[发明专利]一种提取线段的装置及方法

说明书

本发明公开了一种提取线段的装置及方法，包括了光线投射装置、点云获取装置、预处理装置、数据分类装置、拟合装置、结果判定装置和结果获取装置；上述装置用于实现一种提取线段的方法。本发明提供的一种线段提取装置，提高了线段提取算法实施的实时性，提高了线段提取效率，有效缩短了线段提取的时间，最终增强了线段提取的灵敏度。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种提取线段的装置及方法。

背景技术

目前，图像处理技术中常使用Hough变换对点云数据进行处理得到目标物线段，但是基于Hough变换线段提取的算法复杂度较大，对处理设备的运算能力要求较高。基于Hough变换算法定向，假设每一周扫描后的点数为m(典型值m＝360)；每个数据点有n个方向的线段(典型的n＝180)，即角度分辨率为1度；每条线段的距离最大值为600cm(假设激光雷达的测距范围为6m)，同时将距离分辨率设为1cm，因而距离的变化量为N＝600；最终需要计算m*n次才能得到每个数据点对应的θ和r，然后需要遍历表格N*n次得到最大的共线点位置。总的计算次数为m*n+N*n，大约为500*360次。如果距离的精确度与投射光线距离精确度一致，为毫米级别，则计算量还要扩大10倍，而且每次计算中不乏三角函数计算，比较费时，实时性较差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种提取线段的装置及方法，可以有效解决上述问题。

所述一种提取线段的装置，其原理是基于密度分类算法定向，假设每一周扫描后的点数为m(典型值m＝360)，得到的类别为k(k<m/2)，密度阈值内点数最多为h(h<50)，那么求取每个点的密度值需要计算h*m次，对密度数据进行分类需要遍历m次，对每组分类数据进行最小二乘法拟合的计算量为3*m次，最后从分类线段中找出两面墙壁线段最多需要k次，总共的计算量h*m+m+3*m+k次，大约为55*360次，就能判断是否为目标物线段。

本发明的技术方案是：提出了一种提取线段的装置及方法，该装置包括了：

光线投射装置，用于向目标物投射光线；

点云获取装置，用于获取数据点集，预先设定一个半径范围，对半径范围内的数据点集进行采集；

预处理装置，用于对获取的数据点集进行预处理,设定一个信号强度阈值,将信号强度低于所述信号强度阈值的数据点排除；

数据分类装置，用于对预处理后的数据点分类，将预处理后的数据点作为整体，计算数据采集区域中被采集点的分布密度，然后寻找点的分布密度值最大的位置，以此位置为中心，向两边依次探索，直到两边均达到数据点边界或者密度值变化趋势改变为止，将所探寻到的数据点作为一类，并将已经分类的数据点密度清零；

拟合装置，用于对所述分类后的数据点进行拟合,对每组分类好的数据点利用最小二乘法进行线段拟合，得到每组分类数据拟合线段的起点和终点，并记录每条拟合线段的实际拟合点数，即每组分类数据点所包含的点数；

结果判定装置，用于判定结果的有效度,在所有的拟合的线段中，寻找实际拟合线段长度最长的线段作为所述目标物的拟合线段，再寻找与所述目标物拟合线段距离依次减少的拟合线段，直到找到一条与所述目标物拟合线段斜率相等，且与所述目标物拟合线段距离大于预设宽度阈值的线段为止，从而成功识别出目标物线段；结果获取模块获取所述目标物拟合线段。

本发明提出的一种基于线段提取装置实现线段提取的方法，包括以下步骤：

S101：通过光线投射装置向目标物投射光线；

S102：通过点云获取装置获取数据点集；其中，点云获取装置预先设定一个半径范围，对半径范围内的数据点集进行采集；

S103：通过预处理装置对获取的数据点集进行预处理；