[发明专利]一种道路边界检测及跟踪方法

摘要

本发明公开了一种道路边界检测及跟踪方法，包括：利用雷达扫描获取无人车周围环境的雷达扫描点的极坐标数据并转换成直角坐标；将雷达点映射到极坐标网格中，根据网格中延伸顶点的高度提取地面点；利用同一扫描线下近邻扫描点在道路边界处径向距离和高度突变的性质以及结合道路延伸方向提取道路边界点；采用随机采样一致性方法进行滤波，采用最小二乘法对滤波后的道路边界点进行拟合；采用卡尔曼滤波器进行跟踪；本发明能够在道路上有障碍物的情况下有效的提取实际场景中道路边界，同时卡尔曼滤波器的使用，增强了边界检测的准确性和可靠性，方法中没有复杂的计算，因此具有很好的实时性，可以广泛的应用于无人驾驶的导航模块中。

主权项

1.一种道路边界检测及跟踪方法，该方法采用安装在无人车上的三维激光雷达对道路边界进行检测，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，以三维激光雷达的中心为坐标原点，过原点os且以三维激光雷达的垂直轴线方向为z轴，过原点os且平行于所述三维激光雷达横向切面指向无人车前进的方向为y轴，过原点且垂直于y轴和z轴所构成的平面指向无人车前进方向右侧的方向为x轴，建立三维激光雷达的直角坐标系osxyz；获取多个三维激光雷达扫描点的极坐标数据，并将三维激光雷达扫描点的极坐标数据转换到三维激光雷达的直角坐标系osxyz下；步骤2，将转换到三维激光雷达的直角坐标系osxyz下的三维激光雷达扫描点映射到M*N的2.5维极坐标网格中，根据极坐标网格中延伸顶点的高度以及延伸顶点与网格中最低点的高度差提取所有的三维激光雷达扫描点中的地面点；包括以下步骤：步骤21，以三维激光雷达原点os为极点，以三维激光雷达直角坐标系所在的osxy平面为极平面，将极平面划分为M*N的2.5维极坐标网格图，网格的径向长度为T1,网格所在扇区的圆形角为360/M,然后将所有三维激光雷达的扫描点映射到对应的极坐标网格中；步骤22，对位于同一个极坐标网格中所有的扫描点，按照极坐标网格中扫描点的高度从小到大进行排序，计算所有相邻扫描点之间的高度差；步骤23，提取极坐标网格中的延伸顶点和最低点；步骤24，如果极坐标网格中的延伸顶点高度小于给定阈值T2并且延伸顶点与最低点之间的高度差小于阈值T3，则将该网格中所有高度在延伸顶点及其以下的扫描点标记为地面扫描点；步骤25，更换极坐标网格，重复执行步骤22至24,直至提取完所有极坐标网格中的地面扫描点；步骤3，对所述提取的所有的三维激光雷达扫描点中的地面点，分别提取地面点中道路两旁的边界点；步骤4，对所述提取的地面点中道路两旁的边界点，采用随机采样一致性方法对非道路边界干扰点进行滤波得到滤波后的道路两旁的边界点，并采用最小二乘法分别对滤波后的道路两旁的边界点进行拟合，即得到道路边界线；步骤5，利用卡尔曼滤波算法对所述的道路边界线进行跟踪。