[发明专利]基于贝塞尔建模的路侧雷达的实时滤除背景的方法

权利要求书

1.基于贝塞尔建模的路侧雷达的实时滤除背景的方法，其特征在于，基于贝塞尔对道路空间进行几何建模，用几何模型将雷达监控的道路空间包围并封闭起来，位于几何模型内的点云为侦测对象保留，而几何模型外的点云则作为背景滤除，具体包括以下步骤：

步骤一，三维激光雷达扫描监控区域，记录多帧数据；

步骤二，将视野场网格化：在球坐标系下将雷达视野场范围内的方位角和仰角θ进行网格划分，方位角和仰角的网格尺寸根据雷达扫描的分辨率确定适当的取值；网格划分后，根据网格中心的值分别对方位角和仰角进行升序编号，从0开始编号；视野场网格化后，每一帧点云数据可以用二维表格表示；行号i为仰角编号，列号j为方位角编号；表格中(i，j)处的值则为网格(i，j)处的点与坐标原点之间的距离，即球坐标r值；

步骤三，叠加多帧点云数据：将步骤一中的多帧点云数据放在同一坐标系下叠加起来；

步骤四，基于贝塞尔对道路空间进行几何建模：根据步骤三叠加后的三维点云数据，构造出道路交通的三维形态；分析三维形态，将监控区域内的道路空间的点分离出来；将代表道路空间的边界线的点提取出来；并将代表道路空间的边界面上的点提取出来；根据各条边界线上的点，采用贝塞尔曲线拟合构造出轮廓线；根据边界面上的点，采用贝塞尔曲面拟合出边界面；对于道路空间的侧面和顶面，根据地面上的边界线，构造贝塞尔曲面；最后由边界面将道路空间包围并封闭起来；

步骤五，将道路空间网格化：在步骤二网格化后的视野场基础上，将步骤四构造的道路空间几何模型进行网格化，即计算几何模型每个贝塞尔曲面落在视野网格(i，j)的球坐标系r值；

步骤六，用二维表格表示道路空间边界：在步骤五基础上，建立两张二维表格记录道路空间的边界；一张表格为近边界，另一张为远边界；表格中行号i和列号j分别为视野场的仰角编号与方位角编号；其中，近边界表格中(i，j)的值为视野网格(i，j)处离雷达最近的道路空间边界面的球坐标系r值；远边界表格中(i，j)的值则为视野网格(i，j)处离雷达次近的道路空间边界面的球坐标系r值；若(i，j)处无道路空间边界，则值设为0；

步骤七，检测地面，更新边界表格：为了更好地对地面与探测物体分离，对多帧数据检测地面，采用检测出来的地面点云数据更新步骤六中的道路空间远边界表格；

步骤八，实时滤除背景：基于远、近边界表格，对雷达扫描的实时帧进行背景滤除；对于实时扫描出来的点，根据其所在的视野网格位置(i，j)进行查表；若表格中(i，j)的值为零，则意味着在道路空间外，直接去除；若其r值落在远、近两张边界表格(i，j)处的值之间则为道路空间内的点，给予保留。

2.如权利要求1所述的基于贝塞尔建模的路侧雷达的实时滤除背景的方法，其特征在于，所述步骤一中选取交通不拥堵，无车、人和物长时间停留的情形。

3.如权利要求1所述的基于贝塞尔建模的路侧雷达的实时滤除背景的方法，其特征在于，所述步骤二采用柱坐标系的雷达，则将视野场范围内方位角和高度进行网格划分。

4.如权利要求1所述的基于贝塞尔建模的路侧雷达的实时滤除背景的方法，其特征在于，所述步骤三对多帧数据进行分析，求每个视野网格(i，j)中最大的球坐标系r值。

5.如权利要求1所述的基于贝塞尔建模的路侧雷达的实时滤除背景的方法，其特征在于，所述步骤四中，道路空间指道路上供人、车和物行进的空间。

6.如权利要求1所述的基于贝塞尔建模的路侧雷达的实时滤除背景的方法，其特征在于，所述步骤四中，建道路空间几何模型时，把雷达置于道路空间之外，把交通道路内绿化带、路侧的路灯、指示牌和龙门架也置于道路空间之外。

7.如权利要求1所述的基于贝塞尔建模的路侧雷达的实时滤除背景的方法，其特征在于，所述步骤七中，点云地面检测采取RANSAC算法。