オーガナイズド点群とアンオーガナイズド点群とは

はじめに

点群には、オーガナイズドとアンオーガナイズドの 2 つのタイプがあります。これらは、それぞれ構造化された方式と任意の方式で格納された点群データを示します。"オーガナイズド点群" は 2 次元行列に似ており、データが行と列に分割されます。このデータの分割は点の間の空間関係に従って行われます。結果として、オーガナイズド点群のメモリ レイアウトは、点の xyz 座標で表される空間レイアウトに関連することになります。一方、"アンオーガナイズド点群" は 3 次元座標の単一のストリームで構成され、各座標が単一の点を表します。これらの点群の区別はデータの形状からも判断できます。オーガナイズド点群は M×N×3 の配列であり、3 つのチャネルは点の x 座標、y 座標、z 座標を表します。アンオーガナイズド点群は M 行 3 列の行列であり、M は点群に含まれる点の総数です。

アンオーガナイズドからオーガナイズドへの変換

SqueezeSegv1/v2、RangeNet++、SalsaNext など、ほとんどの深層学習セグメンテーション ネットワークは、オーガナイズド点群のみを処理します。また、地面の抽出や主要な点の検出の手法でもオーガナイズド点群が使用されます。そのため、Lidar Toolbox™ の多くのワークフローでは、前処理の手順としてオーガナイズド点群の変換が重要になります。

アンオーガナイズド点群からオーガナイズド形式への変換は、関数 pcorganize を使用して実行できます。この基礎となるアルゴリズムでは、球面投影を使用して 3 次元の点群データを 2 次元 (オーガナイズド) の形式で表します。これには、データを変換するために、対応する LiDAR センサーの特定のパラメーター (lidarParameters オブジェクトを使用して指定) が必要になります。

LiDAR センサーのパラメーター

変換に必要になるセンサーのパラメーターは、LiDAR センサーが一様ビーム構成であるか勾配ビーム構成であるかによって異なります。LiDAR センサーは、レーザー スキャナーを垂直に積み上げて作成されます。各レーザー スキャナーはレーザー パルスを放射し、回転して 3 次元点群を取得します。

レーザー スキャナーが均等に積み上げられていれば、その LiDAR センサーは "一様" ビーム (レーザー スキャナー) 構成です。

一様ビーム構成の LiDAR センサーを使用して取得されたアンオーガナイズド点群を変換するには、センサーのハンドブックから次のパラメーターを指定する必要があります。

• 垂直分解能 — 垂直方向のチャネル数。これは、レーザーの数で構成されます。典型的な値としては 32 と 64 があります。

• 水平分解能 — 水平方向のチャネル数。典型的な値としては 512 と 1024 があります。

• 垂直方向の視野 — 垂直方向の視野 (度)。上記の図のセンサーでは、垂直方向の視野は 45 度です。

例については、Lidar Parameters オブジェクトの作成を参照してください。

ビームが水平に密集していて、センサーの視野の上下に向かうほど薄くなっていれば、その LiDAR センサーは "勾配" ビーム構成です。

勾配ビーム構成の LiDAR センサーを使用して取得されたアンオーガナイズド点群を変換するには、センサーのハンドブックから次のパラメーターを指定する必要があります。

• 水平分解能 — 水平方向のチャネル数。典型的な値としては 512 と 1024 があります。

• 垂直ビームの角度 — 各垂直チャネルの角度位置 (度)。

例については、勾配 LiDAR センサー用の Lidar Parameters オブジェクトの作成を参照してください。

サポートされているセンサー

lidarParameters オブジェクトでは、いくつかの一般的な LiDAR センサーについて、センサーのパラメーターを自動的に読み込むことができます。次のセンサーがサポートされています。

センサーの名前	入力
Velodyne® HDL-64E	'HDL64E'
Velodyne HDL-32E	'HDL32E'
Velodyne VLP16	'VLP16'
Velodyne VLP32C	'VLP32C'
Velodyne VLP128	'VLS128'
Velodyne Puck LITE	'PuckLITE'
Velodyne Puck Hi-Res	'PuckHiRes'
Ouster® OS0-32	OS0-32
Ouster OS0-64	OS0-64
Ouster OS0-128	OS0-128
Ouster OS1Gen1-32	OS1Gen1-32
Ouster OS1Gen1-64	OS1Gen1-64
Ouster OS1Gen1-128	OS1Gen1-128
Ouster OS1Gen2-32	OS1Gen2-32
Ouster OS1Gen2-64	OS1Gen2-64
Ouster OS1Gen2-128	OS1Gen2-128
Ouster OS2-32	OS2-32
Ouster OS2-64	OS2-64
Ouster OS2-128	OS2-128

参考

pcorganize | lidarParameters

関連するトピック

• 球面投影の使用による点群のアンオーガナイズドからオーガナイズドへの変換