Dinamikus városi környezetek felügyelete központi feladat forgalomirányítási, környezetvédelmi, baleset- és bűnmegelőzési alkalmazásokban. A környezet információinak minél jobb kiaknázása érdekében a hagyományos képi szenzorok adatai mellett egyre nagyobb szerepet kapnak a háromdimenziós érzékelők. A mozgó autóra helyezhető Lidar szenzor olyan mérési sorozatot szolgáltat, ahol az egyes képkockák háromdimenziós pontfelhők, koordinátarendszerük pedig a jármű haladását követve változik. Így közvetlenül nyerhetünk pontos 4D (tér+idő) geometriai információt a helyszínről, azonban a ritka pontfelhő sorozatok elemzése számos kihívást tartogat az automatikus gépi felismerő algoritmusoknak. A környezet értelmezésének fontos eleme különböző városi objektumok automatikus elkülönítése a háttértől, majd az osztályzásuk és felismerésük a megfigyelt vizuális jellemzők alapján.
A dolgozatban áttekintést adok több szakirodalomban meglévő módszerről, melyek a Lidar szenzor által rögzített pontfelhők szegmentálását, tehát a különböző objektumokhoz tartozó pontfelhő részek elkülönítését végzik. Az egyes módszereket megvizsgálva megállapítottam, hogy kritikus feladat az egymáshoz közel álló alakzatok szétválasztása, ezért a munkám során egy hierarchikus, kétszintű rács alapú szegmentációs eljárást javasoltam az összetartozó ponthalmazok meghatározására. A saját módszer előnyeit bemutattam a hagyományos 3D elárasztásos szegmentációs megközelítésekkel szemben.
A következő lépésben módszereket javasoltam járművek, gyalogátkelőhelyek és közlekedési táblák elkülönítésére a Lidar pontfelhőkben tárolt geometriai és intenzitás információkat együttesen felhasználva. A gyalogátkelőhelyek észleléséhez kihasználtam, hogy az útfestéseknek az úttesttől eltérő anyagáról nagyobb intenzitással verődik vissza a lézerfény, és az átkelők jellegzetes mérettel valamint alaki paraméterekkel rendelkeznek. Az útjelző táblákat a keskeny oszlopok tetején elhelyezkedő nagy intenzitású alakzatokként azonosítottuk.
A munka során felhasznált pontfelhőket az MTA SZTAKI Velodyne HDL-64E S2 típusú Lidar készülékével rögzítettük Budapest utcáin, amely 15-20 Hz közötti frekvenciával szolgáltatott pontfelhő-kereteket egy mozgó autó tetejéről. Munkánk távlati célja olyan információk kinyerése, melyet egy autonóm rendszer felhasználhat önjáró autó vagy drónok navigálására vagy objektumok -objektumcsoportok detektálására.