[發明專利]一種2D激光雷達距離圖像中線段特征精確擬合方法

有效

• 申請號: 201510511455.4
• 申請日: 2015-08-19
• 公開（公告）號: CN105137412B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 趙敏;孫棣華;熊星
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01S7/48
• 分類號: G01S7/48
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司11228
• 代理人: 武君

1.一種2D激光雷達距離圖像中線段特征精確擬合方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：獲取激光雷達距離圖像數據進行數據預處理；

S2：將數據預處理后距離圖像數據轉化為極坐標模型數據；

S3：對極坐標模型數據采用自適應閾值區域分割形成區域數據；

S4：對各區域數據進行線段分割形成分割線段數據；

S5：對分割線段數據中的線段數據進行線段合并；

S6：直至所有分割線段數據合并完畢并輸出合并線段數據，所述合并線段數據作為激光雷達距離圖像的提取線段數據；

所述S1中數據預處理是通過選取中位值濾波方法來過濾距離圖像數據中的隨機干擾數據的；

所述S3中自適應閾值區域分割具體步驟如下：

S31：從極坐標模型數據中選取當前數據；

S32：判斷當前數據中的距離數據是否大于零，如果是，則將當前數據序號作為序號標簽flag；

S33：如果否，則返回步驟S31選取下一極坐標模型數據為當前數據；

S34：計算當前數據與上一數據的前后變化值；計算當前數據與上一個不為零的極坐標模型數據之間含有的零數據個數；

S35：判斷前后變化值是否大于第一閾值theta1，或零數據個數是否大于第二閾值theta2，如果是，則將當前數據劃分為第m+1個分割區域數據，并返回步驟S31選取下一極坐標模型數據為當前數據；

S36：如果否，則將當前數據劃分為第m個分割區域數據；并返回步驟S31選取下一極坐標模型數據為當前數據；

S37：直到最后一個極坐標模型數據；

S38：計算各分割區域中所含數據的個數，將個數小于預設閾值的視為干擾區域并舍棄。

2.根據權利要求1所述的2D激光雷達距離圖像中線段特征精確擬合方法，其特征在于：所述S4中的線段分割包括以下步驟：

S41：將各分割區域中的區域數據的極坐標數據轉換成直角坐標數據；

S42：選擇分割區域中的兩個區域數據并根據其直角坐標數據擬合出直線；

S43：計算該區域數據內其他數據到該直線最大距離的點，并計算出最大距離；

S44：判斷最大距離是否大于自適應閾值，如果是，則將該數據設置于第一直線數據區域；

如果否，則將該數據設置于第二直線數據區域；

其中，所述自適應閾值根據最大距離按照以下公式計算：

其中，(x_k-1,y_k-1)表示第k-1個直角坐標數據，(x_k，y_k)表示第k個直角坐標數據，(x_k+1,y_k+1)表示第k+1個直角坐標數據；

S45：循環重復對第一直線數據區域和第二直線數據區域進行分割，直至所有數據分割完畢；

S46：計算各分割區域中所含分割直線的個數，將個數小于預設閾值的視為干擾區域并舍棄。

3.根據權利要求1所述的2D激光雷達距離圖像中線段特征精確擬合方法，其特征在于：所述S5中線段合并具體包括以下步驟：

S51：采取整體最小二乘法對分割線段數據中的坐標數據進行直線擬合，形成直線方程y＝k*x+b；

S52：選擇線段坐標數據中的第一個坐標數據和最后一個坐標數據，并分別對直線方程y＝k*x+b作垂線，通過計算所述垂線與所述直線方程的交點得到該直線方程的起始坐標和結束坐標；

S53：將直線方程轉換成極坐標方程；

S54：計算分割線段數據中的相鄰線段的角度差絕對值，及分割線段數據中的相鄰線段的距離差絕對值；

S55：判斷角度差絕對值是否小于角度固定閾值，及距離差絕對值是否小于距離固定閾值；

如果是，則將兩相鄰段線段進行合并形成更新線段，并以更新線段代替合并前的線段；

如果否，則進入下一步；

S56：返回步驟S51循環重復，直至所有的分割線段數據都計算完畢。