[發(fā)明專利]一種基于車載激光慣導數(shù)據(jù)的三維高精地圖繪制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910884069.8
• 申請日: 2019-09-19
• 公開（公告）號: CN110864696A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發(fā)明（設計）人: 羅文婷;李林
• 申請（專利權）人: 福建農(nóng)林大學;福建省銳道工程技術咨詢有限公司
• 主分類號: G01C21/32
• 分類號: G01C21/32;G01C21/16;G06K9/00;G06T5/30;G06T17/05
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 錢莉;蔡學俊

1.一種基于車載激光慣導數(shù)據(jù)的三維高精地圖繪制方法，其特征在于：提供一采集車、安裝于采集車內(nèi)部的慣性測量單元、對稱懸掛于采集車尾部兩端的三維線掃激光設備和安裝于車輛后輪的輪式測距儀；所述慣性測量單元、所述三維線掃激光設備和所述輪式測距儀均與采集車內(nèi)終端通訊相連，用以實時向終端傳輸所述三維線掃激光設備采集的路面二維激光圖像，所述慣性測量單元采集的方位角數(shù)據(jù)以及輪式測距儀記錄的輪軸運轉距離數(shù)據(jù)；

基于上述裝置及數(shù)據(jù)實現(xiàn)的三維高精地圖繪制方法包括以下步驟：

步驟S1：對采集車行駛過程中的行車軌跡橫向偏移量進行定位；

步驟S2：對道路平面行駛軌跡進行校正；

步驟S3：進行三維高精地圖的構建；

步驟S4：所述終端通過手機APP應用軟件實時查看地理信息、道路三維線形數(shù)據(jù)并進行三維高精地圖導航。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于車載激光慣導數(shù)據(jù)的三維高精地圖繪制方法，其特征在于：所述步驟S1具體包括以下步驟：

步驟S11：通過安裝在采集車上的三維線掃激光設備采集路面二維激光圖像，利用大津法進行圖像二值化處理；

步驟S12：利用膨脹腐蝕幾何形態(tài)學操作填充二值化圖像中車道邊緣線內(nèi)部脫空部分；

步驟S13：基于Canny算法進行車道邊緣線邊緣識別；

步驟S14：完成步驟S13中車道邊緣線的識別后，找出車道標線在二維激光圖像上的相對位置，從而定位車輛行駛中的橫向偏移量。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種基于車載激光慣導數(shù)據(jù)的三維高精地圖繪制方法，其特征在于：步驟S11中所述利用大津法進行圖像二值化處理的具體內(nèi)容為：

利用改進大津法進行圖像二值化處理，令閾值為t，則圖像被分為I1和I2兩部分，I1由灰度級在[0，t]范圍內(nèi)的像素點組成，I2由灰度級在[t+1，L-1]范圍內(nèi)的像素點組成；閾值的具體計算如公式(1)至(3)；

式中，p_i為灰度值為i的像素數(shù)在像素總數(shù)所占比例，％；w₀表示背景比例，％；w₁表示前景比例，％；t表示分割閾值，取值范圍為0～L-1；L表示圖像最大灰度值。

4.根據(jù)權利要求2所述的一種基于車載激光慣導數(shù)據(jù)的三維高精地圖繪制方法，其特征在于：所述步驟S14的具體內(nèi)容為：利用Canny算法對車道邊緣線進行邊緣檢測，然后對其邊緣進行基于非零像素值的閉環(huán)遍歷，確定邊緣線的幾何輪廓，并根據(jù)幾何輪廓的形狀及尺寸，剔除非邊緣線的噪音影響；車道邊緣線標線為長方形，對車道邊緣線輪廓的縱向像素點進行擬合，提取車道邊緣線外兩側外輪在圖像上的位置信息，從而確定車道邊緣線的坐標位置；令采集的二維激光圖像的中心線為采集車行駛軌跡中心線，結合車道邊緣線在圖像上的坐標位置，測量采集車位于實際車道的橫向位置，計算行駛軌跡的橫向偏移位移。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種基于車載激光慣導數(shù)據(jù)的三維高精地圖繪制方法，其特征在于：所述計算行駛軌跡的橫向偏移位移包括雙側邊緣線均被捕捉、僅單側邊緣線被捕捉和雙側邊緣線均未被捕捉三種情況下的行駛軌跡的橫向偏移位移計算；

所述雙側邊緣線均被捕捉為當采集車的橫向偏移位移小于25cm，且左右邊緣線均為實線，或恰好捕捉到虛邊緣線的實線部分，此時雙側邊緣線均被捕捉；通過已識別的左右邊緣線在圖像上的坐標，計算實際車道寬度；再根據(jù)左右邊緣線的中心線即車道中心線與圖像中心線即檢測車行駛軌跡中心線，測量其距離差，該距離差即為行駛軌跡偏移位移；

所述僅單側邊緣線被捕捉為當采集車向一側偏移大于25cm，該側邊緣線為實線或虛線的實線段；或當采集車偏移位移小于25cm，但單側邊緣線為虛邊緣線虛線段時，此時僅單側邊緣線被捕捉；通過已測量的車道寬度以及圖像上單側邊緣線的坐標位置，確定車道中心線于圖像上的坐標；然后根據(jù)車道中心線與行駛軌跡中心線的坐標位置，計算行駛軌跡的偏移位移；

所述雙側邊緣線均未被捕捉為當采集車向一側偏移大于25cm，且該側的邊緣線為虛邊緣線的虛線段時，左右邊緣線均未被捕捉于圖像上，此時鑒于行駛軌跡的連續(xù)性，求取前后圖像行駛軌跡偏移位移均值，定義其為該張圖像上行駛軌跡的偏移位移。