[发明专利]一种基于多谱三维特征融合的植被环境中障碍物检测方法

权利要求书

1.一种基于多谱三维特征融合的植被环境中障碍物检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1)利用三维激光雷达采集三维点云数据，并利用彩色摄像机和近红外摄像机分别同步采集彩色和近红外图像；

2)将三维点云与彩色和近红外的多光谱数据配准，得到多谱点云，多谱点云是含有多谱信息的三维点云；

3)建立栅格地图，通过栅格内点云高度阈值得到候选障碍栅格；

4)从多谱点云中区分出植被点云，根据植被点云的近红外光强，对整幅近红外图像的强度值进行强度调整，实现红外光强归一化；

5)选取归一化后的近红外强度值ρ_NIR，以及可见光谱中的RGB彩色通道中(G-R)+(G-B)强度值联合作为二维光谱特征，形成二维特征空间(f_vis,f_nir)；

6)在二维特征空间(f_vis,f_nir)中，利用高斯混合模型对每个候选障碍栅格内进行分类判断，分为植被栅格和障碍栅格，去除植被栅格，输出障碍栅格，作为最终障碍物检测结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于多谱三维特征融合的植被环境中障碍物检测方法，其特征在于：所述步骤1)具体是利用三维激光雷达采集三维点云数据，同时并利用彩色摄像机和近红外摄像机分别采集彩色图像和近红外图像。

3.根据权利要求1所述的一种基于多谱三维特征融合的植被环境中障碍物检测方法，其特征在于：所述步骤2)通过已标定的摄像机内参以及摄像机与激光雷达之间的外参，将彩色图像和近红外图像的像素信息分别映射到三维点云上，得到包含有多光谱信息的三维点云多谱点云中的每个数据点均包含有三维坐标x、y、z、可见光三个通道的分量R、G、B和近红外强度值ρ_NIR，i表示数据点的序数，上标T表示矩阵转置。

4.根据权利要求1所述的一种基于多谱三维特征融合的植被环境中障碍物检测方法，其特征在于：所述步骤3)具体为：根据摄像机的视场大小在地面上建立栅格平面，根据三维点云的x、y坐标确定三维点归属的栅格，以统计栅格内部最大高度差的方法来得到候选障碍栅格。

5.根据权利要求4所述的一种基于多谱三维特征融合的植被环境中障碍物检测方法，其特征在于：所述步骤3)统计栅格内部最大高度差的方法来得到候选障碍栅格具体为：对于每个栅格，计算点云中每个数据点的高度值z与栅格内点云高度最小值Z_min之差作为该点与栅格内最低点的点高度差h_i，若点高度差h_i大于高度阈值h_minobs，则该三维点为障碍点；否则该点为地面点；若栅格内所有点均为地面点，则该栅格为地面栅格，否则为障碍候选栅格；对障碍候选栅格，继续进入下一步骤，否则不进入下一步骤。