本发明专利技术实施例公开了一种地面滤波方法及装置，涉及智能驾驶技术领域。其中方法包括：对安装在载体上的采集设备进行标定，获取以所述采集设备为中心点坐标的局部坐标系和绝对坐标系之间的变换关系；利用所述采集设备采集所述局部坐标系下所述载体所在实时环境的第一单帧点云数据；利用所述变换关系将所述第一单帧点云数据的坐标从所述局部坐标系转换到所述绝对坐标系；利用算法建立平面模型；以及根据所述平面模型和所述采集设备的高程精度将所述第一单帧点云数据滤波。本申请实施例的地面滤波方法提高了处理第一单帧点云数据的抗噪性能、实时性和鲁棒性。实时性和鲁棒性。实时性和鲁棒性。
【技术实现步骤摘要】
地面滤波方法及装置
[0001]本专利技术涉及智能驾驶
，具体涉及一种地面滤波方法及装置。
技术介绍
[0002]近年来,随着智能驾驶技术的飞速发展，激光雷达(LIDAR)具有精度高、测距范围大，以及不受光线影响等特点，被广泛应用于智能驾驶车辆的障碍物检测、即时定位与地图构建等环境感知领域。
[0003]相关技术中，智能驾驶技术中的关键技术之一是利用车载激光雷达采集实时环境的点云数据，根据该点云数据对周围环境进行实时感知进而为智能驾驶提供决策。实现实时环境感知的首要任务就是将该点云数据进行地面滤波以实现地面点和非地面点分离。目前车载点云数据的地面滤波技术主要有：多尺度渐进形态学滤波方法和基于不规则三角网(TIN)的渐进加密滤波方法。然而，多尺度渐进形态学滤波方法的滤波结果好坏受多参数阈值设置的影响较大，针对不同的激光雷达设备及安装方式的不同需要大量实验获取经验阈值，并且该方法对地面以下存在异常噪点的情况滤波失效，抗噪性差。不规则三角网(TIN)的渐进加密滤波方法，需要逐层迭代构建三角网，受到构建三角网速度慢影响，多层迭代处理使得该滤波方法时效性差，无法满足智能驾驶所要求的实时性。
技术实现思路
[0004]为了克服相关技术中存在的地面滤波方法受多参数阈值设置的影响大、抗噪性和实效性较差的问题，本专利技术实施例提供了一种地面滤波方法和装置，提高了地面滤波方法处理点云数据的抗噪性能、实时性和鲁棒性。
[0005]根据本专利技术的一方面，提供一种地面滤波方法，包括：
[0006]对安装在载体上的采集设备进行标定，获取以所述采集设备为中心点坐标的局部坐标系和绝对坐标系之间的变换关系；
[0007]利用所述采集设备采集所述局部坐标系下所述载体所在实时环境的第一单帧点云数据；
[0008]利用所述变换关系将所述第一单帧点云数据的坐标从所述局部坐标系转换到所述绝对坐标系；
[0009]利用算法建立平面模型；以及
[0010]根据所述平面模型和所述采集设备的高程精度将所述第一单帧点云数据滤波。
[0011]可选地，所述利用算法建立平面模型之前包括：
[0012]获取安装在所述载体上的所述采集设备距离地面的第一高度；
[0013]利用所述变换关系将所述采集设备的坐标从所述局部坐标系转换到所述绝对坐标系。
[0014]可选地，所述利用算法建立平面模型之前还包括：
[0015]根据所述第一高度和所述采集设备在所述绝对坐标系的坐标，计算在所述绝对坐
标系下地面的第二高度；
[0016]根据所述第二高度和第一阈值，对所述第一单帧点云数据滤波以获取第二单帧点云数据。
[0017]可选地，所述利用算法建立平面模型包括：
[0018]利用所述第二单帧点云数据，采用随机采样一致算法计算所述第二单帧点云数据的数学模型参数以得到所述平面模型。
[0019]可选地，所述根据所述平面模型和所述采集设备的高程精度将所述第一单帧点云数据滤波包括：
[0020]计算所述第二单帧点云数据距离所述平面模型的距离；
[0021]当所述距离小于所述高程精度的负数值时，将所述第二单帧点云数据标记为噪声点；
[0022]当所述距离大于所述高程精度时，将所述第二单帧点云数据标记为非地面点；以及
[0023]当所述距离大于等于所述高程精度的负数值并且小于等于所述高程精度时，将所述第二单帧点云数据标记为地面点。
[0024]可选地，所述对安装在载体上的采集设备进行标定，获取以所述采集设备为中心点坐标的局部坐标系和绝对坐标系之间的变换关系包括：
[0025]建立三维标定场中所述局部坐标系和所述绝对坐标系之间的变换关系的目标法方程组，并在所述三维标定场内设置多个控制点；
[0026]使用实时差分定位方法测量所述绝对坐标系下所述多个控制点的第一坐标；
[0027]在所述三维标定场中按照预设路线，利用所述采集设备采集所述局部坐标系下所述载体所在实时环境的第三单帧点云数据；以及
[0028]利用组合导航设备采集的实时动态位姿信息。
[0029]可选地，所述对安装在载体上的采集设备进行标定，获取以所述采集设备为中心点坐标的局部坐标系和绝对坐标系之间的变换关系还包括：
[0030]从所述第三单帧点云数据中选取所述多个控制点以获取所述多个控制点在所述局部坐标系下的第二坐标；
[0031]根据所述多个控制点的所述第一坐标、所述第二坐标、所述位姿信息，采用最小二乘算法求解所述目标法方程组以得到所述采集设备的待标定外参；以及
[0032]基于所述采集设备的所述待标定外参和所述目标法方程组，得到所述局部坐标系和所述绝对坐标系之间的所述变换关系。
[0033]可选地，所述局部坐标系和所述绝对坐标系之间的所述变换关系的目标法方程组为：
[0034][0035]其中，是控制点在所述局部坐标系下的第二坐标，是所述控制点在所述绝对坐标系下的第一坐标，是所述组合导航设备采集的实时动态位姿信息，是所述组合导航设备的旋转矩阵，是所述组合导航设备在所述绝对坐标系下的坐标，是所述采集设备的待标定外参。
[0036]根据本专利技术的另一方面，提供一种地面滤波装置，包括：
[0037]标定单元，被配置为执行对安装在载体上的采集设备进行标定，获取以所述采集设备为中心点坐标的局部坐标系和绝对坐标系之间的变换关系；
[0038]采集单元，被配置为执行利用所述采集设备采集所述局部坐标系下所述载体所在实时环境的第一单帧点云数据；
[0039]第一坐标变换单元，被配置为执行利用所述变换关系将所述第一单帧点云数据的坐标从所述局部坐标系转换到所述绝对坐标系；
[0040]建立单元，被配置为执行利用算法建立平面模型；以及
[0041]第一滤波单元，被配置为执行根据所述平面模型和所述采集设备的高程精度将所述第一单帧点云数据滤波。
[0042]可选地，所述利用算法建立平面模型之前，所述地面滤波装置还包括：
[0043]获取单元，被配置为执行获取安装在所述载体上的所述采集设备距离地面的第一高度；
[0044]第二坐标变换单元，被配置为执行利用所述变换关系将所述采集设备的坐标从所述局部坐标系转换到所述绝对坐标系。
[0045]可选地，所述利用算法建立平面模型之前，所述地面滤波装置还包括：
[0046]计算单元，被配置为执行根据所述第一高度和所述采集设备在所述绝对坐标系的坐标，计算在所述绝对坐标系下地面的第二高度；
[0047]第二滤波单元，被配置为执行根据所述第二高度和第一阈值，对所述第一单帧点云数据滤波以获取第二单帧点云数据。
[0048]根据本专利技术的又一方面，提供一种地面滤波控制装置，包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行上述的地面滤波方法。
[0049]根据本专利技术的再一方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种地面滤波方法，其特征在于，包括：对安装在载体上的采集设备进行标定，获取以所述采集设备为中心点坐标的局部坐标系和绝对坐标系之间的变换关系；利用所述采集设备采集所述局部坐标系下所述载体所在实时环境的第一单帧点云数据；利用所述变换关系将所述第一单帧点云数据的坐标从所述局部坐标系转换到所述绝对坐标系；利用算法建立平面模型；以及根据所述平面模型和所述采集设备的高程精度将所述第一单帧点云数据滤波。2.根据权利要求1所述的地面滤波方法，其特征在于，所述利用算法建立平面模型之前包括：获取安装在所述载体上的所述采集设备距离地面的第一高度；利用所述变换关系将所述采集设备的坐标从所述局部坐标系转换到所述绝对坐标系。3.根据权利要求2所述的地面滤波方法，其特征在于，所述利用算法建立平面模型之前还包括：根据所述第一高度和所述采集设备在所述绝对坐标系的坐标，计算在所述绝对坐标系下地面的第二高度；根据所述第二高度和第一阈值，对所述第一单帧点云数据滤波以获取第二单帧点云数据。4.根据权利要求3所述的地面滤波方法，其特征在于，所述利用算法建立平面模型包括：利用所述第二单帧点云数据，采用随机采样一致算法计算所述第二单帧点云数据的数学模型参数以得到所述平面模型。5.根据权利要求3所述的地面滤波方法，其特征在于，所述根据所述平面模型和所述采集设备的高程精度将所述第一单帧点云数据滤波包括：计算所述第二单帧点云数据距离所述平面模型的距离；当所述距离小于所述高程精度的负数值时，将所述第二单帧点云数据标记为噪声点；当所述距离大于所述高程精度时，将所述第二单帧点云数据标记为非地面点；以及当所述距离大于等于所述高程精度的负数值并且小于等于所述高程精度时，将所述第二单帧点云数据标记为地面点。6.根据权利要求1所述的地面滤波方法，其特征在于，所述对安装在载体上的采集设备进行标定，获取以所述采集设备为中心点坐标的局部坐标系和绝对坐标系之间的变换关系包括：建立三维标定场中所述局部坐标系和所述绝对坐标系之间的变换关系的目标法方程组，并在所述三维标定场内设置多个控制点；使用实时差分定位方法测量所述绝对坐标系下所述多个控制点的第一坐标；在所述三维标定场中按照预设路线，利用所述采集设备采集所述局部坐标系下所述载体所在实时环境的第三单帧点云数据；以及利用组合导航设备采集实时动态位姿信息。
7.根据权利要求6所述的地面滤波方法，其特征在于，所述对安装在载体上的采集设备进行标定，获取以所述采集设备为中心点坐标的局部坐标系和绝对坐标系之间的变换关系还包括：从所述第三单帧点云数据中选取所述多个控制点以获取所述多个控制点在所述局部坐标系下的第二坐标；...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘冬冬，赫桂望，蔡金华，
申请(专利权)人：北京京东乾石科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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