[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

本發明公開了一種基于激光雷達點云數據去除地面的方法，其先采用激光雷達采集激光雷達點云數據，將其從激光雷達坐標系內轉換到車輛坐標系內；而后構建具有網格結構的激光雷達點云數據，并利用攝像頭采集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。然后標定激光雷達點云數據投影到圖像數據的轉換矩陣，由轉換矩陣將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；遍歷激光雷達點云數據，從中篩選出地面點云候選點；由分布于地面網格內的地面點云候選點獲得與其對應的擬合平面；遍歷激光雷達點云數據，獲取其與對應地面網格的擬合平面距離，若距離小于設定距離閾值，則去除該點云數據。

技術領域

本發明涉及一種圖像處理方法，尤其涉及一種用于車輛智能駕駛的圖像處理方法。

背景技術

三維激光雷達與傳統的微波雷達相比，具有較高的工作頻率，所以其可以用于提供實時的環境信息。同時，三維激光雷達也具有很高的角度距離和速度的分辨率，因此其也被廣泛應用在自動駕駛車輛環境感知中。

但是，當三維激光雷達應用于自動駕駛車輛環境感知中時，三維激光雷達感知自身返回的點云中包含障礙物，地面等信息，所以要將障礙物信息提取出來，需要先將地面點云去除。

現有的傳統地面點云檢測算法包括：柵格高度差方法和平面模型擬合方法。這兩種方法具體如下所述：

柵格高度差方法：依據對每個柵格的高度差的大小進行分類，柵格高度差方法依賴于點云數據。柵格內地面點高度差特征符合柵格高度差方法，但是對于高平臺仍然符合該特征，所以對于進行柵格化之后的高平臺點仍然被分類為地面點。但是，該方法的分類出的地面點包含真實的地面點。當柵格內同時具有地面點云和其他障礙物時，無法區分出地面點云。

平面模型擬合方法：依據柵格內地面點云候選點進行平面擬合。如果柵格內含有較多高平臺或房頂的點云，而地面點云很少，此種方法會將高平臺或房頂當作地面去掉。

基于此，針對現有技術中存在的缺陷，本發明期望獲得一種基于激光雷達點云數據去除地面的方法及系統，其可以有效利用圖像信息，去除環視攝像頭探測范圍內的高平臺和房頂的地面誤檢，具有良好的推廣前景和應用價值。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種基于激光雷達點云數據去除地面的方法，該方法針對現有技術中存在的缺陷，可以有效利用圖像信息，去除環視攝像頭探測范圍內的高平臺和房頂的地面誤檢，具有良好的推廣前景和應用價值。

為了實現上述目的，本發明提出了一種基于激光雷達點云數據去除地面的方法，其包括步驟：

(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。