(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210729496.0 (22)申请日 2022.06.24 (71)申请人 深圳市规划 和自然资源数据管理中 心 地址 518040 广东省深圳市福田区红荔西 路8007号 申请人 武汉大学 (72)发明人 刘翀　董震　米晓新　 (74)专利代理 机构 武汉科皓知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 42222 专利代理师 严彦 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) G06V 10/75(2022.01) G06V 20/56(2022.01) (54)发明名称 一种基于车载激光点云的斑马线三维重建 方法及系统 (57)摘要 本发明提供一种基于车载激光点云的斑马 线三维重建方法及系统， 包括基于车载激光点云 数据， 预先标记包含多条斑马线区域的包围框； 建立局部坐标系， 基于能量代表处在斑马线中轴 线附近的可能性， 分割为若干块包含 单条斑马线 的独立区域； 针对每块独立区域， 根据区域内部 靠近中轴线和远离中轴线的点云强度差异， 计算 所包含的斑马线的长度并得到粗略位置； 建立斑 马线多边形模板， 根据斑马线反射强度特性构建 能量函数， 求解完成模板匹配， 得到斑马线三维 重建结果。 本发明对点云密度、 点云强度不均具 有较强的鲁棒性， 在点云较稀疏、 斑马线磨损严 重的区域中仍能获得完整且位置准确的矢量化 模型， 可应用于交通基础设施管 理及面向自动驾 驶的高精地图生产。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 115131499 A 2022.09.30 CN 115131499 A 1.一种基于车 载激光点云的斑马线三维重建方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1， 基于车载激光点云数据， 预先标记包含多条斑马线区域的包围框； 建立局部坐 标系， 基于能量代表处在斑马线中轴线附近的可能性， 将整块包含多条斑马线的区域分割 为若干块包 含单条斑马线的独立区域； 步骤2， 针对每块包含单条斑马线的独立 区域， 根据区域内部靠近中轴 线和远离 中轴线 的点云强度差异， 自适应 计算所包 含的斑马线的长度并得到该斑马线的粗略位置； 步骤3， 建立斑马线多边形模板， 根据斑马线的反射强度特性构建能量函数， 求解能量 函数完成模板匹配， 得到斑马线三维重建结果。 2.根据权利要求1所述基于车载激光点云的斑马线三维重建方法， 其特征在于： 步骤1 的实现方式如下， 首先， 以预先标记区域的沿斑马线长边的方向作为x轴， 以与x轴垂直方向为y轴， z轴与 点云原始 坐标系z轴保持一致， 建立局部坐标系； 接着， 沿局部坐标系的y轴在选定区域中每 隔预设间隔选一个点， 构成初始的候选点集Q； 对候选点集Q中每个候选点计算其能量， 通过 能量代表其处在斑马线中轴线附近的可能性； 从候选点集Q中不断取最有可能处在斑马线中轴线附近的点qmax， 记录每次选择的qmax 的集合Qmax， 并从候选点集中不断更新剔除qmax及其近邻候选点， 直至Q中无候选点； 至此， Qmax中的点数量表示选定区域内斑马线的数量， Qnax中的每个候选点位置是每条斑马线在y 轴上的初始位置， 在该位置上沿y轴 方向上下各取固定尺寸的区域作为包含单条斑马线的 独立区域。 3.根据权利要求2所述基于车载激光点云的斑马线三维重建方法， 其特征在于： 通过计 算能量反应某位置处在斑马线中轴线附近的可能性时， 对每 个候选点计算能量Eq如下， qnear＝{p||p.y‑q.y|＜wzebra/2， p∈C} Eq＝A(qnear) 式中， qnear为候选点q附近的点集， p.y为点p的y坐标， q.y为点q的y坐标； | ·|为取绝对 值； wzebra为斑马线宽度； C为预先标记的斑马线区域中的点集； p为点集C中的点， q为候选点 集Q中的点； A(  )为计算点集的平均强度； Eq即q点沿y轴方向上下共wzebra宽度范围内点云的 平均强度。 4.根据权利要求2所述基于车载激光点云的斑马线三维重建方法， 其特征在于： 将步骤 1中， 根据下式更新待选点 集Q为qNew， 并记录每次选择的qmax的集合Qmax， 直至Q中无候选点， qNew＝{q||q.y‑qmax.y|＞K， q∈Q} 式中， qNew为每次更新后的待选点集； q为候选点集Q 中的点； winv为两条平行斑马线中轴 线的间隔， 阈值K 取值在[winv/2， winv]之间。 5.根据权利要求1或2或3或4所述基于车载激光点云的斑马线三维重建方法， 其特征在 于： 步骤2的实现方式为， 沿包含单条斑马线的独立区域中轴 线方向以预设间隔划分共若干候选区域， 并计算每 个候选区域内部中轴线附近的点与远离中轴线的点的强度差异， 若候选区域内部靠近中轴 线和远离中轴线的点云强度差异较大， 则认为此候选区域位于斑马线内部， 判断为可能是 斑马线的候选区域； 对得到的可能是斑马线的候选区域进行离群值滤波， 当至少连续TL个候选区域被认为权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115131499 A 2是可能的斑马线区域， 认为 其是正确的斑马线区域； 其中， TL为预设数值； 所有认为是正确斑马线的候选区域构 成斑马线区域， 进而确定斑马线的长度和初始位 置。 6.根据权利要求1或2或3或4所述基于车载激光点云的斑马线三维重建方法， 其特征在 于： 步骤3中， 确定斑马线模板形状的方式如下， 斑马线模板默认采用矩形模板， 当改为选择采用斑马线平行四边形模板时， 相邻两边 的夹角由默认直角改变为预 先标记区域相邻两条边界的夹角。 7.一种基于车载激光点云的斑马线三维重建系统， 其特征在于： 用于实现如权利要求 1‑6任一项所述的一种基于车 载激光点云的斑马线三维重建方法。 8.根据权利要求7所述基于车载激光点云的斑马线三维重建系统， 其特征在于： 包括以 下模块， 第一模块， 用于基于车载激光点云数据， 预先标记包含多条斑马线区域的包围框； 建立 局部坐标系， 基于能量代表处在斑马线中轴线附近的可能性， 将整块包含多条斑马线的区 域分割为若干块包 含单条斑马线的独立区域； 第二模块， 用于针对每块包含单条斑马线的独立区域， 根据区域内部靠近中轴线和远 离中轴线的点云强度差异， 自适应计算所包含的斑马线的长度并得到该斑马线的粗略位 置； 第三模块， 用于建立斑马线多边形模板， 根据斑马线的反射强度 特性构建能量函数， 求 解能量函数完成模板匹配， 得到斑马线三维重建结果。 9.根据权利要求6所述基于车载激光点云的斑马线三维重建系统， 其特征在于： 包括处 理器和存储器， 存储器用于存储程序指令， 处理器用于调用存储器中的存储指令执行如权 利要求1‑6任一项所述的一种基于车 载激光点云的斑马线三维重建方法。 10.根据权利要求7所述基于车载激光点云的斑马线三维重建系统， 其特征在于： 包括 可读存储介质， 所述可读存储介质上存储有计算机程序， 所述计算机程序执行时， 实现如权 利要求1‑6任一项所述的一种基于车 载激光点云的斑马线三维重建方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115131499 A 3