[發明專利]地面點云數據濾除方法及裝置、臂架防碰撞方法及系統

在審

• 申請號: 202011430640.8
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112508912A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 武鴻;范卿;付玲;曾楊;李淇陽
• 申請（專利權）人: 中聯重科股份有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/73;G06K9/62
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

本發明涉及工程機械領域，提供一種地面點云數據濾除方法及裝置、臂架防碰撞方法及系統。所述地面點云數據濾除方法包括：根據獲取到的圖像數據生成三維的點云數據；基于所述點云數據確定地面平面模型，通過平面擬合濾除所述點云數據中的地面點云，得到第一次濾除后的點云數據；基于第一次濾除后的點云數據生成多個點云簇，根據點云簇相對于地面平面模型的離差濾除所述第一次濾除后的點云數據中的地面點云，確定剩余的點云為非地面點云。本發明基于平面擬合以及點云簇相對于地面平面模型的離差對點云數據進行兩次篩選，精確地濾除地面點云，排除地面上低矮物體及地面平面分割后剩余的地面點云對檢測結果的干擾，提高障礙物檢測的精度。

技術領域

本發明涉及工程機械領域，具體地涉及一種地面點云數據濾除方法、一種地面點云數據濾除裝置、一種臂架防碰撞方法、一種臂架防碰撞系統、一種工程機械以及一種存儲介質。

背景技術

混凝土泵車是輸送混凝土的施工設備，在進行混凝土澆筑作業時，通常需要操控機手在澆筑點附近觀察澆筑現場情況。在混凝土泵車臂架末端的軟管即將碰撞到周圍的人或障礙物時，操作遠程遙控器向下位機控制器下發停臂，控制臂架運動，避免臂架在發生外物碰撞時對臂架產生外載引發安全事故。在上述過程中對臂架碰撞障礙物的預判基于操控機手的經驗，容易產生誤判或誤操作導致安全事故。

目前，針對臂架防碰撞主要是采用在臂架上安裝傳感器進行空間感知或臂架姿態感知來實現，但這種感知方式對臂架末端周圍障礙物的檢測精度不高，無法實現精確的防碰撞控制策略。

發明內容

本發明實施方式的目的是一方面提供一種地面點云數據濾除方法及裝置，可精確濾除地面點云數據，以提高障礙物檢測的精度；另一方面提供一種臂架防碰撞方法及系統，以解決上述的對臂架末端周圍障礙物的檢測精度不高的問題。

為了實現上述目的，本發明第一方面提供一種地面點云數據濾除方法，所述方法包括：

根據獲取到的圖像數據生成三維的點云數據；

基于所述點云數據確定地面平面模型，通過平面擬合濾除所述點云數據中的地面點云，得到第一次濾除后的點云數據；

基于所述第一次濾除后的點云數據聚類生成多個點云簇，根據所述點云簇相對于所述地面平面模型的離差濾除所述第一次濾除后的點云數據中的地面點云，確定剩余的點云為非地面點云。

進一步地，所述基于所述點云數據確定地面平面模型，通過平面擬合濾除所述點云數據中的地面點云，包括：

計算所述點云數據中各個點到所述地面平面模型的距離值，將所述距離值小于預設的距離閾值的點的集合確定為地面點云，并濾除所述地面點云。

進一步地，獲取所述圖像數據的視角相對于地面傾斜，所述第一次濾除后的點云數據包括存在弧度的地面點云。

進一步地，所述根據所述點云簇相對于所述地面平面模型的離差濾除所述第一次濾除后的點云數據中的地面點云，包括：

根據預設條件判斷所述點云簇是否為地面點云，在確定所述點云簇為地面點云的情況下濾除所述點云簇；

其中，所述預設條件為：若所述點云簇相對于所述地面平面模型的離差小于或等于零，或者所述離差小于預設的離差高度閾值，則確定所述點云簇為地面點云。

進一步地，所述基于所述點云數據確定地面平面模型，包括：

基于隨機采樣一致性通過參數迭代計算得到針對所述點云數據的地面平面模型Ax+By+Cz+D＝0，其中A、B、C、D為所述地面平面模型的坐標參數。

進一步地，所述點云簇相對于所述地面平面模型的離差的公式為：