[发明专利]一种面向道路场景的三维语义地图构建和存储方法

权利要求书

1.一种面向道路场景的三维语义地图构建和存储方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)使用传感器在移动过程中采集路况视频数据，使用同步定位和构图技术获取关键帧，计算位姿和逆深度图，构建半密集点云地图；利用语义分割模型从所获取的关键帧中提取语义标记；

所述语义分割模型为基于可分离卷积核和特征金字塔组合的深度卷积神经网络；其中，所述可分离卷积核是通过将N个尺寸为D_K×D_K×M标准卷积核分解为M个尺寸为D_K×D_K×1的卷积核和N个尺寸为1×1×M的卷积核；分解后的卷积参数数量为(D_K×D_K+N)×M；所述特征金字塔组合由不同尺度的池化结构对输入特征图进行池化，再对各个池化分支进行处理和融合，得到多个尺度的组合特征信息；

(2)根据位姿信息、半密集点云地图数据和二维图像语义数据，利用二维到三维空间语义标记转换，将连续关键帧的语义标记数据进行融合，修正三维点云语义标记；具体的，采用基于贝叶斯概率的增量式方法实现二维到三维语义数据转换，计算方法如下：

其中，一个三维体素v_d的类别标记为l_k，表示为到t时刻所有捕捉到的关键帧集合，且结合连续关键帧的语义标记数据进行三维点云语义标记更新；

(3)根据所获取的三维语义点云地图，将三维语义点云数据表征为基于占据概率和语义信息的三维地图。

2.根据权利要求1所述的面向道路场景的三维语义地图构建和存储方法，其特征在于：所述步骤(1)中，传感器为单目摄像头和/或双目摄像头。

3.根据权利要求1或2所述的面向道路场景的三维语义地图构建和存储方法，其特征在于：所述步骤(1)中，语义标记为静态目标标识，包含道路路面标记、建筑物标记、停放机动车辆标记、辅道标记、道路标识牌标记、路灯标记和树木植被标记。

4.根据权利要求1所述的面向道路场景的三维语义地图构建和存储方法，其特征在于：所述步骤(1)中，关键帧定义为K_i＝{I_i,D_i,V_i,S_i}，包含图像信息I_i:逆深度图D_i:逆深度图方差V_i:以及语义分割信息S_i:其中，表示实数集。

5.根据权利要求1所述的面向道路场景的三维语义地图构建和存储方法，其特征在于：所述步骤(3)中，采用八叉树结构对三维点云地图压缩进行优化，构建不同分辨率下的三维语义地图表征。