[发明专利]一种基于激光雷达的路面提取系统及其提取方法

权利要求书

1.一种基于激光雷达的路面提取系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据融合模块、特征检测模块、路面提取模块；

数据采集模块：将使用机器人携带的激光雷达和相机传感器进行环境数据的采集；并将得到的基于激光雷达和相机传感器的数据一并传入数据融合模块和路面提取模块；

数据融合模块：数据融合模块根据数据周期把周期内的激光雷达点云和相机传感器点云进行姿态变换和特征对应变换，分别融合为一帧激光点云数据帧和视觉数据帧，并传入到特征检测模块；

特征检测模块：将传入的激光雷达数据帧和相机数据帧进行坐标同步处理，使激光雷达和相机数据帧处于同一坐标系下；对于激光雷达数据使用光照强度和Z轴的信息，提取候选路面特征；对于相机数据使用特征对应和像素提取方法，提取出候选的路面特征；使用相机数据提取的路面特征最终确定激光雷达数据帧中的路面特征，并将检测出来的路面特征传入到路面提取模块；

路面提取模块：将根据传入的路面特征，根据3D SLAM方法，构建临近数据帧之间的姿态变换关系，结合数据采集模块中的原始数据信息，提取出原始数据中的路面区域，完成路面提取。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的路面提取系统，其特征在于：所述的数据采集模块中，每一个机器人都含有一个激光雷达以及两组相机传感器。

3.根据权利要求2所述的一种基于激光雷达的路面提取系统，其特征在于：所述的激光雷达为全视角三维激光雷达，包括Velodyne 16线或32线或64线的激光雷达。

4.根据权利要求2所述的一种基于激光雷达的路面提取系统，其特征在于：所述的相机传感器为单目相机或多目相机，搭载于车身左右两侧，能够获取车身两侧环境的视觉信息。

5.利用权利要求1所述的基于激光雷达的路面提取系统的提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.数据采集模块包括激光雷达，先测验其精准度，对于其可以测量的范围有一定的预估；

S2.数据采集模块包括视觉传感器，先对相机数据标定，统一两组视觉传感器数据获取到的数据信息；

S3.数据融合模块根据激光雷达和视觉传感器的运行周期，结合实际使用需求，设定数据周期；

S4.数据融合模块根据数据周期把周期内的激光雷达点云和视觉传感器点云进行姿态变换和特征对应变换，分别融合为一帧激光点云数据帧和视觉数据帧，并传入到特征检测模块；

S5.特征检测模块根据传入的激光点云数据帧和视觉数据帧进行坐标同步处理，确保两种传感器内的数据点处于同一坐标系下；

S6.特征检测模块将对于激光点云数据帧使用基于光照强度和Z轴坐标的方法，提取出基于激光雷达的候选路面特征；

S7.特征检测模块将对于视觉数据帧使用特征对应和像素提取的方法，提取出基于视觉的候选路面特征；

S8.特征检测模块将根据基于视觉的候选路面特征，融合基于激光雷达的候选路面特征，得到路面区域的范围，在激光雷达点云帧中提取最终的路面特征，并传入到路面提取模块；

S9.路面提取模块将根据传入的路面特征，使用3D SLAM的方法，得到路面特征点云地图；

S10.路面提取模块将得到的路面特征点云地图结合数据采集模块传入的原始数据信息，提取出最终的路面信息，完成路面提取。