[發明專利]基于NURBS建模的路側雷達的實時濾除背景的方法

有效

• 申請號: 202011122514.6
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN113176546B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 萬賢福;柳佳;張小磊;徐錦錦
• 申請（專利權）人: 蘇州思卡信息系統有限公司
• 主分類號: G01S7/48
• 分類號: G01S7/48
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 劉洪勛

1.基于NURBS建模的路側雷達的實時濾除背景的方法，其特征在于，基于NURBS對道路空間進行幾何建模，用幾何模型將雷達監控的道路空間包圍并封閉起來，位于幾何模型內的點云為偵測對象保留，而幾何模型外的點云則作為背景濾除，具體包括以下步驟：

步驟一，三維激光雷達掃描監控區域，記錄多幀數據；

步驟二，將視野場網格化：在球坐標系下，將雷達視野場范圍內的方位角和仰角θ進行網格劃分，方位角和仰角的網格尺寸根據雷達掃描的分辨率確定適當的取值；網格劃分后，根據網格中心的值分別對方位角和仰角進行升序編號，從0開始編號；視野場網格化后，每一幀點云數據可以用二維表格表示；行號i為仰角編號，列號j為方位角編號；表格中(i，j)處的值則為網格(i，j)處的點與坐標原點之間的距離，即球坐標r值；

步驟三，疊加多幀點云數據：將步驟一中的多幀點云數據放在同一坐標系下疊加起來；

步驟四，基于NURBS對道路空間進行幾何建模：根據步驟三疊加后的三維點云數據，構造出道路交通的三維形態；分析三維形態，將監控區域內的道路空間的點分離出來；將代表道路空間的邊界線的點提取出來，并將代表道路空間的邊界面上的點提取出來；根據各條邊界線上的點，采用NURBS曲線擬合構造出輪廓線；根據邊界面上的點，采用NURBS曲面擬合出邊界面；對于道路空間的側面和頂面，根據地面上的邊界線構造NURBS曲面；最后由邊界面將道路空間包圍并封閉起來；

步驟五，將道路空間網格化：在步驟二網格化后的視野場基礎上，將步驟四構造的道路空間幾何模型進行網格化，即計算幾何模型每個NURBS曲面落在視野網格(i，j)的球坐標系r值；

步驟六，用二維表格表示道路空間邊界：在步驟五基礎上，建立兩張二維表格記錄道路空間的邊界；一張表格為近邊界，另一張為遠邊界；表格中行號i和列號j分別為視野場的仰角編號與方位角編號；其中，近邊界表格中(i，j)的值為視野網格(i，j)處離雷達最近的道路空間邊界面的球坐標系r值；遠邊界表格中(i，j)的值則為視野網格(i，j)處離雷達次近的道路空間邊界面的球坐標系r值；若(i，j)處無道路空間邊界，則值設為0；

步驟七，檢測地面，更新邊界表格：為了更好地對地面與探測物體分離，對多幀數據檢測地面，采用檢測出來的地面點云數據更新步驟六中的道路空間遠邊界表格；

步驟八，實時濾除背景：基于遠、近邊界表格，對雷達掃描的實時幀進行背景濾除；對于實時掃描出來的點，根據其所在的視野網格位置(i，j)進行查表；若表格中(i，j)的值為零，則意味著在道路空間外，直接去除；若其r值落在遠、近兩張邊界表格(i，j)處的值之間則為道路空間內的點，給予保留。

2.如權利要求1所述的基于NURBS建模的路側雷達的實時濾除背景的方法，其特征在于，所述步驟一中選取交通不擁堵，無車、人和物長時間停留的情形。

3.如權利要求1所述的基于NURBS建模的路側雷達的實時濾除背景的方法，其特征在于，所述步驟二采用柱坐標系的雷達，則將視野場范圍內方位角和高度進行網格劃分。

4.如權利要求1所述的基于NURBS建模的路側雷達的實時濾除背景的方法，其特征在于，所述步驟三對多幀數據進行分析，求每個視野網格(i，j)中最大的球坐標系r值。

5.如權利要求1所述的基于NURBS建模的路側雷達的實時濾除背景的方法，其特征在于，所述步驟四中，道路空間指道路上供人、車和物行進的空間。

6.如權利要求1所述的基于NURBS建模的路側雷達的實時濾除背景的方法，其特征在于，所述步驟四中，建道路空間幾何模型時，把雷達置于道路空間之外，把交通道路內綠化帶、路側的路燈、指示牌和龍門架也置于道路空間之外。

7.如權利要求1所述的基于NURBS建模的路側雷達的實時濾除背景的方法，其特征在于，所述步驟七中，點云地面檢測采取RANSAC算法。