[发明专利]障碍物点云外接矩形框的构建方法、系统及装置

说明书

本发明公开了一种障碍物点云外接矩形框的构建方法，包括外接凸多边形构建步骤，获取的障碍物点云，使用俯视图投影方式将点云投影到二维平面上，对障碍物点凸包算法画外接凸多边形得到凸多边形角点集合；多边形角点选取步骤，对凸多边形角点集合进行缩减；遍历候选框步骤，中心点集合以每两个点连线作为矩形框一边的方向，对凸多边形角点集合画外接矩形框，统计各个角点到所述矩形框各自最近边的距离值之和，记录该框和距离值，遍历中心点集合中每个点对，选择距离值最小的框作为最终障碍物外接矩形框。本发明在障碍物点云外接凸多边形基础上，以每两个点作为投影边画框，将点到边的距离作为评判标准选择最终框，对稀疏点云画框具有更好效果。

技术领域

本申请自动控制技术领域，特别涉及一种障碍物点云外接矩形框构建方法及装置。

背景技术

现有技术中的点云画框方式，首先对障碍物点云画二维外接凸多边形，然后对多边形的点以雷达为中心选取相对方位角最大和最小的点，之后选取这两点连线靠近雷达的角点，将这些点分别投影到以相邻两个角点为边的直线上，以此画矩形框，选取其中面积最小的矩形框作为最终障碍物矩形框。

外接凸多边形没有角点点数限制，给后处理处理带来计算压力，否则需要通过复杂的判断去除一些边来减少计算量；

对点数较少物体，以其中某两个点作为投影边所画的框方向不准确，例如车辆远处点云只有一条弧形线，相邻两个点连线的边并不一定和这两尾部平行，此外通过最小面积所选取的框也不是方向最准确的框。

L形画框方式，将障碍物点云投影到俯视图二维平面，以雷达为中心选取相对方位角最大和最小的点，再选取离这两个点连线在雷达这边离这条线最远的点，以这三个点拟合矩形框。

对两面有点云的物体有较好效果，但是某些远处物体只有某一个面有点，根据这种逻辑画出来的框有异常，方向不准。

发明内容

1、本发明的目的

对于室外激光雷达使用场景，现有的障碍物点云外接矩形框构建方法对点云较完整的目标能够构建稳定准确的框，但是对于远处点云较稀少的物体，由于点云的抖动和闪烁，会使得以个别点画框的方法不稳定的问题，而提出了一种一种障碍物点云外接矩形框构建方法、系统及装置

2、本发明所采用的技术方案

本发明公开了一种障碍物点云外接矩形框的构建方法，包括：

外接凸多边形构建步骤，首先对于所获取的障碍物点云，使用俯视图投影方式将点云投影到二维平面上，对所述的障碍物点凸包算法画外接凸多边形，得到凸多边形角点集合；

多边形角点选取步骤，对凸多边形角点集合进行缩减，选取靠近坐标中心的点组成中心点集合；

遍历候选框步骤，以所述中心点集合每两个点连线作为矩形框一边的方向，对凸多边形角点集合画外接矩形框，统计各个角点到所述矩形框各自最近边的距离值之和，记录所述矩形框和距离值，遍历所述中心点集合中每个点对，选择距离值最小的所述矩形框作为最终障碍物外接矩形框。

还包括外接凸多边形构建步骤，所述的凸多边形角点集合，如其点数少于预设值，根据其最长边作为边，其他点投影到该边上画矩形框。

优选的，所述对凸多边形角点集合进行缩减，还包括：计算相邻两个角的距离，统计每个角点到相邻点的距离之和，删除其中距离之和最小的点，在新的集合再重复统计并删除距离之和最少的点，直到点数达到预设值要求，得到删减凸多边形角点集合。

优选的，所述的多边形角点选取步骤，具体包括：对所述删减凸多边形角点集合，以雷达中心为坐标中心，选取其中方位角最大和最小的两个点，以这两个点连线作为分界线，选取所述删减凸多边形角点集合中靠近坐标中心的点组成中心点集合。

本发明公开了一种障碍物点云外接矩形框的构建系统，包括：