[发明专利]一种多线激光雷达的地面分割方法及装置

说明书

一种多线激光雷达的地面分割方法，方法包括：S1，获取多线激光雷达的雷达数据，雷达数据包括多线激光雷达与被扫描物体之间的距离，多线激光雷达的扫描线与水平面之间的角度以及扫描线的水平角度；S2，将雷达数据分成多组，并将每组中的雷达数据按扫描线与水平面之间角度由小至大依次排序；S3，获取每组中雷达数据的扫描线的总坡度以及扫描线相对于前一扫描线的相对坡度；S4，将总坡度与预设总体坡度阈值比较，得到第一比较结果，并将相对坡度与预设相对坡度阈值进行比较，得到第二比较结果；S5，根据第一比较结果和第二比较结果判断被扫描物体为地面点或非地面点。该发明可实现多线激光雷达分割的准确性和普适性。

技术领域

本发明涉及雷达数据处理技术领域，尤其涉及一种多线激光雷达的地面分割方法。

背景技术

在当前的自动驾驶行业中，车载多线激光可以获取精准的三维空间信息，且具有受天气、光照等自然条件的影响较小等优点，被大多数自动驾驶公司作为核心环境感知部件装配使用，相应的车载多线激光雷达的数据处理算法得到广泛研究。多线激光雷达通过接收目标反射的激光束来获取目标的距离、方位等信息，其获取的数据中，混合了地面、建筑物、树木、车辆等一切可反射激光束的环境因素，为实现路径规划、障碍物识别、环境SLAM建模操作，数据处理的关键一步是采用一种有效的方法完成地面和非地面点云的数据分割。在现有技术中，常见的分割方式有通过比较点云的高度值与设定阈值的大小进行比较实现地面的分割；或通过建立笛卡尔直角坐标系的栅格地图，统计每个栅格点云平均高度并与设定的阈值进行比较实现地面的分割；或通过构建极坐标网格地图，提取网格中点云数据的延伸顶点和最低点，与设定的阈值进行比较实现对非边缘网格中的地面点分割，再采用3σ准则对边缘网格中的地面点进一步分割处理；或通过将感兴趣的区域内所有点在极坐标网格下进行栅格化，统计每个栅格内最大高度差和平均高度，并与设定阈值进行比较，实现地面与非地面的数据分割，但此技术中设定阈值的选取极为关键，而且环境适应性差，并在车辆运动幅度较大时出现地面欠分割或过分割现象。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本发明提供了一种多线激光雷达的地面分割方法，通过对多线激光雷达数据的预处理、推测检测坡度、估算地面高程值等操作实现地面点或非地面点的精准分割，进而达到多线激光雷达分割的准确性和普适性。

(二)技术方案

第一方面，本发明提供了一种多线激光雷达的地面分割方法，用于判断被扫描物体为地面点或非地面点，方法包括：S1，获取多线激光雷达的雷达数据，雷达数据包括多线激光雷达与被扫描物体之间的距离，多线激光雷达的扫描线与水平面之间的角度以及扫描线的水平角度；S2，将雷达数据分成多组，并将每组中的雷达数据按扫描线与水平面之间角度由小至大依次排序；S3，获取每组中雷达数据的扫描线的总坡度以及扫描线相对于前一扫描线的相对坡度；S4，将总坡度与预设总体坡度阈值比较，得到第一比较结果，并将相对坡度与预设相对坡度阈值进行比较，得到第二比较结果；S5，根据第一比较结果和第二比较结果判断被扫描物体为地面点或非地面点。

可选地，总坡度S′_g和相对坡度S′₁的计算公式分别为：

z＝r×sin(w)-z₀

d＝r×cos(w)

其中，z₀为多线激光雷达的安装高度，r为多线激光雷达与被扫描物体之间的距离，w为多线激光雷达的扫描线与水平面之间的角度，z为多线激光雷达的扫描点相对于多线激光雷达的高度，d为多线激光雷达的扫描点与多线激光雷达的水平距离，i为多线激光雷达的第i个扫描线。

可选地，根据第一比较结果和第二比较结果判断被扫描物体为地面点或非地面点具体为：