[发明专利]一种基于变尺寸栅格地图的船载激光雷达障碍物检测方法

权利要求书

1.一种基于变尺寸栅格地图的无人船载激光雷达障碍物检测方法，其特征在于：基于变尺寸栅格地图对点云数据进行处理，得出障碍物检测结果，为无人船避障提供数据支撑，方法主要步骤如下：首先建立一种栅格尺寸线性增长的变尺寸栅格地图并进行点云投影，然后结合高度差判别法及八邻域连通分量标记法进行栅格划分及聚类，最后通过盒子模型提取障碍物信息，得出障碍物存在位置及区域范围，其中建立变尺寸栅格地图，包括以下步骤：

步骤1：以无人船为坐标原点，结合激光雷达的检测范围建立栅格尺寸呈线性增长的栅格地图，栅格地图的大小用R*R(m)来表示，对应X、Y的坐标范围即为-R/2～R/2；

步骤2：以X正半轴的栅格的长度取值为例，设定从坐标原点至R/2处的栅格的长度从a₁线性增长至a_n，可由公式(1)得到在X正半轴内栅格长度增长范围、栅格数量与栅格地图大小之间的关系：

其中，a₁为原点处栅格的长度；a_n为X轴坐标为R/2处栅格的长度；d为栅格长度增长的公差；n为栅格数量；

步骤3：在栅格地图大小及栅格增长范围确定以后，即可求得相应的栅格数量n及栅格增长的公差d，计算方法如式(2)所示：

步骤4：在得到了同一纵坐标下在X正半轴分布的栅格数量n后即可得到同一纵坐标下在整个X轴分布的栅格数量N，将栅格按照X轴正方向从1-N进行排序，可得在X正半轴中的栅格尺寸是随着序号的增加而增大的，X负半轴中的栅格尺寸是随着序号的增加而减小的，即X正半轴与X负半轴中栅格对应的坐标范围计算公式也会不同，将序号k属于1～N/2的栅格对应的X坐标的范围表示为S_k-1～S_k，序号k属于N/2+1～N的栅格对应的X坐标的范围表示为P_k-1～P_k，S_k及P_k的计算公式如式(3)所示，其中S₀＝-R/2，P_N/2＝0；

步骤5：由式(3)即可得到同一纵坐标下X轴中第k个栅格对应的X坐标的范围，同理可得同一横坐标下Y轴中第k个栅格对应的Y坐标的范围，进而可得到栅格地图中每个栅格对应的X、Y坐标的范围，完成栅格地图的建立。