[发明专利]一种制作三维高清道路图车道线的半自动点云方法

权利要求书

1.一种制作三维高清道路图车道线的半自动点云方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、预处理，对点云数据进行坐标系变换与非地面点的去除，获得地面点；

S2、根据获得的地面点进行道路边缘检测，获得道路边界与路面点；

S3、根据获得的路面点进行道路标识的提取，所述道路标识包括箭头、符号以及车道标识；

S4、基于提取的车道标识，确定车道的中心线；

S5、创建具有道路边界、车道标识及车道中心线的3D路线图。

2.根据权利要求1所述的一种制作三维高清道路图车道线的半自动点云方法，其特征在于：所述S1的具体步骤如下：

S11、坐标系变换；

定义x轴朝向车辆的前方，y轴朝向车辆的右侧，z轴朝向车辆的顶部，选择两个连续的轨迹点作为参考点，以计算旋转角度并固定x轴和y轴的方位；

S12、应用基于体素的向上生长方法识别和去除非地面点：

首先，在XOY平面中，将原始点云按照宽度W_b分割成一个点云块集合B_i，i＝(1,2,3,…,N_b)；

然后，利用向上生长法对所得点云块进行体素分割，得到位于分割顶部的体素V_h和位于分割底部的体素V_l，定义局部高度H_l为V_h和V_l的高度差，定义全局高度H_g为V_h与整体点云中最低点的差；

最后，设置一个局部地面波动阈值T_l和一个全局地面波动阈值T_g，若一个体素的H_g小于T_g，H_l小于T_l，则将这个体素标记为地面体素,否则，将其标记为非地面体素。

3.根据权利要求1所述的一种制作三维高清道路图车道线的半自动点云方法，其特征在于：所述S2的具体步骤如下：

S21、数据分割：首先将地面点沿x轴以用户定义的间隔L_t划分成多个局部块；

S22、路缘点检测：对于每个局部块，基于斜率和高度差两个标准获得候选路缘点，则有:

其中，S_slope表示两个连续相邻点的斜率，S_T表示预定义的斜率阈值，G_i是指定点p_i与其相邻点的高程差，G_min和G_max表示最小和最大高度阈值；

S23、对候选路缘点去噪以获得路缘点：采用RANSAC算法消除所提取的候选路缘点中的异常值，RANSAC算法迭代的上限为1000；

S24、道路边界拟合：

在每个局部块的两侧各提取一个路缘点，根据路缘点的坐标，计算通过任何两个连续路标点的线性函数，则任何两个连续路缘点间将产生局部的道路边界；

在XOY平面中，线性函数描述为：y＝kx+b，其中，k表示线的斜率，b是y的截距；

在三维空间中，线性函数描述为：

其中p₀(x₀,y₀,z₀)是线上的点，矢量v^→<m，n，p>是与线平行的方向矢量；

S25、路面提取：将在各局部块中位于相应道路边界的内侧的点确定为路面点并提取。