基于点云数据的车辆识别方法研究

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随着汽车领域的不断发展和科技的进步,智能汽车、无人驾驶等技术成为当下的研究热点。车辆识别作为无人驾驶领域的关键技术,迅速成为一个热门研究方向。传统的车辆识别方法多依赖于图像数据,而图像数据作为3D空间的投影,缺少对三维物理空间的结构描述。激光雷达可快速采集空间物体的表面坐标,但由于物体遮挡以及雷达线性扫描原理,造成点云数据具有稀疏性和无序性,使基于点云数据的车辆识别存在挑战性。本文针对上述问题,研究了稀疏点云数据的车辆目标识别算法。改进了现有点云车辆识别方法中的不足,能够快速有效的识别环境中的车辆,为无人驾驶以及智能机器人提供有力的技术保障。主要研究内容及改进如下:
  (1)研究了点云数据的两种特征编码方法,体素特征编码和鸟瞰图特征编码。鸟瞰图特征不存在目标重叠,可以有效的避免物体遮挡带来的负面影响。通过改进点云特征金字塔网络,融合两种不同编码方式的特征以及不同尺度的特征,提出了基于双特征编码融合的车辆识别方法。该方法对于存在遮挡的目标车辆识别具有更强的鲁棒性。
  (2)研究了点云与图像的变换矩阵,结合成熟的二维识别方法,提出了基于图像映射的点云车辆识别方法。该方法通过YOLO算法识别图像中的车辆,利用图像与点云数据间的变换矩阵缩小目标点云范围筛选目标点,改进了K-means聚类算法对车辆识别结果进行优化。可以快速有效的识别点云场景的车辆,对于点云数据的车辆识别方法具有更好的精确度。
  最后,利用KITTI数据集分别对两种方法进行实验证明,基于双特征编码融合的车辆识别方法,减小了物体遮挡对车辆识别的影响。基于图像映射的点云车辆识别方法,增加了车辆模型的识别率,分别达到了92.34%、88.03%和81.38%。
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