[发明专利]基于多线激光的扫描式障碍物检测方法

权利要求书

1.一种基于多线激光的扫描式障碍物检测方法，其特征是：采用激光点云外参自动标定方式，对激光点云进行排序和收集，通过扫描式检测，对点云进行离散化和栅格化，满足在非水平路面行驶环境下的多线激光雷达扫描式障碍物检测，具体步骤如下：

步骤一、外参姿态动态自动标定

1)外参粗估计：采集一段车辆匀速行驶的点云簇，通过手工测量大致估算航向角、俯仰角、横摆角；

2)利用高度筛选点云：选取符合高度约束的点云数据，选择高度Z在[Z_min，Z_max]范围内的所有点云；

3)路面拟合：利用Ransac算法拟合路面，确定路面基准方程及满足基准方程要求的内点点云；

4)将内点点云以及基准方程投影到xy平面上，精确估计航向角；将内点点云以及基准方程投影到xz平面上，精确估计俯仰角；将内点点云以及基准方程投影到yz平面上，精确估计横摆角,具体实施方法如下：

a)分别忽略z，y和x坐标，将内点点云以及基准方程分别投影到xy、xz、yz平面上；

b)通过自动识别护栏、路沿、墙面或者建筑物，进行直线拟合；

c)将直线转化为斜率角度，作为航向角、俯仰角、横摆角的精确化估计结果；

5)利用四元数方法输出多线点云的姿态结果完成外参的自动标定；

步骤二、点云排序和收集

对步骤一采集到的点云簇进行极坐标转换；对点云进行排序和收集，构建极坐标下的点云矩阵进行存储，对全部激光点云按照航向角和俯仰角的角度进行存储；

步骤三、扫描式检测

对点云矩阵中每个元素进行搜索，检测出其中的障碍物；

步骤四、离散化和栅格化

根据指定的横向分辨率和纵向分辨率创建栅格地图，将障碍物对应的点云点离散化到每个栅格结果中。

2.根据权利要求1所述的基于多线激光的扫描式障碍物检测方法，其特征是：所述步骤一中所述路面拟合的具体方法为：利用Ransac算法拟合路面，确定路面基准方程及满足基准方程要求的内点点云：

a)随机选取三个点云估计路面的基准方程ax+by+cz+d＝0；

b)内点定义为待选路面点，即在步骤a)中估计的基准方程上的点，将待选路面点云进行内点统计，保留内点数目和基准方程；

c)重复步骤a)、b)直到超过迭代次数时退出，期间保留内点数据数目最多的基准方程即为路面的基准方程；

d)输出路面的基准方程。