一种矿井激光雷达点云去噪方法技术

本发明专利技术提供一种矿井激光雷达点云去噪方法，包括机械旋转式激光雷达中的每个激光发射器向矿井内发射激光束，生成一帧点云；根据激光发射器的垂直角大小，依序重构激光发射器的序号；构建基于一帧点云的二维点云栅格地图；从二维点云栅格地图中提取多层差值稳定性特征图，融合后生成差值稳定性融合特征图；从差值稳定性融合特征图中剔除大于预定差值稳定性经验阈值的点云像素，实现去噪。本发明专利技术所述的矿井点云去噪方法,有效提高了矿井环境下的点云去噪精度。点云去噪精度。点云去噪精度。

【技术实现步骤摘要】
一种矿井激光雷达点云去噪方法


[0001]本专利技术属于测量
，具体涉及一种矿井激光雷达点云去噪方法。

技术介绍

[0002]井工矿矿井中会产生粉尘，这些粉尘中夹杂有一氧化碳和二氧化硫等有毒的气体以及瓦斯和氮气等有害的气体。为了降低空气中粉尘的浓度，井下会安装很多喷水装置，这些装置会在空中喷射水雾。无人驾驶车辆在通过这些水雾的过程中，水雾会使车载激光雷达产生稠密的点云噪声。这些噪声会影响目标检测和SLAM(simultaneous localization and mapping)等无人驾驶任务的效果。目前去除激光雷达点云噪声的方法主要分为三类：
[0003]第一类方法认为点云噪声的强度值很小，通过使用强度阈值去除点云噪声。这一类方法受激光波长及目标反射率的影响，目标反射率主要与目标材质以及目标与传感器的距离有关，所以打在部分目标上的点云强度很小，而且传感器附近的少量点云噪声强度很大。
[0004]第二类方法认为点云噪声密度比较小，通过采用外点移除的方法去除点云噪声。但是传感器周围的降雨、扬尘和井工矿矿井中的水雾等使激光雷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿井激光雷达点云去噪方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、机械旋转式激光雷达中的每个激光发射器向矿井内发射激光束，生成一帧点云；所述一帧点云为所述机械旋转式雷达的各激光发射器旋转360
°
发射的激光所生成的点云集合；S2、根据激光发射器的垂直角大小，依序重构激光发射器的序号；S3、构建基于一帧点云的二维点云栅格地图；构建二维点云栅格地图的具体过程为：S301、以重构后的激光发射器序号为纵坐标，以同一激光发射器发射的激光束的序号为横坐标；S302、以点云的三维坐标x,y,z和强度intensity依次生成多层栅格；S303、得到4层二维点云栅格地图；S4、从二维点云栅格地图中提取多层差值稳定性特征图，融合后生成差值稳定性融合特征图；S5、从差值稳定性融合特征图中剔除大于预定差值稳定性经验阈值的点云像素，实现去噪。2.根据权利要求1所述的矿井激光雷达点云去噪方法，其特征在于，步骤S4中，所述多层差值稳定性特征图包括切线角差值稳定性特征图、相邻线距离差值稳定性特征图和强度差值稳定性特征图。3.根据权利要求2所述的矿井激光雷达点云去噪方法，其特征在于，所述切线角差值稳定性特征图的提取过程为：S401a、对f
x
和f
y
分别使用1
×
3卷积核[1 0
ꢀ‑
1]进行卷积操作，得到特征图和其中，f
x
为栅格值为x的二维点云栅格地图；f
y
为栅格值为y的二维点云栅格地图；x为点云的x轴坐标；y为点云的y轴坐标；S401b、将中的每个栅格值除以中对应索引位置的栅格值，然后再求反正切，得到为切线角特征图S401c、对使用1
×
3卷积核[1
‑
10]进行卷积操作，得到切线角差值特征图S401d、对使用1
×
5的标准差核进行标准差计算可以获得切线角差值稳定性特征图f0。4.根据权利要求2所述的矿井激光雷达点云去噪方法，其特征在于，所述相邻线距离差值稳定性特征图的提取过程为：S402a、对f
x
、f
y
和f
z
分别使用3
×
1卷积核[1<...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟德将，潘子宇，王俊辉，
申请(专利权)人：青岛慧拓智能机器有限公司，
类型：发明
国别省市：