[发明专利]一种提取激光雷达特征点的方法

摘要

一种提取激光雷达特征点的方法，一种直接利用激光雷达扫描点，θi和ρi，通过计算相邻点斜率差进行分割和特征点提取的方法，本发明在提取激光雷达扫描数据的特征点时，不需要迭代计算，仅需一次计算出所有相邻点的斜率差即可提取出断点和角点特征，减小了计算工作量，而且对于阀值不敏感，也减小了计算的难度。

主权项

1.一种提取激光雷达特征点的方法，其特征在于，包括以下步骤；激光雷达每扫描环境一次，返回一组有序二维激光雷达数据，将此数据预处理后得到点集为：P＝{(θi，ρi)，i＝1，2，…，n}其中θi和ρi分别为扫描第i点时转过的角度和返回的距离；步骤1：根据点集P，利用前述原理计算相邻扫描点斜率的差值Δk，即其中i＝2,3,···,n‑1；因为激光雷达具有环形扫描的特点，所以可以将第n点作为第1点的前一个扫描点，将第1点作为第n点的后一个扫描点，即:如果相邻的3个扫描点，斜率的差值Δki‑1、Δki和Δki+1均大于阀值kth，且|Δki‑Δki‑1|>2kth，|Δki+1‑Δki|>2kth，则认为第i点是第一类孤立点，找出所有第一类孤立点，删除后更新点集P；步骤2：更新点集P后，再依次计算第i个扫描点的θi与相邻两扫描点的θi‑1和θi+1的差值，如果|θi‑θi‑1|>θth，且|θi+1‑θi|>θth，θth为阀值，则认为第i点为第二类孤立点，找出所有第二类孤立点，删除后再次更新点集P；步骤3：将去除孤立点后的点集P，重新利用式4计算相邻扫描点的斜率差值，进行断点和角点的判断，判断规则如下：1)如果|θi+1‑θi|>θth，第i点和第i+1点均为断点，分别为前一条直线上的末点和后一条直线的起点；2)如果Δki和Δki+1均大于阀值kth，且Δki·Δki+1<0，则第i点和第i+1点均为断点，分别为前一条直线上的末点和后一条直线的起点；3)如果|Δki|>α·kth(0<α<1)，|Δki+1‑Δki|>0，|Δki‑Δki‑1|>0，且(Δki+1‑Δki)(Δki‑Δki‑1)<0，则第i点为角点，即前一条直线的终点，同时也是后一条直线的起点；步骤4：根据点集P中各点的属性，从第1点至最后一点依次分割，并计算每条线段的始末点坐标和线段的斜率，得到线段集L；步骤5：由于激光雷达工作的特点，当从某条直线的中间部分开始扫描，所以线段集中第一条和最后一条线段会属于同一条线段，如果第一条线段的始末点均在最后一条线段所在的直线上，则将这两条线段合并。