[发明专利]一种基于颜色和深度图像的道路坡度估计方法及装置

权利要求书

1.一种基于颜色和深度图像的道路坡度估计方法，其特征在于，包括：

通过相机标定获得颜色相机的内参数K_rgb和外参数(R_rgb，T_rgb)，深度相机的内参数K_d和外参数(R_d，T_d)，对于空间上一点(X_w，Y_w，Z_w)，得到如下映射关系：其中，p_rgb为RGB图像上对应的像素位置，Z_rgb为RGB图像上对应的像素深度；p_d为给定深度图像里的任意像素，Z_d为给定深度图像里的任意像素的深度，为RGB图像像素坐标，为深度图像像素坐标；

捕获道路的RGB图像，通过道路分割算法分割出坡面的候选区域；

捕获道路的深度图像，并根据所述映射关系以及根据所述候选区域，将深度图映射到RGB图像，得到候选区域里每个像素的深度值；

根据所述候选区域范围以及所述候选区域里每个像素的深度值，利用所述候选区域内的每个像素及其深度值将其反投影回三维空间得到候选区域的三维点云；

求解所述三维点云上每个点的法向量；

利用三维点法向信息进行聚类，并将所述三维点云划分两个潜在的平面，并利用最小二乘法求解两个面的方程，a₁x+b₁y+c₁z+d₁＝0和a₂x+b₂y+c₂z+d₂＝0；

根据求解的平面方程系数计算坡度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述捕获道路的深度图像，并根据所述映射关系以及根据所述候选区域，将深度图映射到RGB图像，得到候选区域里每个像素的深度值包括：

对于所述深度图像里的每个像素及其深度投影到RGB图像中，得到对应的像素位置px，py以及深度值d，采用最近邻的方式对px，py取整，并将d赋值给坐标值取整后的像素。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述求解三维点云上每个点的法向量包括：

对于每个点，取其周围k(k＞＝2)个点，并利用这些点计算法向量；其中，k＝2时，计算三角形的法向量作为该点的法向量；k＞2时，构造多个三角形，并将这些三角形的法向量的均值作为该点的法向量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据求解的平面方程系数计算坡度包括：

根据所述平面方程系数，得到每个面的法向量为N₁＝(a₁，b₁，c₁)和N₂＝(a₂，b₂，c₂)，坡角的余弦计算如下：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述道路分割算法采用CNN图像分割算法。