[發明專利]基于嵌入式設備的多線激光雷達障礙物檢測系統及方法

在審

• 申請號: 201810418116.5
• 申請日: 2018-05-04
• 公開（公告）號: CN109001756A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 楊明;范嗣祺;袁偉;聞碩;唐愷辰;彭銘燃
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01S17/93
• 分類號: G01S17/93
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀;劉翠

1.一種基于嵌入式設備的多線激光雷達障礙物檢測系統，應用于智能車障礙物檢測，其特征在于，包括：數據采集子系統和數據處理子系統；其中：

所述數據采集子系統包括三維點云數據采集模塊，所述三維點云數據采集模塊實時獲取多線激光雷達原始數據，并將獲取的多線激光雷達原始數據發送到數據處理子系統；

所述數據處理子系統包括數據處理模塊和數據傳輸模塊，所述數據處理模塊實時對三維點云數據采集模塊輸出的多線激光雷達原始數據進行處理，獲取實時的三維點云數據、障礙物信息以及車輛與障礙物之間的相對位置數據，并將三維點云數據、障礙物信息以及車輛與障礙物之間的相對位置數據傳輸給數據傳輸模塊，并通過所述數據傳輸模塊進一步輸出。

2.根據權利要求1所述的基于嵌入式設備的多線激光雷達障礙物檢測系統，其特征在于，所述的三維點云數據采集模塊包括一臺或多臺多線激光雷達，所述多線激光雷達實時采集激光點的距離信息，形成多線激光雷達原始數據。

3.根據權利要求2所述的一種基于嵌入式設備的多線激光雷達障礙物檢測系統，其特征在于，所述多線激光雷達以一定頻率和相位發出和接收激光束，通過發射和接收到激光束的時間差計算出激光束探測到的點離多線激光雷達的距離值。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的基于嵌入式設備的多線激光雷達障礙物檢測系統，其特征在于，所述數據處理模塊基于嵌入式設備，并實時對三維點云數據采集模塊輸出的多線激光雷達原始數據進行處理，將多線激光雷達原始數據轉化為三維點云數據，在三維點云數據中檢測出障礙物，得到障礙物信息，并計算出車輛與障礙物之間的相對位置數據。

5.根據權利要求4所述的基于嵌入式設備的多線激光雷達障礙物檢測系統，其特征在于，所述數據傳輸模塊將三維點云數據、障礙物信息以及車輛與障礙物之間的相對位置數據進一步輸出至智能車后續系統，用于智能車后續系統進行避障及路徑規劃，和/或，進一步輸出至智能車顯示終端，用于車中操作人員觀察并進行車輛操作與檢查。

6.一種利用權利要求1-5中任一項所述的基于嵌入式設備的多線激光雷達障礙物檢測系統實現的障礙物檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：三維點云數據采集模塊實時獲取多線激光雷達原始數據；

S2：三維點云數據采集模塊將S1中獲取的多線激光雷達原始數據發送到數據處理模塊；

S3：數據處理模塊實時地將S2中三維點云數據采集模塊獲取的多線激光雷達原始數據轉化為三維點云數據，在三維點云數據中檢測出障礙物，得到障礙物信息，并計算出車輛與障礙物之間的相對位置數據，然后分別將三維點云數據、障礙物信息以及車輛與障礙物之間的相對位置數據傳輸給數據傳輸模塊；

S4：數據傳輸模塊實時地將S3中數據處理模塊處理得到的三維點云數據、障礙物信息以及車輛與障礙物相對位置數據進一步輸出。

7.根據權利要求6所述的障礙物檢測方法，其特征在于，所述S3中，在三維點云數據中檢測出障礙物，得到障礙物信息，并計算出車輛與障礙物之間的相對位置數據，具體為：

通過三維點云數據對地平面進行提取，首先統計多線激光雷達返回的數值，即前方激光反射點與車輛的相對位置數據；之后對障礙物進行標記；然后計算車輛與檢測出的障礙物之間的相對位置。

8.根據權利要求6所述的障礙物檢測方法，其特征在于，對障礙物進行標記，采用如下任意一種方法：

-設定高度閾值，將高于高度閾值的目標記為障礙物；

-利用統計學信息通過方差跳變點判斷障礙物邊緣，標記障礙物。

9.根據權利要求6所述的障礙物檢測方法，其特征在于，所述S4，具體為：

所述數據傳輸模塊將三維點云數據、障礙物信息以及車輛與障礙物之間的相對位置數據進一步輸出至智能車后續系統，用于智能車后續系統進行避障及路徑規劃，和/或，進一步輸出至智能車顯示終端，用于車中操作人員觀察并進行車輛操作與檢查。

10.根據權利要求6-9中任一項所述的障礙物檢測方法，其特征在于，還包括如下步驟：

S5：重復S1到S4，進行數據的實時更新，從而實現智能車障礙物檢測的整個過程。