[發明專利]一種基于多線激光雷達的地面分割方法

在審

• 申請號: 202011628411.7
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112686910A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 袁勝;彭稹;江如海;劉躍;丁驥
• 申請（專利權）人: 合肥中科智馳科技有限公司
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/136;G01S7/48
• 代理公司: 合肥市上嘉專利代理事務所(普通合伙) 34125
• 代理人: 郭華俊

本發明的基于多線激光雷達點云地面點分割方法，包括：獲取激光雷達對地面進行掃描產生的點云，得到點云數據；將點云數據解析到雷達坐標系下；將所述點云數據分成多組，并將每組中的點云數據按掃描線與水平面之間角度由小至大依次排序；計算每組所述點云數據掃描線的俯仰角；計算相鄰兩組所述點云數據斜率差值；根據實際道路情況設置俯仰角差值的閾值以及斜率變化的閾值；根據上述幾個步驟得到的結果即可分離得到地面點和非地面點。本發明的基于多線激光雷達點云地面點分割方法，具有實施計算方法簡單、高效、提高了多線激光雷達分割的準確性和實時性等優點。

技術領域

本發明涉及三維建模技術領域，特別是涉及一種基于多線激光雷達的地面分割方法。

背景技術

在逆向工程中通過測量儀器得到的產品外觀表面的點數據集合也稱之為點云。通常使用三維坐標測量機所得到的點數量比較少，點與點的間距也比較大，叫稀疏點云。而使用三維激光掃描儀或照相式掃描儀得到的點云，點數量比較大并且比較密集，叫密集點云。

在現有技術中，常見的分割方式有通過比較點云的高度值與設定閾值的大小進行比較實現地面的分割；或通過建立笛卡爾直角坐標系的柵格地圖，統計每個柵格點云平均高度并與設定的閾值進行比較實現地面的分割；或通過構建極坐標網格地圖，提取網格中點云數據的延伸頂點和最低點，與設定的閾值進行比較實現對非邊緣網格中的地面點分割，再采用3σ準則對邊緣網格中的地面點進一步分割處理；或通過將感興趣的區域內所有點在極坐標網格下進行柵格化，統計每個柵格內最大高度差和平均高度，并與設定閾值進行比較，實現地面與非地面的數據分割。上述提到的這些方法或多或少都存在著些許問題，還存在待改進空間。

申請號為201911404869.1的我國發明專利公開了一種《一種基于激光雷達的地面分割方法、裝置及存儲介質》，通過側安裝激光雷達采集掃描區域內的點云數據；從所述點云數據中獲取滿足標記條件的標記點云；根據所述標記點云計算地面高度估計值；根據所述地面高度估計值，判斷所述點云數據中的坐標點是否為地面點，包括：根據所述地面高度估計值、所述側安裝激光雷達的激光線束的出射角和安裝位置傾斜角，計算所述側安裝激光雷達的激光線束在水平面的正投影距離；判斷所述點云數據中每一坐標點在水平面的正投影距離與所述側安裝激光雷達的激光線束在水平面的正投影距離之差的絕對值是否小于第三閾值；將所述點云數據中在水平面的正投影距離與所述側安裝激光雷達的激光線束在水平面的正投影距離之差的絕對值小于第三閾值的坐標點確定為地面點。該發明是通過比較點云的高度值與設定閾值的大小進行比較實現地面的分割的，存在有準確性較差的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種成本低且輸出電壓穩定性好的基于多線激光雷達的地面分割方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案。

一種基于多線激光雷達的地面分割方法，其包括如下步驟：

步驟1：獲取激光雷達對地面進行掃描產生的點云，得到點云數據；

步驟2：將步驟1中獲得的點云數據解析到雷達坐標系下，得到點云數據中每一個點在雷達坐標系中的坐標(x，y，z)；其中，x、y和z為坐標值；

步驟3：將點云數據分成多個組；在每一個分組中，對該分組中的點云數據進行排序；

步驟4：計算每組所述點云數據的掃描線的俯仰角ω；

步驟5：計算相鄰兩組所述點云數據的斜率的差值；

步驟6：根據實際道路情況設置俯仰角閾值以及斜率差值閾值；

步驟7：根據所述步驟4、步驟5和步驟6得到的結果分離出地面點和非地面點。

步驟1中，所述點云數據包括所述激光雷達與被掃描物體之間的距離r、所述激光雷達的掃描線與水平面之間的角度ω以及所述掃描線的水平角度α。