[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

本發明涉及基于NURBS建模的路側雷達的實時濾除背景的方法，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。本發明采用NURBS優異的幾何建模性能適應各種復雜的道路空間幾何形體；本發明的應用可以使得道路空間以外的各種變化不形成干擾；通過查表法，計算負荷低，計算耗時短，可以實時濾除背景。

技術領域

本發明涉及交通圖像處理與交通信息技術領域，尤其涉及一種基于NURBS建模的路側雷達的實時濾除背景的方法。

背景技術

三維激光雷達能夠全天候感知空間三維信息，而且不受光照條件的影響，安裝于路側對道路交通進行監控，能夠大大彌補視頻檢測技術的不足。隨著激光雷達分辨率的提高，對道路情況的三維空間信息感知越來越細膩，應用價值越來越凸顯。除了可以對機動車進行實時跟蹤與監管，對于非機動車、行人與拋灑物的管理也成為重要的應用領域。

三維激光雷達分辨率提高的同時，感知出來的三維點云數據量也大幅增加。從而對后續的點云數據分析與處理造成了一定的困難。為了能夠有效地降低處理器負荷，減少資源浪費，背景的快速濾除是關鍵性的步驟。背景的濾除好壞將直接影響到后續的點云分割與目標跟蹤等處理。背景濾除的快慢也將直接影響到后續交通道路事件檢測的實時性。

激光雷達所感知的空間信息中，除了被偵測對象(包括機動車、非機動車、行人和拋灑物等)之外，其它部分作為背景信息需要濾除。背景包括如下幾種：(1)交通道路以外的空間物體；(2)交通道路內的路面；(3)交通道路內綠化帶、路側的路燈、指示牌和龍門架等。背景有靜態和動態之分，靜態背景指固定不動的背景，而動態背景則是會發生位移。例如：路面、路燈、指示牌和龍門架等固定不動，但綠化帶的樹葉則會隨風飄動。

通常背景濾除算法中假設背景固定不動，通過將實時感知出來的點云幀與背景數據進行對比，去掉背景數據。但移動的背景由于位置不固定會對背景濾除帶來困難。現有文獻大多針對靜態背景提出了濾除的方法，而對于會移動的背景物體的濾除問題，很少涉及。Wu等(Transportation Research Record,2018,Vol.2672(45)106–114)假設移動背景僅僅做小范圍來回振動，通過對多幀點云數據進行疊加，然后統計點云密度，將背景位置標記出來，用來對實時數據進行過濾。但是這種方法對于做較大移動的背景物體失效。例如：狂風時的樹葉、樹枝、天空中的飛鳥和無人飛機等。此外，道路范圍外的背景任何大變動都會引起現有方法的失效。解決移動背景濾除的難度在于很難將其與被偵測對象區分開來。

解決移動背景的濾除問題的意義在于：對于基于路側三維激光雷達感知的道路交通監管系統能夠適應惡劣天氣和道路范圍外的各種空間變化。

有鑒于上述的缺陷，本設計人積極加以研究創新，以期創設基于NURBS建模的路側雷達的實時濾除背景的方法，使其更具有產業上的利用價值。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種基于NURBS建模的路側雷達的實時濾除背景的方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

作為本發明的目的之一，基于NURBS建模的路側雷達的實時濾除背景的方法，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；