[發(fā)明專利]一種基于激光雷達(dá)的灰塵和障礙物檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110682800.6
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113138396B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建剛;胡心怡;楊揚(yáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 上海伯鐳智能科技有限公司
• 主分類號: G01S17/931
• 分類號: G01S17/931;G01S17/10;G06K9/62
• 代理公司: 溫州青科專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33390
• 代理人: 錢磊

1.一種基于激光雷達(dá)的灰塵和障礙物檢測方法，包括激光雷達(dá)，其方法如下：一、激光雷達(dá)設(shè)置成多回波模式，發(fā)射若干激光脈沖，激光脈沖返回形成點(diǎn)云，并將點(diǎn)云進(jìn)行去背景化處理，形成非背景點(diǎn)云聚類；二、進(jìn)行穿透性分析，獲得灰塵可能性結(jié)論P(yáng)1；三、進(jìn)行點(diǎn)云厚度分布分析，獲得灰塵可能性結(jié)論P(yáng)2；四、點(diǎn)云法向量分析，獲得灰塵可能性結(jié)論P(yáng)3；五、判斷灰塵可能性，分別對P1、P2、P3賦一個權(quán)重 w1, w2, w3，并預(yù)設(shè)灰塵可能性閾值E，則非背景點(diǎn)云聚類為灰塵的最終可能性為，P = w1 * p1 + w2 * p2 + w3 * p3，當(dāng)P值大于等于預(yù)設(shè)閾值E時，即判定其為灰塵，當(dāng)P值小于預(yù)設(shè)閾值E時，即判定其為非灰塵。

2.按照權(quán)利要求1所述的基于激光雷達(dá)的灰塵和障礙物檢測方法，其特征在于：點(diǎn)云去背景方法為，以激光雷達(dá)為圓心，間隔θ角度，把激光雷達(dá)點(diǎn)云劃分成360/θ個扇形，對扇形內(nèi)的點(diǎn)，按離光心的距離，由近及遠(yuǎn)進(jìn)行排序；設(shè)激光雷達(dá)垂直于背景的點(diǎn)為p0，扇形內(nèi)的點(diǎn)依次為p1，p2，..., pN，已知p0為背景點(diǎn)，按下述方法依次判斷p1,p2,...pN是否為背景點(diǎn)：計(jì)算pn和pn-1的水平距離d, 設(shè)傾斜度最大值為s，如果這兩點(diǎn)之間的高度差不超過d*tan(s)，則pn和pn-1具有相同的屬性，即若pn-1為背景點(diǎn)，則pn為背景點(diǎn)，若pn-1為非背景點(diǎn)，則pn為非背景點(diǎn)；如果這兩點(diǎn)之間的高度差超過d*tan(s)，則為非背景點(diǎn)。

3.按照權(quán)利要求1所述的基于激光雷達(dá)的灰塵和障礙物檢測方法，其特征在于：穿透性分析方法為，首先求出聚類的質(zhì)心，其次以質(zhì)心為中心，以雷達(dá)光心到質(zhì)心拉一條射線oc，在垂直于oc軸的平面上p，以弧度theta劃分360/theta個扇形，在每個扇形上找出離質(zhì)心最遠(yuǎn)的點(diǎn)，即為聚類的邊緣點(diǎn)，最后遍歷激光雷達(dá)發(fā)出的每條射線得到的點(diǎn)云，若有不低于1個點(diǎn)云穿透了聚類，而且其在平面p上的交點(diǎn)，離質(zhì)心的距離小于質(zhì)心邊緣點(diǎn)，即證明該聚類為非實(shí)心體，即判定為灰塵，形成結(jié)論P(yáng)1。

4.按照權(quán)利要求1所述的基于激光雷達(dá)的灰塵和障礙物檢測方法，其特征在于：點(diǎn)云厚度分布分析方法為，首先對聚類中的所有點(diǎn)云，以雷達(dá)光心到點(diǎn)云的距離分類，以距離間隔d進(jìn)行分類，設(shè)共有M個距離分類；其次求出聚類的質(zhì)心，以質(zhì)心為中心，以雷達(dá)光心到質(zhì)心拉一條射線oc，在垂直于oc軸的平面上p，以不同的半徑劃分N個同心圓；對每個同心圓，統(tǒng)計(jì)其中不同的距離分類，若所有的距離分類都包含了，則定義其散度為1，若只有一個距離分類，則散度定義為1/M，若沒有距離分類，則散度定義為1/(N*M)；最后將N個同心圓的散度相乘獲得，越接近1，說明點(diǎn)云在聚類中的厚度分布越均勻，為灰塵的可能性越大，形成結(jié)論P(yáng)2。

5.按照權(quán)利要求1所述的基于激光雷達(dá)的灰塵和障礙物檢測方法，其特征在于：點(diǎn)云法向量分析方法為，計(jì)算點(diǎn)云聚類中每一個點(diǎn)的法向量；對相鄰法向量在空間中的朝向變化進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；如果相鄰法向量的朝向普遍存在較大變化，則為灰塵的可能性較大，形成結(jié)論P(yáng)3。