[發明專利]一種激光點云中的無人機目標檢測方法

有效

• 申請號: 202010701712.1
• 申請日: 2020-07-21
• 公開（公告）號: CN111738214B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 尹彥卿;王昂;張陟超;羅偉
• 申請（專利權）人: 中航金城無人系統有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/20;G06K9/62;G06T7/66
• 代理公司: 南京冠譽至恒知識產權代理有限公司 32426
• 代理人: 夏恒霞

1.一種激光點云中的無人機目標檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、點云體素柵格化：使用體素柵格化方法，將原始點云數據組織成三維空間中的體素柵格形式；

S2、地面點聚類去除，去除對目標檢測產生干擾的各類地面點：以高度判定為基礎產生一系列地面點種子，以種子為根節點、采用樹形結構擴展的方式劃分地面點并進行聚類，標記出體素網格中所有的地面點，剩余的體素網格則屬于待劃分的空中目標；

具體包括如下兩個子步驟：

S2.1 對整個體素網格G進行掃描，若某個z坐標小于判斷閾值h的體素網格內部點云總數N0，即將該網格標記為一個地面種子，并對其執行步驟S2.2；

S2.2 六向鄰接網格擴展：

首先，對S2.1步驟生成的每個地面點，以其為根節點生成一個六向鄰接樹：以最初的地面點體素網格G[i][j][k]為樹的第一層，搜索該點六個方向上的鄰接體素，其坐標分別為：G[i-1][j][k]，G[i+1][j][k]，G[i][j-1][k]，G[i][j+1][k]，G[i][j][k-1]，G[i][j][k+1]，若其中某個體素網格內部點云總數N0，且其尚未被劃分入地面點聚類，則將其劃分入地面點，并加入樹的第二層；

接著，對六向鄰接樹中第二層的所有節點進行六鄰接體素的搜索，若有其內部有點云分布的，且其尚未被劃分入地面點聚類，則將其劃分為地面點，并加入樹的第三層；

依次類推，對樹的第S層，搜索其所有節點的六鄰接體素，若有其內部有點云分布的，且其尚未被劃分入地面點聚類，則將其劃分為地面點，并加入樹的第S+1層，直到某一層的所有節點均無法再產生下一層節點為止；

若整個體素網格尚未完全掃描完畢，則回到S2.1繼續進行掃描；

直至整個體素網格G均被掃描完后，將所有劃分為地面點的聚類合并，即標記出體素網格中所有的地面點，而剩余的體素網格，屬于待劃分的空中目標；

S3、無人機目標點云劃分：采用目標種子節點-六向領域擴展的方式進行聚類，掃描整個體素網格，生成一系列的空中目標聚類；

具體包括如下兩個子步驟：

S3.1搜索整個體素網格G，若某個體素網格內部點云總數N0，即將該網格標記為一個新的空中目標，并對其執行S3.2；

S3.2 六向鄰接網格擴展：

首先，對S3.1步驟生成的每個空中目標種子節點，以其為根節點生成一個六向鄰接樹，以最初的空中目標點體素網格G[i][j][k]為樹的第一層，搜索該點六個方向上的鄰接體素，其坐標分別為：G[i-1][j][k]，G[i+1][j][k]，G[i][j-1][k]，G[i][j+1][k]，G[i][j][k-1]，G[i][j][k+1]；若其中某個體素網格內部點云總數N0，且其未被劃分入地面點聚類，并且其也未被劃分入任何一個空中目標點聚類，則將其劃分入該新的空中目標，并加入第二層；

接著，對六向鄰接樹中第二層的所有節點進行六鄰接體素的搜索，若有其內部有點云分布的，且其未被劃分入地面點聚類，并且其也未被劃分入任何一個空中目標點聚類，則將其劃分入該新的空中目標，并加入第三層；

依次類推，對樹的第S層，搜索其所有節點的六鄰接體素，若有其內部有點云分布的，且其未被劃分入地面點聚類，并且其也未被劃分入任何一個空中目標點聚類，則將其劃分入該新的空中目標，并加入樹的第S+1層，直到某一層的所有節點均無法再產生下一層節點為止；

若整個體素網格尚未完全掃描完畢，則回到S3.1繼續進行掃描；

最后，整個體素網格G均被掃描完后，生成一系列的空中目標聚類；

S4、無人機目標形態特征篩查：搜索整個空中目標聚類，基于目標無人機的形態特征實現目標篩查。

2.根據權利要求1所述的一種激光點云中的無人機目標檢測方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述原始點云數據已結合激光雷達自身的絕對坐標和姿態變換至東-北-天坐標系下。