[发明专利]一种基于三维激光雷达的路面异常检测方法

权利要求书

1.一种基于三维激光雷达的路面异常检测方法，其特征在于：所述方法配合自主移动平台实现，三维激光雷达和自主移动平台按照刚体连接方式安装，包括如下步骤：

步骤1：根据自主移动平台的有效避障距离和三维激光雷达的每条扫描线的俯仰角，选定用于异常区域检测的三维激光雷达扫描线L_S，L_S的俯仰角度为

步骤2：提取选定的三维激光雷达扫描线L_S的连续帧数据，筛选得到点云P_A；

步骤3：对三维激光雷达数据进行滤波，得到点云P_F；

步骤4：检测并剔除地面区域点云数据，得到点云P_E；

步骤5：基于邻域点高度特征和距离比特征提取路面异常区域的候选点云P_U；

步骤6：获取路面异常区域的外接三维方框。

2.根据权利要求1所述的一种基于三维激光雷达的路面异常检测方法，其特征在于：所述步骤1包括以下步骤：

步骤1.1：根据三维激光雷达每条扫描线的俯仰角度按式(1)计算出三维激光雷达每条扫描线扫描到地面时，扫描点距离三维激光雷达的水平距离D_h：

其中，H为激光雷达的安装高度，为三维激光雷达扫描线俯仰角度；

步骤1.2：根据自主移动平台的有效避障距离D_a和步骤1.1计算得出的每条扫描线的D_h，找出所有扫描线中满足D_h≥D_a的最小D_h，记为D_min，选定D_min对应的扫描线为用于路面异常区域检测的三维激光雷达扫描线L_S，记L_S的俯仰角度为

3.根据权利要求1所述的一种基于三维激光雷达的路面异常检测方法，其特征在于：所述步骤2包括以下步骤：

步骤2.1：以三维激光雷达安装位置为坐标原点，三维激光雷达坐标系采用右手坐标系，X和Y轴在水平面上成90度，X轴朝向正前方向，Z轴与水平面垂直；

步骤2.2：设定感兴趣区域为三维激光雷达正前方L_X×L_Y的区域，L_X为沿X轴方向的长度，L_Y为沿Y轴方向的长度；L_X∈[10,30]，L_Y∈[10,20]，单位为m；

步骤2.3：提取感兴趣区域内的扫描点构成点集P，(x,y,z)为点云点在三维激光雷达坐标系中的坐标，记录下该帧点云获取的时刻t；

步骤2.4：对点集P中的每个点，进一步按式(2)求解三维激光雷达扫描点的角度

若扫描点满足则该点被选为L_S的感兴趣区域数据，保留在点集P中，否则该点将从点集P中剔除；θ_th为角度阈值，θ_th∈[0.2,1]，单位为度，为L_S的俯仰角度；

步骤2.5：重复步骤2.1至步骤2.4，完成获取包括当前帧在内的最近连续N帧的点云数据，N∈[10,100]；将点云从三维激光雷达坐标系转换到世界坐标系，对每帧点云点增加相同的时间维度值t，记t_i为第i帧点云的获取时刻，再将它们组合成点云P_A。