[發明專利]一種基于激光雷達的可通行區域檢測方法

在審

• 申請號: 202111000764.7
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113759391A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 李必軍;曹永興;別韋葦
• 申請（專利權）人: 武漢大學;東風汽車集團股份有限公司
• 主分類號: G01S17/931
• 分類號: G01S17/931;G01S17/86;G01S19/47;G01C21/16;G06K9/00;G06K9/34;G06K9/62
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 周偉

1.一種基于激光雷達的可通行區域檢測方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取激光雷達單幀點云數據；

提取所述單幀點云數據中的直線特征，根據所述直線特征獲取道路邊界點云數據及道路邊界直線擬合信息；

根據所述道路邊界點云數據及道路邊界直線擬合信息，對所述單幀點云數據進行分割，得到第一可通行區域；

根據相鄰點角度信息提取障礙物點云數據，根據所述第一可通行區域和障礙物點云數據，得到第二可通行區域。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取所述單幀點云數據中的直線特征，根據所述直線特征獲取道路邊界點云數據及道路邊界直線擬合信息包括，

將無序點云數據基于雷達垂直角分辨率以及水平角分辨率組織為有序點云數據，所述激光雷達單幀點云數據包括所有返回的激光點的三維坐標信息。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取所述單幀點云數據中的直線特征，根據所述直線特征獲取道路邊界點云數據及道路邊界直線擬合信息包括，

基于模糊線段法，逐線提取所述單幀點云數據中的直線特征，并基于線段長度、斜率、截距及寬度信息，對直線特征進行篩選與聚類。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述提取所述單幀點云數據中的直線特征，根據所述直線特征獲取道路邊界點云數據及道路邊界直線擬合信息包括，

提取有序點云數據中某一線序的數據，將其投影至平面，從起始掃描點開始，依次計算該點與前后n個點的位置平方差，選取位置方差大于第一閾值的點作為分割點，將單線序的點云數據分為若干段離散曲線點云，對每一段離散曲線點云，基于模糊線段法進行擬合，并記錄該段離散曲線的模糊線段擬合數據作為特征值。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述對每一段離散曲線點云，基于模糊線段法進行擬合包括，

若離散曲線點云的離散點集(x，y)對于預設離散直線L(a，b，u)滿足，

u≤ax-by＜u+w，且離散曲線長度大于第二閾值，則將該段離散曲線點云加入道路邊界線候選點云，并記錄該段離散曲線的模糊線段擬合數據作為特征值；所述特征值包括，起止點、斜率、截距及寬度，所述寬度為候選點云與擬合直線的最大直線距離；其中，a，b為離散直線L的斜率參數，u為離散直線L的截距，w為第三閾值。

6.根據權利要求1至5任一項所述的方法，其特征在于，對所有線序的數據基于模糊線段法進行擬合，分割得到單幀點云數據中所有具備直線特征的點云，以及其擬合線段的特征值，設定線段斜率與截距的閾值，若不同線序點云中所含直線特征的斜率與截距差異在設定閾值范圍內，則將直線特征合并，更新起止點信息；對合并后的直線特征進行分析，選取斜率近似相等且與車輛行駛朝向差異滿足閾值要求的線段作為車道邊界線，提取車道邊界線對應的離散曲線點云作為車道邊界點云。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，根據所述道路邊界點云數據及道路邊界直線擬合信息，對所述單幀點云數據進行分割，得到第一可通行區域包括，

根據提取的車道邊界點云及車道邊界線的起止點，對所述單幀點云數據進行分割，對車道邊界線以外的點云數據進行分割，把余下的點云作為可行區域點云，得到第一可通行區域。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在根據相鄰點角度信息提取障礙物點云數據，根據所述第一可通行區域和障礙物點云數據，得到第二可通行區域之前，還包括

將慣性測量單元數據與激光雷達數據基于GPS授時進行時間同步；

基于慣性測量單元數據，將當前幀與前一幀的點云數據進行配準；并記錄坐標轉換關系，將前一幀點云數據中的直線段特征進行坐標轉換，并與當前幀直線段特征對比，若斜率差異大于第四閾值，則放棄兩幀數據疊加，采用單幀數據進行障礙物提取，所斜率差異小于第四閾值，則將兩幀數據疊加，用于障礙物檢測。