The invention provides an off-road road road surface extraction method based on three-dimensional lidar, which belongs to the technical field of image recognition. The road elevation map is obtained by superimposing the continuous multi-frame laser point cloud data acquired by lidar and projecting it into the overhead view; the road elevation map is extracted by using the depth convolution neural network to obtain the road elevation map's travel cost map; the road elevation map is discretized to obtain the travelable area label, obstacle area label and fuzzy area label; According to the labels of accessible area, obstacle area and fuzzy area, the discrete cost map is visualized and the accessible cross-country road area map is obtained. The invention can extract the passable cross-country road surface without the influence of illumination and weather; the feature extraction method based on depth learning can self-adaptively learn the environmental characteristics, and has stronger adaptability in different scenarios; the proposed automatic data annotation scheme effectively reduces the demand for manual annotation samples.
【技术实现步骤摘要】
基于三维激光雷达的越野路面提取方法
本专利技术涉及图像识别
,具体涉及一种能够准确识别越野路面可通行区域的基于三维激光雷达的越野路面提取方法。
技术介绍
近年来,无人驾驶技术迅猛发展,路面区域提取是其中的关键技术之一,是实现无人驾驶车辆安全可靠的自主行驶的前提。目前较为成熟的算法和应用技术主要针对城市结构化道路环境,面向结构和环境复杂的越野道路研究很少。在越野场景下,道路边界处常常存在大量模糊区域:例如,泥泞的土壤或者植被覆盖的区域,这些区域一般是物理上可通行的,但是通行代价却非常高,与严格意义上人类驾驶员倾向的越野路面区域有明显的区别。同时,越野环境道路缺乏车道线、护栏、路牙、铺装路面等人工建筑特征,道路边界模糊,路面质地差异大,特征复杂多样,这些都为路面区域的提取带来巨大挑战。因此针对城市结构化道路环境特点所设计的算法很难直接适用于越野环境。激光雷达和摄像头是两种主流的为路面提取模块提供原始数据的传感器。基于摄像头的技术方法,通过摄像头采集的图像数据,提取道路边界线、消失点或路面纹理等特征,进而得到路面区域。基于图像的方法有很多相关研究,并已经有部分应用于越野环境中。这些方法所利用的图像颜色、纹理等特征,受到光照、天候条件变化的影响很大,因此路面提取的稳定性较差;且由于缺乏三维信息,这类技术方案提取结果的精度较低,对不同路面环境的适应性差。基于激光雷达的路面提取技术方案非常少。它们一般利用数据分割和基于规则/阈值的分类方法,例如:在一定高度阈值内,根据点云是否连续、平滑来提取路面区域。然而,这类方法严重依赖于人工定义的特征和预先设定的阈值,且随着 ...
【技术保护点】
1.一种基于三维激光雷达的可通行越野路面提取方法,其特征在于,包括如下流程步骤:步骤S110:将激光雷达获取的连续多帧的三维激光点云数据叠加后,投影到俯视图中得到路面高程图;步骤S120:利用深度卷积神经网络对所述路面高程图进行特征提取,得到所述路面高程图的通行代价图;步骤S130:对所述通行代价图进行离散化,获取可通行区域标签、障碍物区域标签和模糊区域标签;步骤S140:根据可通行区域标签、障碍物区域标签和模糊区域标签对离散化的通行代价图进行图像可视化,获取可通行越野路面区域图。
【技术特征摘要】
1.一种基于三维激光雷达的可通行越野路面提取方法,其特征在于,包括如下流程步骤:步骤S110:将激光雷达获取的连续多帧的三维激光点云数据叠加后,投影到俯视图中得到路面高程图;步骤S120:利用深度卷积神经网络对所述路面高程图进行特征提取,得到所述路面高程图的通行代价图;步骤S130:对所述通行代价图进行离散化,获取可通行区域标签、障碍物区域标签和模糊区域标签;步骤S140:根据可通行区域标签、障碍物区域标签和模糊区域标签对离散化的通行代价图进行图像可视化,获取可通行越野路面区域图。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S120具体包括:利用区域生长方法对激光雷达采集的路面高程图提取立面障碍物区域,并结合车辆采集到的轨迹信息,合成自动标注样本;利用所述自动标注样本结合人工标注样本对所述深度卷积神经网络进行训练;利用训练好的深度卷积神经网络对所述路面高程图的像素点进行归类划分,分别获得像素点的可通行区域指标值和障碍物区域指标值;对所述可通行区域指标值和所述障碍物区域指标值进行归一化,得到所述通行代价图。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述利用区域生长方法对激光雷达采集的路面高程图提取立面障碍物区域包括:遍历所述路面高程图中的像素点,将...
【专利技术属性】
技术研发人员:高飙,潘彦成,徐安然,赵卉菁,
申请(专利权)人:北京大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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