[发明专利]基于激光雷达的静态障碍物识别系统及识别方法

权利要求书

1.一种基于激光雷达的静态障碍物识别系统，其特征在于：包括激光雷达、点云接收模块、数据订阅模块、数据处理模块；其中，所述激光雷达用于获取环境信息，并通过以太网将获取的环境信息以点云数据的形式传输给点云接收模块；

所述点云接收模块，用于接收激光雷达发送的点云数据信息，将接收到的点云数据信息以PointCloud2的数据形式进行发布；

所述数据订阅模块，用于订阅已发布的PointCloud2数据信息，并将订阅的PointCloud2数据信息发送给数据处理模块；

所述数据处理模块，用于获取车辆行驶兴趣区域，同时对兴趣区域内的数据进行聚类，得出聚类物体的点云团，并将点云团进行过滤处理；具体包括：数据转换模块、直通滤波模块、欧式聚类模块、离散度滤波模块、点云团处理模块；

所述数据转换模块，用于接收数据订阅模块发送的数据信息，将数据订阅模块已订阅的PointCloud2数据信息转换成直通滤波模块需求的数据形式，并将转换后的数据发送给直通滤波模块；

所述直通滤波模块，用于调用数据转换模块传来的数据信息，通过设置X、Y、Z维度的滤波范围，过滤掉X、Y、Z维度指定范围以外的点云，以此来获取车辆行驶兴趣区域；

所述欧式聚类模块，用于在获取车辆行驶兴趣区域后，对兴趣区域内的点云进行聚类，通过设置聚类距离以及形成一类物体的最少需求点和最多需求点，得到聚类物体的点云团，以此来识别静态障碍物；

所述离散度滤波模块，用于在得到聚类物体的点云团后，滤除离散度较大的点云团；利用离散度滤波模块滤除时，采用点云团在X、Y、Z维度的方差作为评判标准，当点云团在X、Y、Z维度的方差大于其对应的经验阈值时，说明该点云团离散度较大，判定该聚类物体不符合要求，将其滤除；所述点云团在X、Y、Z维度的方差按照下述方式获取：

其中，x_avg表示该点云团内点x的平均值，x₁表示该点云团内第1个点的x值，同理x_n表示该点云团内第n个点的x值，n表示该点云团内有n个点；

点云团在x维度的方差

其中，y_avg表示该点云团内点y的平均值，y₁表示该点云团内第1个点的y值，同理y_n表示该点云团内第n个点的y值，n表示该点云团内有n个点；

点云团在y维度的方差

其中，z_avg表示该点云团内点z的平均值，z₁表示该点云团内第1个点的z值，同理z_n表示该点云团内第n个点的z值，n表示该点云团内有n个点；

点云团在z维度的方差

将x_s、y_s、z_s与对应的经验阈值进行比较，若均满足经验值比较需求，则保留该聚类后的点云团；若有一个值不能满足经验值比较需求，则将该聚类物体的点云团滤除，通过离散度滤波模块获取需要的点云团；

所述点云团处理模块，用于接收离散度滤波模块发送的点云团，对离散度滤波模块滤除后的点云团进行处理，以获取聚类障碍物中心点坐标，所述取聚类障碍物中心点坐标获取方式如下：

其中，x_avg表示该点云团内点x的平均值，x₁表示该点云团内第1个点的x值，同理x_n表示该点云团内第n个点的x值，n表示该点云团内有n个点；

y_avg表示该点云团内点y的平均值，y₁表示该点云团内第1个点的y值，同理y_n表示该点云团内第n个点的y值，n表示该点云团内有n个点；

z_avg表示该点云团内点z的平均值，z₁表示该点云团内第1个点的z值，同理z_n表示该点云团内第n个点的z值，n表示该点云团内有n个点。

2.权利要求1所述的一种基于激光雷达的静态障碍物识别系统的识别方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤S1，通过激光雷达获取环境信息，然后通过以太网将获取的环境信息以点云数据的形式传输给点云接收模块；

步骤S2，通过点云接收模块将接收到的点云数据信息以PointCloud2的数据形式进行发布；

步骤S3，利用数据订阅模块订阅已发布的PointCloud2数据信息；

步骤S4，通过数据转换模块将数据订阅模块已订阅的PointCloud2数据信息转换成直通滤波模块需求的数据形式；

步骤S5，利用直通滤波模块调用数据转换模块的信息，通过设置X、Y、Z维度的滤波范围，过滤掉X、Y、Z维度指定范围以外的点云，以此来获取车辆行驶兴趣区域；

步骤S6，通过欧式聚类模块对兴趣区域内的点云进行聚类，通过设置聚类距离以及形成一类物体的最少需求点和最多需求点，得到聚类物体的点云团，以此来识别静态障碍物；

步骤S7，通过离散度滤波模块滤除离散度较大的点云团；利用离散度滤波模块滤除时，采用点云团在X、Y、Z维度的方差作为评判标准，当点云团在X、Y、Z维度的方差有一个大于其对应的经验阈值时，说明该点云团离散度较大，判定该聚类物体不符合要求，将其滤除；

步骤S8，通过点云团处理模块对离散度滤波模块滤波后的点云团进行处理，以获取聚类障碍物中心点坐标，以便准确识别静态障碍物。