[发明专利]一种基于扫描线的道路点云的提取方法

权利要求书

1.一种基于扫描线的道路点云的提取方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1选取起始点：从车载点云中提取每条扫描线的航线边缘点作为扫描线的起始点；

S2判断地面点或地物点：以所述步骤S1中每条扫描线的起始点为基础进行搜索，根据该扫描线的起始点与其相邻点之间的高差，区分该相邻点是地面点或地物点；

S3沿扫描线搜索地面点：若相邻点是地面点，则将相邻点加入该扫描线地面点集合；再重复步骤S2，继续判断下一个相邻点是地面点或地物点；若相邻点是地物点，则以该扫描线上已有的地面点构建空间直线方程，并判断相邻点的下一个相邻点是地物点或地面点，直至遍历至下一条扫描线的起始点结束；

S4过滤地面点：将每条扫描线上的地面点进行聚类，再过滤掉小于设定长度阈值的地面点，从而得到去除噪声的连贯的扫描线；

S5获得道路边界：以所述步骤S4获得的去除噪声的连贯的扫描线为基础，选取每条扫描线的左端点和右端点，拟合出道路左右两侧的边界，完成道路边界的提取和规则化；所述步骤S2判断该相邻点是地面点或地物点的具体步骤为：以扫描线的起始点为基础搜索左右两个方向，判断相邻点与起始点之间的高差H_ij是否小于高差阈值H_t，若小于高差阈值H_t则判为地面点，并将该相邻点加入该扫描线的地面点集合；若高于高差阈值H_t则判为地物点，其中高差H_ij的计算公式为：

H_ij =|h_j – h_i|；

其中h_j为待判断点即相邻点j的高，h_i为当前地面点i的高。

2.根据权利要求1所述的基于扫描线的道路点云的提取方法，其特征在于，所述步骤S3中若相邻点为地物点时，则以该扫描线已检测到的地面点集合构建在OXY空间和OYZ空间的直线方程：

y = k * x + b；

z = m * y + n；

k、m为直线的斜率，b、n为直线的截距；

并求解参数k、b、m和n，将下一个相邻点即待判断点p的坐标（x_p，y_p）代入方程求解直线上的点q的坐标（y_q，z_q）；计算待判断点p和直线上点q在y方向和z方向的差值Δy= |y_q-y_p|、Δz=|z_q-z_p|，若Δy小于阈值Y_t且Δz小于高差阈值H_t，则该待判断点p判为地面点，否则判为地物点。

3.根据权利要求2所述的基于扫描线的道路点云的提取方法，其特征在于，所述步骤S4中采用区域生长算法对每条扫描线上的地面点进行聚类，过滤掉小于设定长度阈值的地面点的具体步骤为：

S41：首先在每条扫描线的地面点集合中随机选择一个点作为种子点，判断其与周边相邻点的距离，若小于设定的距离阈值D_t，则认为该相邻点属于一个聚类，并对其进行标记；再以已标记的相邻点为种子点重复搜索其周边相邻点，直至周边没有相邻点在距离阈值D_t范围内；若该扫描线还有未被标记的点，则再随机选择一个点作为种子点，重复判断其与周边相邻点的距离是否在阈值范围内，直至该扫描线所有点都被标记；

S42：然后设定长度阈值D_s，按标记的点计算地面点的聚类长度，若小于设定长度阈值D_s，则将小于长度阈值D_s的点从地面点集合中剔除。

4.根据权利要求2所述的基于扫描线的道路点云的提取方法，其特征在于，所述步骤S5中选取每条扫描线的左端点和右端点，按左右两侧分别顺次连接道路端点拟合道路左右两侧的边界，拟合时按照汽车行驶方向按间距DS进行分段拟合，以准确提取弧形道路的边界。

5.根据权利要求2所述的基于扫描线的道路点云的提取方法，其特征在于，所述航线边缘点存储于LAS文件中，其值用1表示，代表上一次扫描线的结束和下一次扫描线的开始。