[发明专利]一种隧道类目标特征实时提取及测量方法和装置

权利要求书

1.一种隧道类目标特征实时提取及测量方法，其特征在于，该方法包括：

排除多线激光雷达采集的三维点云中的干扰点云，获得有效点云；

选择有效点云中高程最小的点云组成地面点云，将地面点云进行平面拟合并计算拟合平面的法向量求解俯仰角；

剔除地面点云后对剩余的有效点云补偿俯仰角；

提取经过俯仰角补偿后有效点云中发射角度朝上的点云组成隧道类目标的特征点云，将特征点云投影在与车轴平行且与前进方向垂直的投影平面上生成截面点云；

识别截面点云中的分界点云，以分界点云为分界点将截面点云区分为顶边界点云、左边界点云和右边界点云；

根据区分后的截面点云构建隧道类目标截面的数学描述模型；

根据数学描述模型计算隧道类目标的高度和宽度。

2.如权利要求1所述的一种隧道类目标特征实时提取及测量方法，其特征在于，所述排除多线激光雷达采集的三维点云中的干扰点云，获得有效点云包括：

将不在车辆前方区域内确定为多余点云；

将数据值不是NAF的点云确定为无效点云；

将周围没有相邻点云的点云确定为孤立点云；

排除所述多余点云、无效点云和孤立点云获得有效点云。

3.如权利要求1所述的一种隧道类目标特征实时提取及测量方法，其特征在于，所述选择有效点云中高程最小的点云组成地面点云，将地面点云进行平面拟合并计算拟合平面的法向量求解俯仰角包括：

将有效点云数据空间栅格化，每个栅格为底面相同、高度依据点云空间分布而变化的长方体；

每个栅格内的点云按照高程排序，将每个栅格中高程最低点云与相邻栅格最低点云比较，获取高程最低的点云，将与高程最低的点云距离小于阈值范围内的点云当做地面点云；

将地面点云进行平面拟合，求取拟合平面的法向量，根据拟合平面的法向量求解俯仰角。

4.如权利要求1所述的一种隧道类目标特征实时提取及测量方法，其特征在于，所述提取经过俯仰角补偿后有效点云中发射角度朝上的点云组成隧道类目标的特征点云，将特征点云投影在与车轴平行且与前进方向垂直的投影平面上生成截面点云包括：

将多线激光雷达坐标系XOY平面定为雷达平面；

计算有效点云中单束激光点云与雷达平面夹角θ

根据雷达安装角度以及雷达垂直视场角参数，筛选夹角θ在10°～15°之间的单束激光点云作为特征点云；

将特征点云投影至与车轴垂直的平面上，生成隧道类目标的截面点云。

5.如权利要求1所述的一种隧道类目标特征实时提取及测量方法，其特征在于，所述识别截面点云中的分界点云，以分界点云为分界点将截面点云分成顶边界点云、左边界点云和右边界点云包括：

选取截面点云中选取上、中、下三个相邻点云组成扫描三角形，从车辆正前方分别按照顺时针和逆时针方向将截面点云分成左右两部分进行扫描；以中间点云为顶点，计算扫描三角形顶点的角度；

将扫描三角形顶点的角度值发生突变的点作为截面点云中的分界点云；

把分界点之前的点云作为隧道类目标的顶边界点云，左半部分界点云之后的点云作为左边界点云，右半部分界点云之后的点云作为右边界点云；

将顶边界点云、左边界点云和右边界点云分别保存在顶边界容器、左边界容器和右边界容器中。