什么是点云配准?

点云配准(Point Cloud Registration)是自动驾驶环境感知中的关键技术,指将不同时间或视角采集的离散三维点云数据,通过空间变换对齐到统一坐标系的过程。其核心在于求解两组点云之间的最优刚体变换(旋转矩阵和平移向量),使对应点之间的距离误差最小化。经典算法如ICP(Iterative Closest Point)通过迭代寻找最近邻对应点并优化变换参数,而现代方法则结合特征匹配、深度学习等技术提升在动态环境中的鲁棒性。

在自动驾驶实际应用中,点云配准承担着多传感器数据融合、高精地图定位、动态障碍物跟踪等重要职能。例如,通过将实时激光雷达点云与预先构建的高精地图配准,车辆可实现厘米级定位;连续帧点云的配准则能计算自车运动轨迹并识别周围物体的位移。随着固态激光雷达的普及,基于深度学习的端到端配准方法(如PointNetLK、D3Feat)正逐步解决传统算法对初始位姿敏感、计算量大等工程痛点,为量产方案提供更高效的解决方案。