[发明专利]一种基于三维点云高程分布相似度的可通行区域检测方法

权利要求书

1.一种基于三维点云高程分布相似度的可通行区域检测方法，在包括可通行区域的三维点云地图基础上，其特征在于，包括步骤如下：

步骤1，三维点云地图栅格化处理，将三维激光点云投影到栅格地图中；

步骤2，计算步骤1中每个栅格内激光点云的高程分布；

步骤3，选取种子栅格；

将已知的可通行区域投影到的栅格标记为初始种子栅格；初始种子栅格属于可通行状态；初始种子栅格存入种子栅格集合T中；

步骤4，基于相邻栅格高程分布相似度的可通行区域扩张；

4.1)计算种子栅格集合T中的种子栅格与其相邻栅格高程分布的相似度S_j；

4.2)邻域扩张；

遍历种子栅格集合T中种子栅格的邻接栅格，判断种子栅格内最低高程值z_{centerX,centerY,min}和邻接栅格内最低高程值z_{nextX,nextY,min}差值的绝对值与高度阈值θ的大小，如果大于θ，则邻接栅格直接判断为不可通行状态；如果小于θ，则判断该种子栅格与其相邻栅格高程分布的相似度S_j与相似度阈值δ的大小；如果小于δ，则认为该邻接栅格是不可通行的，反之此邻接栅格属于可通行状态，并作为新的种子栅格添加到种子栅格集合T中，并将原种子栅格从种子栅格集合T中弹出；

4.3)更新种子栅格

遍历种子栅格集合T中的种子栅格，再次进行步骤4.1)和4.2)的操作，直到种子栅格集合T被清空；

步骤5，获取可通行区域地图；

根据步骤4邻域扩张后的栅格地图，依据栅格地图的通行状态将栅格地图进行分类，得到基于高程分布相似度的可通行区域检测结果。

2.根据权利要求1所述的基于三维点云高程分布相似度的可通行区域检测方法，其特征在于，步骤1，三维激光点云投影到栅格地图的转换关系为：

X＝INT(x-x_min)/α

Y＝INT(y-y_min)/α

其中X和Y分别表示激光点所处栅格的横坐标和纵坐标，x和y分别表示激光点的横坐标和纵坐标，x_min和y_min分别表示三维点云地图中的最小的横坐标和纵坐标，α表示设定的栅格大小，INT表示将数据的数据类型转化为整型。

3.根据权利要求1所述的基于三维点云高程分布相似度的可通行区域检测方法，其特征在于，步骤2的具体步骤为：

遍历栅格内所有激光点，以此栅格内最低激光点的高程值z_X,Y,min为起始点，向上查找h高度内的点云，将符合高程值z∈[z_X,Y,min,z_X,Y,min+h)的激光点投影到长度为n的表示栅格高程分布的向量中：

其中X表示此栅格的横坐标，Y表示此栅格的纵坐标；i∈[1,n]，m_i表示此栅格中高程值在范围内激光点的数量，n为向量的长度。

4.根据权利要求1所述的基于三维点云高程分布相似度的可通行区域检测方法，其特征在于，步骤4.1种子栅格与其相邻栅格高程分布的相似度S_j计算方法为：

其中，centerX和centerY分别表示进行区域扩张时种子栅格的横坐标和纵坐标，nextX和nextY分别表示种子栅格的邻接栅格的横坐标和纵坐标，为表示种子栅格高程分布的向量，为表示邻接栅格高程分布的向量，j为种子栅格的邻接栅格数量。