[发明专利]一种基于激光雷达点云特征线与平面校准的地面提取方法

权利要求书

1.一种基于激光雷达点云特征线与平面校准的地面提取方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1:对雷达采集的点云信息进行预处理；

S2:根据雷达的水平扫描分辨率对预处理后的点云信息，以射线形式按照到雷达中心的距离由近到远进行排序；

S3:通过多线激光雷达的扫描线分布特征，结合扫描物体的高度信息，对地面点信息进行初步提取；

S4:对初步提取的地面点进行平面模型构建，再根据平面模型构建旋转模型，通过该旋转模型对初步提取的地面点进行水平校准，即完成地面点信息再次提取。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达点云特征线与平面校准的地面提取方法，其特征在于：所述对地面点信息进行初步提取的方式如下：

S3-1:通过多线激光雷达的扫描线分布特征，获得扫描物体的高度信息；

S3-2:通过当前点和前一点的高度之间的关系，判断当前点是否为地面点。

3.根据权利要求2所述的一种基于激光雷达点云特征线与平面校准的地面提取方法，其特征在于：所述扫描物体的高度信息包括相对高度阈值信息、整体高度阈值信息和地面某点的高度信息；

其中设定射线上某点与其同条射线上前一点的相对高度阈值信息△H_1i计算公式如下：

ΔH_1i＝tanθ_S×ΔL_i (2)

射线上某点的整体高度阈值△H_2i计算公式如下：

△H_2i＝tanθ_G×L_i (3)

ΔL_i＝L_i-L_i-1,(i＝1,2,3,…32) (4)

式中，θ_S为同条射线上当前点与前一点的相对坡度阈值，θ_G为整个地面的坡度阈值，△L_i为同条射线上当前点与前一点之间的水平距离，i为激光雷达第i条扫描线上的点；

地面某点的高度H_i的计算公式为：

H_i＝|z_i-z_Lidar| (5)

z_Liadr为激光雷达的安装高度，z_i为雷达坐标系中点的z坐标值。

4.根据权利要求2所述的一种基于激光雷达点云特征线与平面校准的地面提取方法，其特征在于：通过当前点(i)和前一点(i-1)的高度之间的关系，判断当前点是否为地面点的过程如下：

若前一点(i-1)点是地面点时：

(1)如果|H_i-H_i-1|＜△H_1i，即可确定当前点为地面点；

(2)如果|H_i-H_i-1|≥△H_1i：若H_i＜△H_2i，当前点为地面点，若H_i≥△H_2i，当前点为障碍点；

若前一点(i-1点)是非地面点时：

(1)如果|H_i-H_i-1|＜△H_1i：若H_i＜△H_2i，当前点为地面点，若H_i≥△H_2i，当前点为非地面点；

(2)如果|H_i-H_i-1|≥△H_1i：若H_i＜△H_2i，当前点为地面点，若H_i≥△H_2i，当前点为非地面点。