[發明專利]一種基于激光雷達點云數據去除地面的方法及系統

有效

• 申請號: 202011179679.7
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112578405B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 周欣;姚明江
• 申請（專利權）人: 上汽大眾汽車有限公司
• 主分類號: G01S17/931
• 分類號: G01S17/931;G01S17/42;G01S7/48
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所(普通合伙) 31228
• 代理人: 楊丹莉;李丹

1.一種基于激光雷達點云數據去除地面的方法，其特征在于，包括步驟：

(1)采用設置在車輛上的激光雷達采集激光雷達點云數據，并將其從激光雷達坐標系內轉換到車輛坐標系內；

(2)構建具有網格結構的激光雷達點云數據，所述具有網格結構的激光雷達點云數據具有設定的網格；

(3)采用攝像頭采集圖像數據，并且對采集的圖像數據進行可行駛區域識別，得到有可行駛區域標識的圖像數據；

(4)標定激光雷達點云數據投影到所述圖像數據的轉換矩陣；

(5)基于所述轉換矩陣將具有網格結構的激光雷達點云數據投影到有可行駛區域標識的圖像數據中，獲得在圖像數據上的地面網格；

(6)遍歷步驟(2)中的激光雷達點云數據，根據其投影至所述圖像數據中的像素位置是否落于所述可行駛區域內，以從中篩選出地面點云候選點；

(7)對于每一個所述地面網格，基于分布于其內的地面點云候選點獲得與其對應的擬合平面；

(8)遍歷步驟(2)中的激光雷達點云數據，獲取其與對應的地面網格的擬合平面的距離，若距離小于設定的距離閾值，則判斷該點云數據表征地面，并將其去除。

2.如權利要求1所述的基于激光雷達點云數據去除地面的方法，其特征在于，所述步驟(1)還包括：對采集的激光雷達點云數據進行濾點預處理。

3.如權利要求1所述的基于激光雷達點云數據去除地面的方法，其特征在于，在步驟(3)中，通過深度卷積神經網絡對采集的圖像數據進行可行駛區域識別。

4.如權利要求1所述的基于激光雷達點云數據去除地面的方法，其特征在于，所述步驟(6)包括預篩選步驟：基于高精地圖中已知的可行駛區域范圍，初步判斷激光雷達點云數據中每一個點云是否作為地面點云候選點，如果點云落于高精地圖中已知的可行駛區域范圍內，則進一步判斷其投影至所述圖像數據中的像素位置是否落于所述圖像數據的可行駛區域內；如果點云未落于高精地圖中已知的可行駛區域范圍內，則將該點云篩除。

5.如權利要求1所述的基于激光雷達點云數據去除地面的方法，其特征在于，所述步驟(7)包括步驟：

(a)在每個地面網格的范圍內隨機抽取三個地面點云候選點構建初步擬合平面；

(b)判斷該地面網格內剩余地面點云候選點到該初步擬合平面的絕對距離是否滿足平面擬合條件，若滿足，則將該初步擬合平面作為該地面網格的擬合平面，結束該步驟；若不滿足，則重新返回步驟(a)。

6.如權利要求5所述的基于激光雷達點云數據去除地面的方法，其特征在于，所述平面擬合條件為該地面網格內至少99％的點到初步擬合平面的距離小于設定的閾值。

7.一種基于激光雷達點云數據去除地面的系統，其特征在于，包括：

設置在車輛上的激光雷達，其采集激光雷達點云數據；

設置在車輛上的攝像頭，其采集圖像數據；

處理模塊，其與所述激光雷達和攝像頭分別數據連接，其中所述處理模塊基于傳輸自激光雷達的激光雷達點云數據和傳輸自攝像頭的圖像數據，執行以下步驟：

(1)將激光雷達點云數據從激光雷達坐標系內轉換到車輛坐標系內；

(2)構建具有網格結構的激光雷達點云數據，所述具有網格結構的激光雷達點云數據具有設定的網格；

(3)對所述圖像數據進行可行駛區域識別，得到有可行駛區域標識的圖像數據；

(4)標定激光雷達點云數據投影到所述圖像數據的轉換矩陣；

(5)基于所述轉換矩陣將具有網格結構的三維激光雷達點云數據投影到有可行駛區域標識的圖像數據中，獲得在圖像數據上的地面網格；

(6)遍歷步驟(2)中的激光雷達點云數據，根據其投影至所述圖像數據中的像素位置是否落于所述可行駛區域內，以從中篩選出地面點云候選點；

(7)對于每一個所述地面網格，基于分布于其內的地面點云候選點獲得與其對應的擬合平面；

(8)遍歷步驟(2)中的激光雷達點云數據，獲取其與對應的地面網格的擬合平面的距離，若距離小于設定的距離閾值，則判斷該點云數據表征地面，并將其去除。