栅格区域中激光雷达探测得到的点的总数的比值；

确定比值是否大于预设的阈值，如果是，确定目标检测框属于误检。

预设的阈值可以根据业务需求设定，如果比值大于预设的阈值，说明该目标检测框属于误检，否则，该目标检测框的结果是可信的。通过比值能够准确识别误检，保证自车行驶的安全性。

如图6所示，本发明实施例提供了一种基于点云穿透性的识别误检目标的装置，包括：

编码模块601，配置为将当前帧点云编码成二维栅格；其中，二维栅格以二维数组表示，两个维度为激光雷达旋转一圈发射激光的次数和激光雷达的线数，二维数组的元素用于表征激光雷达探测得到的点的距离；

获取模块602，配置为获取目标检测框的位置坐标；

区域确定模块603，配置为根据目标检测框的位置坐标，确定目标检测框在二维栅格中占据的栅格区域；

误检确定模块604，配置为根据位于栅格区域中激光雷达探测得到的点的距离，确定栅格区域中所在位置不存在物理目标的点；根据栅格区域中所在位置不存在物理目标的点的数量和栅格区域中激光雷达探测得到的点的总数，确定目标检测框是否属于误检。

在本发明的一个实施例中，区域确定模块603，配置为根据目标检测框的位置坐标，计算目标检测框的8个角点的位置坐标；根据目标检测框的8个角点的位置坐标，分别计算各个角点到坐标原点的距离；根据各个角点到坐标原点的距离，计算各个角点的纵向角度和横向角度；其中，纵向对应激光雷达的线数，横向对应激光雷达旋转一圈发射激光的次数；根据各个角点的纵向角度和横向角度，确定目标检测框在二维栅格中占据的栅格区域。

在本发明的一个实施例中，区域确定模块603，配置为获取激光雷达的水平分辨率和垂直分辨率；确定各个角点的纵向角度中的最大纵向角度和最小纵向角度，以及各个角点的横向角度中的最大横向角度和最小横向角度；根据最大纵向角度、最小纵向角度、最大横向角度、最小横向角度、水平分辨率和垂直分辨率，确定目标检测框在二维栅格中占据的栅格区域。

在本发明的一个实施例中，区域确定模块603，配置为确定各个角点到坐标原点的距离中的最大距离；确定位于栅格区域中激光雷达探测得到的当前点的距离是否大于最大距离，如果是，确定当前点所在位置不存在物理目标。

在本发明的一个实施例中，误检确定模块604，配置为确定栅格区域中所在位置不存在物理目标的点的数量与栅格区域中激光雷达探测得到的点的总数的比值；确定比值是否大于预设的阈值，如果是，确定目标检测框属于误检。

本发明实施例提供了一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如上述任一实施例的方法。

本发明实施例提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现如上述任一实施例的方法。

下面参考图7，其示出了适于用来实现本发明实施例的终端设备的计算机系统700的结构示意图。图7示出的终端设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图7所示，计算机系统700包括中央处理单元(CPU)701，其可以根据存储在只读存储器(ROM)702中的程序或者从存储部分708加载到随机访问存储器(RAM)703中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 703中，还存储有系统700操作所需的各种程序和数据。CPU 701、ROM 702以及RAM 703通过总线704彼此相连。输入/输出(I/O)接口705也连接至总线704。

以下部件连接至I/O接口705：包括键盘、鼠标等的输入部分706；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分707；包括硬盘等的存储部分708；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分709。通信部分709经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器710也根据需要连接至I/O接口705。可拆卸介质711，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器710上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分708。

特别地，根据本发明公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分709从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质711被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)701执行时，执行本发明的系统中限定的上述功能。

需要说明的是，本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本发明实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括发送模块、获取模块、确定模块和第一处理模块。其中，这些模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定，例如，发送模块还可以被描述为“向所连接的服务端发送图片获取请求的模块”。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。