[发明专利]一种基于激光雷达的路面提取系统及其提取方法

说明书

本发明涉及系统方法的技术领域，更具体地，涉及一种基于激光雷达的路面提取系统及其提取方法。一种基于激光雷达的路面提取系统，其中，包括数据采集模块、数据融合模块、特征检测模块、路面提取模块。本发明的激光雷达采用的是3D激光雷达和视觉传感器，以激光雷达获取到物体的三维信息，结合相机传感器色彩信息的辅助，能够实现精准的路面提取。本发明消耗更少的时间，可以更快，更精准的得到最终的结果。

技术领域

本发明涉及系统方法的技术领域，更具体地，涉及一种基于激光雷达的路面提取系统及其提取方法。

背景技术

随着时代的发展，全视角的激光雷达开始被越来越多的投入使用。三维全视角激光雷达可以获取物体的三维信息，在无人驾驶中有着很大的作用。提取路面可以划定出无人驾驶的可行驶区域，对于自动导航非常重要。使用激光雷达提取路面是比较流行的一种方法。但是，由于激光雷达扫描到的路面点是离散点，在提取路面时候会有着一定的误差。可以使用视觉传感器来辅助激光雷达获取准确的路面信息。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种基于激光雷达的路面提取系统及其提取方法，可以获取到物体的三维信息，结合相机传感器色彩信息的辅助，能够实现精准的路面提取。

本发明通过对于三维全视角激光雷达获取数据的处理，提取路面信息。该方法通过获取到物体的三维信息，结合相机传感器色彩信息的辅助，能够实现精准的路面提取。

本发明的技术方案是：一种基于激光雷达的路面提取系统，其中，包括数据采集模块、数据融合模块、特征检测模块、路面提取模块；

数据采集模块：将使用机器人携带的激光雷达和相机传感器进行环境数据的采集；并将得到的基于激光雷达和相机传感器的数据一并传入数据融合模块和路面提取模块；

数据融合模块：将根据采集到的激光雷达和相机传感器数据进行多帧数据的融合，得到一帧数据；根据激光雷达和相机传感器的运行周期，结合实际的使用需求，将多帧数据融合到一帧数据，得到固定周期的激光点云数据帧和相机数据帧；并将得到的数据帧传入到特征检测模块；

特征检测模块：将传入的激光雷达数据帧和相机数据帧进行坐标同步处理，使激光雷达和相机数据帧处于同一坐标系下；对于激光雷达数据使用光照强度和Z轴的信息，提取候选路面特征；对于相机数据使用特征对应和像素提取等方法，提取出候选的路面特征；使用相机数据提取的路面特征最终确定激光雷达数据帧中的路面特征，并将检测出来的路面特征传入到路面提取模块；

路面提取模块：将根据传入的路面特征，根据3D SLAM方法，构建临近数据帧之间的姿态变换关系，结合数据采集模块中的原始数据信息，提取出原始数据中的路面区域，完成路面提取。

进一步的，所述的数据采集模块中，需要保证每一个机器人都含有一个激光雷达以及两组相机传感器。

进一步的，所述的激光雷达为全视角三维激光雷达，包含但不限于Velodyne 16线或32线或64线的激光雷达。

进一步的，所述的相机传感器为可以为单目相机或多目相机，搭载于车身左右两侧，能够获取车身两侧环境的视觉信息。

利用所述的基于激光雷达的路面提取系统的提取方法，其中，包括以下步骤：

S1. 数据采集模块包括激光雷达，先测验其精准度，对于其可以测量的范围有一定的预估；

S2. 数据采集模块包括视觉传感器，先对相机数据标定，统一两组视觉传感器数据获取到的数据信息；

S3. 数据融合模块根据激光雷达和视觉传感器的运行周期，结合实际使用需求，设定数据周期；

S4. 数据融合模块根据数据周期把周期内的激光雷达点云和视觉传感器点云进行姿态变换和特征对应变换，分别融合为一帧激光点云数据帧和视觉数据帧，并传入到特征检测模块；