[发明专利]基于三维点云分割的双目视觉障碍物检测方法

摘要

本发明提供一种基于三维点云分割的双目视觉障碍物检测方法，包括同步采集两个相同规格的摄像机图像；对双目摄像机进行标定校正并计算三维点云分割阈值；用立体匹配算法和三维重构计算得到三维点云，对基准图做图像分割得到图块；自动检测三维点云的路面高度，利用三维点云分割阈值分割出路面点云、不同位置的障碍物点云和未知区域点云；利用分割得到的点云结合分割后的图块，判决障碍物和路面的正确性，确定障碍物、路面和未知区域的位置范围。本发明在较复杂的环境中仍可检测摄像机与路面高度并自动估算三维分割的阈值，分割出障碍物点云、路面点云和未知区域点云；结束彩色图像分割技术，融合颜色信息判决障碍物和路面的正确性，确定障碍物、路面和未知区域的位置范围，实现高鲁棒性的障碍物检测，具有更高的可靠性和实用性。

主权项

基于三维点云分割的双目视觉障碍物检测方法，其特征是：包括如下步骤：（1）通过不同位置的两台摄像机获取两路彩色图像，利用立体标定方法对双目摄像机进行标定，计算两个摄像机的内外参数和相对位置关系，根据这些参数分别对两个摄像机进行消除畸变和行或列对准，使两路彩色图像的成像原点坐标一致，得到校正后的双目彩色视图，由传感器获取或预先确定摄像机相对路面的俯仰角和高度；（2）对步骤（1）校正后得到的双目彩色视图，选择其中一幅视图作为基准图，利用立体匹配算法对基准图进行匹配计算，得到初步的视差图；对基准图进行彩色图像分割，得到颜色相近的图块；根据步骤（1）获得的摄像机相对路面位置关系数据，计算点云分割的阈值，包括在一定精度下可检测障碍物的最近距离、最远距离、最大高度和最大宽度；（3）在步骤（2）计算得到的视差图后，利用步骤（1）计算得到两个摄像机相对位置关系数据重投影矩阵进行视差图三维重构，计算出三维点云；（4）根据步骤（1）获取的摄像机相对地面的位置数据，校正由步骤（3）计算得出的三维点云，使三维点云中路面点云相对于摄像机处于同一高度；（5）对步骤（4）校正后的三维点云进行检测出路面高度：即路面相对摄像机的高度，由步骤（2）计算的分割阈值分割出障碍物点云、路面点云和未知区域点云；（6）融合步骤（5）分割的点云和步骤（2）对基准图图像分割的图块，确定障碍物、路面和未知区域，并标记显示出来。