[发明专利]一种基于3D激光雷达的周边泊车位辅助检测方法

权利要求书

1.一种基于3D激光雷达的周边泊车位辅助检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，通过激光雷达获取周围环境信息，并将该信息转化为激光雷达坐标系下的3维点云，包含x、y、z坐标；

步骤2，将点云投影到包含高度数据的2.5D栅格地图；

步骤3，对栅格地图进行滤波，滤除地面点、悬空点，保留障碍物点；

步骤4，对障碍物点进行聚类，将属于同一障碍物的栅格聚类在一起；

步骤5，根据两障碍物之间的空栅格数量和每个栅格的几何尺寸，推算出两障碍物之间距离，结合本车几何特征检测泊车位。

2.根据权利要求1所述的一种基于3D激光雷达的周边泊车位辅助检测方法，其特征在于，步骤1的具体过程包括：

寻找泊车位时，激光雷达坐标系以车辆行驶正前方为y轴，垂直于行驶方向向右为x轴，竖直向上为z轴；激光雷达通过激光测距获得周围物体相对激光雷达的距离，并结合激光雷达发射激光的角度信息，获得物体在激光雷达坐标系中的三维坐标；具体如下：

设参数包括：

1)距离校正因子D_cor：激光束的距离偏差；障碍物真实的距离D为距离校正因子D_cor加上测量返回的距离值D_ret；

2)垂直偏移因子V_off：zy平面内激光束发射点与雷达坐标系原点的偏移；

3)水平偏移因子H_off：xy平面内激光束发射点与雷达坐标系原点的偏移；

4)垂直角度校正因子θ：激光束在xy平面内的角度偏移量；

5)旋转角度校正因子α：激光束在yz平面内的角度偏移量；

根据转换公式

获得激光束返回点，即扫描到的障碍物相对于激光雷达坐标系的三维坐标(X,Y,Z)。其中β＝φ-α，φ为激光束旋转角度。

3.根据权利要求1所述的一种基于3D激光雷达的周边泊车位辅助检测方法，其特征在于，步骤2还包括建立栅格地图的方法：

建立320*160的栅格地图，每个栅格大小为20cm x 20cm，整个地图包含了车辆前方48米以内、左右各16米以内、后方16米以内的矩形范围，即车辆前方200个栅格、后方100个栅格、左右各100个栅格。

4.根据权利要求3所述的一种基于3D激光雷达的周边泊车位辅助检测方法，其特征在于，步骤2的将点云投影到栅格地图的方法：

设栅格坐标为(m，n)，以栅格地图右下角栅格为栅格(1，1)，沿车辆前进方向为m轴，垂直于车辆行驶方向向左为n轴；将接收到的点云根据X、Y轴坐标向栅格平面进行投影，并保留高度坐标Z；则坐标(m，n)的计算公式为：

5.根据权利要求4所述的一种基于3D激光雷达的周边泊车位辅助检测方法，其特征在于，还包括如下判断：

如果计算出的m、n超出栅格地图范围，即当m>200或m<-100或n<-100或n>100时，舍弃此点，遍历所有点，得到含有云点坐标的栅格地图。

6.根据权利要求1所述的一种基于3D激光雷达的周边泊车位辅助检测方法，其特征在于，步骤3的具体过程包括：

步骤3.1，采用Max-min滤波方法，计算每个栅格中点的最大高度Zmax与最小高度Zmin之差Zdifference：

Zdifference＝Zmax-Zmin

步骤3.2，如果Zdifference大于设定的阈值Zset，则认为该栅格中存在障碍物，否则认为该栅格中没有障碍物，为地面；

步骤3.3，遍历所有栅格，将所有被标记为地面点的栅格置为0，将包含障碍物的栅格置为1；

步骤3.4，对栅格进行悬空小障碍物滤除；具体为：在检测到的障碍物栅格中判断如下两个条件：

1)周围7x7范围内的栅格中不存在障碍栅格；

2)垂直高度大于阈值T_n；

同时满足上述两个条件时，则认为是悬空小障碍物，将其排除并更新栅格地图，得到障碍物地图。