本申请涉及三维点云数据补全,更为具体地,涉及一种山坡数据补全的方法和装置。
背景技术:
1、在无人机飞行过程中,常常会遇到障碍物,当前,可以通过激光雷达对障碍物进行检测,激光雷达对障碍物可以实现精准的形状感知。但是,由于激光雷达安装在无人机的顶部或底部或侧面,使得激光雷达的视野范围有限,很难全方位的扫描到障碍物或地形的全貌,例如,障碍物为山坡,在山坡较高时,激光雷达扫描过程中,无法扫描到三破的全貌,这会使得山坡的高度信息丢失,无法保证无人机飞行安全。
2、鉴于此,如何在激光雷达视野受限的情况下,获取山坡的全貌是一项亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本申请提供一种山坡数据补全的方法和装置,旨在激光雷达视野受限的情况下,补全山坡的三维点云数据,以保证无人机的安全飞行。
2、第一方面,提供了一种山坡数据补全的方法,包括:获取无人机前方区域内的山坡的多个三维点云数据,该多个三维点云数据由该无人机承载的激光雷达扫描得到;根据该多个三维点云数据,确定该多个三维点云数据中每个三维点云数据的三维信息,该三维信息包括高度值;根据该每个三维点云数据的三维信息中的高度值,确定缺失第一区域的二维图像;根据该第一区域的边缘点,确定修复掩码,该修复掩码用于指定需要补全的第二区域;根据该修复掩码和补全算法,确定该第二区域内每个像素点的像素值;根据该第二区域内每个像素点的像素值、该第二区域内每个像素点的位置,补全该山坡缺失的三维点云数据。
3、基于上述方案,通过将获取的三维点云数据投影在二维平面上,得到二维图像以及二维图像中缺失的第一区域,并将第一区域的边缘点的像素值作为修复掩码,进而通过补全算法实现对第二区域的补全,将补全后的第二区域内的像素点作为障碍物缺失的高度值,进而实现对障碍物缺失的三维点云数据的补全。这样激光雷达在视野受限的情况下,通过将三维点云数据转换成二维图像,并经过补全算法能够获取山坡的全部三维点云数据,使得无人机及时获取山坡的全貌,从而保证无人机飞行的安全性。
4、结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,根据该多个三维点云数据,确定该多个三维点云数据中每个三维点云数据的三维信息,包括:将该多个三维点云数据映射到笛卡尔坐标系中,以确定该每个三维点云数据的该三维信息,该三维信息还包括横坐标值、纵坐标值。
5、结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,根据该每个三维点云数据的三维信息中的高度值,确定缺失第一区域的二维图像,包括:根据该每个三维点云数据的三维信息中的横坐标值和纵坐标值,确定该二维图像的分辨率,以及该每个三维点云数据在该二维图像中对应的像素点的位置;根据该每个三维点云数据的三维信息中的高度值,确定该每个三维点云数据在该二维图像中对应的像素点的像素值;根据该分辨率、该每个三维点云数据在该二维图像中对应的像素点的像素值、该每个三维点云数据在该二维图像中对应的像素点的位置,确定该二维图像。
6、基于上述方案,将每个三维点云数据的三维信息中的高度值,作为二维图像中每个像素点的像素值,这样将实际测量得到的障碍物的高度值作为二维图像的像素值,使得获取的第一区域更加准确,从而能够提高补全的三维点云数据的精准度。
7、结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该根据该第一区域的边缘点,确定修复掩码,包括:将该第一区域的边缘点的像素值作为该修复掩码。
8、结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,根据该修复掩码和补全算法,确定该第二区域内每个像素点的像素值,包括:根据该修复掩码,确定修复掩码图像,该修复掩码图像与该二维图像大小相同;设定该第二区域内每个像素点对应的修复半径;根据该修复掩码图像、该修复半径和该补全算法,确定该第二区域内每个像素点的像素值。
9、结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该根据该第二区域内每个像素点的像素值、该第二区域内每个像素点的位置,补全该山坡缺失的三维点云数据,包括:将该第二区域内每个像素点的像素值作为该山坡缺失的高度值;将该第二区域内每个像素点的横坐标值和纵坐标值,作为该山坡缺失的横坐标值和纵坐标值;根据该山坡缺失的高度值和该山坡缺失的横坐标值和纵坐标值,补全该山坡缺失的三维点云数据。
10、第二方面,提供了一种山坡数据补全的装置,该装置包括获取模块、确定模块和补全模块,该获取模块,用于获取无人机前方区域内的山坡的多个三维点云数据,该多个三维点云数据由该无人机承载的激光雷达扫描得到;该确定模块,用于根据该多个三维点云数据,确定该多个三维点云数据中每个三维点云数据的三维信息,该三维信息包括高度值;该确定模块,还用于根据该每个三维点云数据的三维信息中的高度值,确定缺失第一区域的二维图像;该确定模块,还用于根据该第一区域的边缘点,确定修复掩码,该修复掩码用于指定需要补全的第二区域;该确定模块,还用于根据该修复掩码和补全算法,确定该第二区域内每个像素点的像素值;该补全模块,用于根据该第二区域内每个像素点的像素值,补全该山坡缺失的三维点云数据。
11、结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,该确定模块具体用于:将该多个三维点云数据映射到笛卡尔坐标系中,以确定该每个三维点云数据的该三维信息,该三维信息还包括横坐标值、纵坐标值。
12、结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,该确定模块还具体用于:根据该每个三维点云数据的三维信息中的横坐标值和纵坐标值,确定该二维图像的分辨率,以及该每个三维点云数据在该二维图像中对应的像素点的位置;根据该每个三维点云数据的三维信息中的高度值,确定该每个三维点云数据在该二维图像中对应的像素点的像素值;根据该分辨率、该每个三维点云数据在该二维图像中对应的像素点的像素值、该每个三维点云数据在该二维图像中对应的像素点的位置,确定该二维图像。
13、第三方面,提供了一种山坡数据补全的装置,包括处理器和存储器,该存储器用于存储计算机程序,该处理器用于调用并运行该存储器中存储的计算机程序以执行上述第一方面中任一种可能的实现方式中的方法。
1.一种山坡数据补全的方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述多个三维点云数据,确定所述多个三维点云数据中每个三维点云数据的三维信息,包括:
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,根据所述每个三维点云数据的三维信息中的高度值,确定缺失第一区域的二维图像,包括:
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一区域的边缘点,确定修复掩码,包括:
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其特征在于,根据所述修复掩码和补全算法,确定所述第二区域内每个像素点的像素值,包括:
6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述第二区域内每个像素点的像素值、所述第二区域内每个像素点的位置,补全所述山坡缺失的三维点云数据,包括:
7.一种山坡数据补全的装置,其特征在于,所述装置包括获取模块、确定模块和补全模块,
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述确定模块具体用于:将所述多个三维点云数据映射到笛卡尔坐标系中,以确定所述每个三维点云数据的所述三维信息,所述三维信息还包括横坐标值、纵坐标值。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述确定模块还具体用于:
10.一种山坡数据补全的装置,其特征在于,包括处理器和存储器,所述存储器用于存储计算机程序,所述处理器用于调用并运行所述存储器中存储的计算机程序以执行:如权利要求1至6中任一项所述的方法。
