[发明专利]一种基于多线激光雷达的斜坡地面点云分割方法及系统

权利要求书

1.一种基于多线激光雷达的斜坡地面点云分割方法，其特征在于：

包括以下过程：

获取多线激光雷达原始点云数据；

对原始点云数据进行预处理；

对预处理后的点云数据进行初步地面分割处理，得到非地面点云；

对非地面点云进行欧式聚类，对每一类进行随机采样一致性平面拟合，根据拟合结果筛选得到斜坡地面点云；

其中，对非地面点云进行欧式聚类，对每一类进行随机采样一致性平面拟合，根据拟合结果得到斜坡地面点云，包括以下过程：

对非地面点云进行欧式聚类；利用原始地面点云获得原始地面法向量和原始地面点高度平均值；遍历每一聚类并对其进行随机采样一致性处理，对拟合平面进行数据处理，获得某类的拟合平面的法向量、该类拟合平面所占该类点云的数量比以及该类所拟合平面种子点云的高度平均值；根据拟合平面的法向量和原始地面法向量，得到该类拟合平面与原始地面的夹角；当夹角小于设定角度阈值，原始地面平均高度与该类点云种子点的高度平均值的差值小于距离阈值，且拟合平面所占点云的数量比大于给定比例时，该类非地面点云为斜坡地面点云；否则，该类非地面点云为障碍物点云。

2.如权利要求1所述的基于多线激光雷达的斜坡地面点云分割方法，其特征在于：

对预处理后的点云数据分割得到原始地面点云，如果判断聚类后的某一类为斜坡地面点云，则将此类对应的聚类拟合平面与原始地面进行拼接。

3.如权利要求2所述的基于多线激光雷达的斜坡地面点云分割方法，其特征在于：

对预处理后的点云数据进行分割，包括：

将预处理后的点云数据根据雷达分辨率划分为多个区域；

对每个区域按照点云水平距离对点云升序处理；

在各个区域内进行局部阈值判断，在某一区域中，如果当前点的前一点是地面点且两点高度差小于坡度阈值，则该点为地面点；否则，进行全局阈值判断，如果当前点测量高度小于根据当前点水平距离计算得到的全局坡度阈值，则当前点属于地面点，否则当前点属于非地面点。

4.如权利要求1所述的基于多线激光雷达的斜坡地面点云分割方法，其特征在于：

当夹角大于或等于设定角度阈值时，该类非地面点云为障碍物点云；

或者，

当夹角小于设定角度阈值，原始地面平均高度与该类点云种子点的高度平均值的差值大于或等于距离阈值时，该类非地面点云为障碍物点云；

或者，

当夹角小于设定角度阈值，拟合平面所占点云的数量比小于或等于给定比例时，该类非地面点云为障碍物点云。

5.如权利要求1所述的基于多线激光雷达的斜坡地面点云分割方法，其特征在于：

根据激光雷达的最大俯角，得到激光雷达扫到地面的最小距离；

计算所有点的水平距离，去除距离小于最小距离的点；

根据预设避障要求，去除大于最大距离的点；

根据距离初始地面下方的高度设定第一高度阈值，根据高于雷达上方的高度设定第二阈值，根据第一高度阈值和第二高度阈值去除竖直方向的无用点。

6.如权利要求5所述的基于多线激光雷达的斜坡地面点云分割方法，其特征在于：

对点云数据进行预处理，还包括：

多线激光雷达的两条激光线映射到地面后，计算两者之间的最小距离和最大距离，在最小距离和最大距离之间查找使每一条激光线映射到地面的不同水平区域的数值，根据得到数值进行点云区域分割。