[发明专利]一种基于激光雷达的可行驶区域检测方法

权利要求书

1.一种基于激光雷达的可行驶区域检测方法，其特征在于：该可行驶区域检测方法包括以下步骤： 

首先标定激光雷达，然后将采集到的激光雷达数据进行坐标转换；然后分割激光雷达数据为若干片段；对片段做杂点消除以及滤波处理后进行激光雷达数据的特征提取；然后根据可行驶区域约束以及车身宽度约束条件从提取的特征中确定可行驶区域。 

2.根据权利要求1所述一种基于激光雷达的可行驶区域检测方法，其特征在于：所述可行驶区域检测方法具体包括以下步骤： 

1）首先确定激光雷达安装的高度，同时计算出激光雷达向下倾斜的角度，然后将采集到的激光雷达数据从2维极坐标系转化到局部3维直角坐标系； 

2）激光雷达数据分割：采用相邻两点间的高度差值作为数据分割的标准，将激光雷达数据分割成若干个片段； 

3）杂点消除及数据滤波：经过步骤2）后，将仅包含单个激光雷达数据点的片段去除，然后对剩余的激光雷达数据片段进行滤波处理去除噪声得到用于特征提取的数据片段； 

4）特征提取：经过步骤3）后，采用迭代的直线拟合算法从用于特征提取的数据片段中提取出对应的直线特征，使激光雷达数据变成对应实际场景中的平面； 

5）确定可行驶区域：从步骤4）提取到的直线特征中选择满足可行驶区域平坦约束、可行驶区域连续性约束以及车身宽度约束的直线特征作为可行驶区域。 

3.根据权利要求2所述一种基于激光雷达的可行驶区域检测方法，其特征在于：所述步骤1）包括以下具体步骤： 

1.1）以激光雷达安装位置为参考点定义局部3维直角坐标系，然后测量激光雷达距离水平面的安装高度H，并计算激光雷达倾斜向下扫描面相对于垂直方向的夹角α； 

1.2）建立激光雷达扫描极坐标到局部3维直角坐标系中坐标的转换关系，根据转换关系获得激光雷达数据点P_i对应的3维直角坐标值，每一个激光雷达扫描极坐标数据点包括发射角度β_i与扫描距离d_i两个参数，则P_i=(d_i,β_i)对应局部3维直角坐标系的坐标值为P_i=(x_i,y_i,z_i)，转化方程如下： 

x_i=sinα·cosβ_i·d_i

y_i=sinβ_i·d_i

z_i=H-cosα·cosβ_i·d_i。

4.根据权利要求2所述一种基于激光雷达的可行驶区域检测方法，其特征在于：所述步骤2）包括以下具体步骤： 

根据相邻数据点高度值之差将全部的激光雷达数据分为若干片段S_k： 

S_k={P_i},(i=N_sk,…,N_ek) 

s.t.|z_s-z_s-1|≥T_z,|z_e-z_e+1|≥T_z

其中，P_i表示激光雷达数据点，z_s表示片段起始激光雷达数据点的高度，z_e表示片段末尾激光雷达数据点的高度，T_z表示高度差阈值。 

5.根据权利要求2所述一种基于激光雷达的可行驶区域检测方法，其特征在于：所述滤波处理包括以下具体步骤： 

对于数据片段，根据当前数据点P_i选择其设定窗口内的数据点进行均值滤波来估计数据点P_i的真值。