激光雷达候选点检测模块 (Lidar CPDet Detection)

源码路径: modules/perception/lidar_cpdet_detection/

概述

激光雷达候选点检测模块负责从点云帧中检测前景候选点（Candidate Points），为下游跟踪与融合提供初始目标。该模块基于 Apollo 感知插件框架设计，提供抽象基类 BaseCPDetector 供具体算法实现，并通过 Cyber 组件 LidarCPDetectionComponent 集成到在线流水线中。同时提供离线工具 OfflineLidarCPDetection，可直接读取 PCD 文件进行批量检测与结果输出。

整体流程为：接收 LidarFrameMessage -> 候选点检测 -> 目标属性构建（ObjectBuilder）-> 输出结果。

核心类

BaseCPDetector

候选点检测器的抽象基类，定义了检测器的标准接口。所有具体检测算法（如 CNN 分割）需继承此类并通过注册宏注册。

cpp

class BaseCPDetector {
 public:
  virtual bool Init(const CPDetectorInitOptions& options = CPDetectorInitOptions()) = 0;
  virtual bool Detect(const CPDetectorOptions& options, LidarFrame* frame) = 0;
  virtual std::string Name() const = 0;
};

通过宏 PERCEPTION_REGISTER_LIDARDETECTOR(name) 注册具体检测器实现类，运行时通过 BaseCPDetectorRegisterer::GetInstanceByName 动态获取实例。

LidarCPDetectionComponent

Cyber 组件，继承自 cyber::Component<LidarFrameMessage>，封装检测器为在线可部署的组件。

cpp

class LidarCPDetectionComponent : public cyber::Component<LidarFrameMessage> {
  bool Init() override;
  bool Proc(const std::shared_ptr<LidarFrameMessage>& message) override;

 private:
  std::string sensor_name_;
  bool use_object_builder_ = true;
  std::shared_ptr<BaseCPDetector> detector_;
  ObjectBuilder builder_;
  std::string output_channel_name_;
  std::shared_ptr<apollo::cyber::Writer<onboard::LidarFrameMessage>> writer_;
};

核心成员：

detector_：通过插件机制加载的具体候选点检测器
builder_：目标属性构建器，用于补充检测结果的几何属性
writer_：将检测结果写入下游通道

OfflineLidarCPDetection

离线检测工具类，用于从磁盘加载 PCD 点云文件执行检测并输出结果到文本文件。

cpp

class OfflineLidarCPDetection {
  bool Init();
  bool TransformCloud(const base::PointFCloudPtr& local_cloud,
                      const Eigen::Affine3d& pose,
                      base::PointDCloudPtr world_cloud) const;
  bool Run();
  bool WriteObjectsForNewBenchmark(size_t frame_id, LidarFrame* frame,
                                   const std::string& path);
};

核心函数

LidarCPDetectionComponent::Init

初始化组件，从配置文件加载参数，创建检测器实例并初始化，创建输出通道 Writer。若配置 use_object_builder 为 true，则同时初始化 ObjectBuilder。

cpp

bool LidarCPDetectionComponent::Init() {
  // 读取 protobuf 配置
  LidarCPDetectionComponentConfig comp_config;
  GetProtoConfig(&comp_config);
  // 通过插件机制创建检测器
  BaseCPDetector* detector = BaseCPDetectorRegisterer::GetInstanceByName(detector_name);
  detector_->Init(detection_init_options);
  // 初始化 ObjectBuilder
  builder_.Init(builder_init_options);
}

LidarCPDetectionComponent::Proc

消息处理入口，调用 InternalProc 执行实际检测逻辑，成功后通过 Writer 发送结果。

LidarCPDetectionComponent::InternalProc

核心处理函数，依次执行候选点检测和目标属性构建。带有性能埋点（PERF_BLOCK）。

cpp

bool LidarCPDetectionComponent::InternalProc(
    const std::shared_ptr<LidarFrameMessage>& in_message) {
  // 候选点检测
  detector_->Detect(detection_options, in_message->lidar_frame_.get());
  // 目标属性构建
  if (use_object_builder_) {
    builder_.Build(builder_options, in_message->lidar_frame_.get());
  }
}

OfflineLidarCPDetection::Run

离线批量执行入口。读取指定目录下所有 .pcd 文件，按文件名排序后逐帧执行检测与属性构建，结果写入输出目录。

OfflineLidarCPDetection::WriteObjectsForNewBenchmark

将检测结果以文本格式写入文件，每行包含目标的类型、位置、尺寸、朝向、速度及点云数据和多边形轮廓。

配置

组件配置通过 protobuf 文件 lidar_cpdet_detection_component_config.pb.txt 加载，主要字段：

字段	类型	说明
`sensor_name`	string	传感器名称，默认 `velodyne64`
`use_object_builder`	bool	是否启用目标属性构建
`output_channel_name`	string	输出 Cyber 通道名
`plugin_param.name`	string	检测器插件名称（如 `CNNSegmentation`）
`plugin_param.config_path`	string	检测器配置路径
`plugin_param.config_file`	string	检测器配置文件名

离线工具通过 gflags 配置，主要标志：

标志	默认值	说明
`--pcd_path`	`./pcd/`	输入 PCD 文件目录
`--output_path`	`./output/`	输出结果目录
`--detector_name`	`CNNSegmentation`	检测器类名
`--config_path`	`perception/lidar_detection/data`	配置路径
`--config_file`	`cnnseg16_param.pb.txt`	配置文件名
`--sensor_name`	`velodyne64`	传感器名称

调用关系

text

LidarCPDetectionComponent (Cyber 组件)
  |
  +-- Init()
  |     +-- GetProtoConfig()          // 加载 protobuf 配置
  |     +-- BaseCPDetectorRegisterer::GetInstanceByName()  // 插件创建检测器
  |     +-- detector_->Init()         // 初始化检测器
  |     +-- builder_.Init()           // 初始化 ObjectBuilder
  |     +-- node_->CreateWriter()     // 创建输出通道
  |
  +-- Proc()
        +-- InternalProc()
              +-- detector_->Detect() // 候选点检测
              +-- builder_.Build()    // 目标属性构建
        +-- writer_->Write()          // 发送检测结果

text

OfflineLidarCPDetection (离线工具)
  |
  +-- Init()
  |     +-- BaseCPDetectorRegisterer::GetInstanceByName()
  |     +-- detector_->Init()
  |     +-- builder_->Init()
  |
  +-- Run()
        +-- LoadPCLPCD()              // 加载点云
        +-- TransformCloud()          // 坐标变换
        +-- detector_->Detect()       // 候选点检测
        +-- builder_->Build()         // 目标属性构建
        +-- WriteObjectsForNewBenchmark() // 写入结果

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Steven Moder

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激光雷达候选点检测模块 (Lidar CPDet Detection) ​

概述 ​

核心类 ​

BaseCPDetector ​

LidarCPDetectionComponent ​

OfflineLidarCPDetection ​

核心函数 ​

LidarCPDetectionComponent::Init ​

LidarCPDetectionComponent::Proc ​

LidarCPDetectionComponent::InternalProc ​

OfflineLidarCPDetection::Run ​

OfflineLidarCPDetection::WriteObjectsForNewBenchmark ​

配置 ​

调用关系 ​

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