本申请实施例提供了一种基于激光雷达的地膜识别方法和装置、计算机设备、存储介质，解决了现有技术中的地膜识别方法花费时间长、算法复杂，以及精度较低的问题。其中，方法包括：基于激光雷达采集的地块的点云数据构建点云地图；将点云地图划分为多个网格；基于多个网格中各点的激光反射强度的分布规律，确定激光反射强度的分界值，分界值用于指示未覆土区域对应的未覆土地膜点的激光反射强度的最大值；计算多个网格各自包含的所有点的激光反射强度的均值；确定均值小于或等于分界值的网格中的所有点为地膜对应的地膜点，地膜点包括覆土区域对应的覆土地膜点和未覆土区域对应的未覆土地膜点；基于地膜点的地理位置从点云地图中识别出地膜。中识别出地膜。中识别出地膜。
【技术实现步骤摘要】
地膜识别方法和装置、计算机设备、存储介质
[0001]本申请涉及农田作业车自主导航
，具体涉及一种地膜识别方法和装置、计算机设备，以及存储介质。
技术介绍
[0002]在农田作业车自主导航过程中，通常是将铺设在地块中的地膜作为导航路径。这种情况下，为了实现自主导航，首先需要将地膜从地图中识别出来。对于地膜通常使用图像识别的方法，按照拍摄高度的不同，可以分为近地航空摄影识别方法和卫星图像识别方法。
[0003]对于近地航空摄影识别方法而言，需要无人机或载人飞机在空中进行图像采集，之后进行图像的拼接以及人工智能(Artificial Intelligence，AI)的识别来获取地膜的位置。该方法存在的问题至少包括：1、由于需要在空中进行数据的采集，前期花费大量的时间；2、由于使用了AI的识别方法，需要大量的人工标注工作以及训练；3、由于地膜的图像特征不明显，很容易出现过拟合的情况，从而造成误检测；4、由于需要进行拼接，对于拼接的精度要求很高，接缝处的错误会导致地膜的识别错误。
[0004]对于卫星图像识别方法而言，需要使用多光谱相机获取图像，以获取地膜的特征，最后通过AI识别的方法来获取地膜的位置。该方法存在的问题至少包括：1、成本高；2、需要大量的工作进行降噪；3、由于地膜的宽度较窄，会导致卫星图像的精度相对较低。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本申请实施例提供了一种基于激光雷达的地膜识别方法和装置、计算机设备、存储介质，以解决现有技术中的地膜识别方法花费时间长、算法复杂，以及精度较低的问题。
[0006]本申请第一方面提供了一种基于激光雷达的地膜识别方法，包括：基于激光雷达采集的地块的点云数据构建点云地图，地块包括土壤和铺设于土壤上的地膜，地膜包括覆土区域和未覆土区域，点云数据包括各点的地理位置和各点的激光反射强度；将点云地图划分为多个网格；基于多个网格中各点的激光反射强度的分布规律，确定激光反射强度的分界值，分界值用于指示未覆土区域对应的未覆土地膜点的激光反射强度的最大值；计算多个网格各自包含的所有点的激光反射强度的均值；确定均值小于或等于分界值的网格中的所有点为地膜对应的地膜点，地膜点包括覆土区域对应的覆土地膜点和未覆土区域对应的未覆土地膜点；基于地膜点的地理位置从点云地图中识别出地膜。
[0007]在一个实施例中，激光雷达的采集方向为地膜的延伸方向；在将点云地图划分为多个网格之前，还包括：基于获取到的激光雷达的采集方向、初始位置和有效半径，以及地块的长度，从点云地图中确定出目标区域。将点云地图划分为多个网格包括：将目标区域划分为多个网格。
[0008]在一个实施例中，在将目标区域划分为多个网格之前，还包括：调整目标区域的方向，以使地膜的延伸方向平行于点云地图的任一坐标轴。
[0009]在一个实施例中，网格为正方形，网格的边长为地膜宽度的1/2。
[0010]在一个实施例中，基于多个网格中各点的激光反射强度的分布规律，确定激光反射强度的分界值包括：基于多个网格中的点云构建直方图，直方图的横坐标为激光反强度，纵坐标为点的数量；确定直方图在横坐标的覆盖区间内的预定点为反射强度的分界值。
[0011]在一个实施例中，在基于多个网格中的点云构建直方图之前还包括：计算多个网格各自包含的所有点的激光反射强度的方差；基于预设方差区间对方差进行过滤，以滤除同时包含未覆土地膜点和土壤对应的土壤点的网格。基于多个网格中的点云构建直方图包括：基于过滤后的网格中的点云构建直方图。
[0012]在一个实施例中，确定直方图在横坐标的覆盖区间内的预定点为反射强度的分界值包括：确定直方图在横坐标的覆盖区间的中点为反射强度的分界值。
[0013]本申请第二方面提供了一种基于激光雷达的地膜识别装置，包括：构建模块，用于基于激光雷达采集的地块的点云数据构建点云地图，地块包括土壤和铺设于土壤上的地膜，地膜包括覆土区域和未覆土区域，点云数据包括各点的地理位置和各点的激光反射强度；划分模块，用于将点云地图划分为多个网格；第一确定模块，用于基于多个网格中各点的激光反射强度的分布规律，确定激光反射强度的分界值，分界值用于指示未覆土区域对应的未覆土地膜点的激光反射强度的最大值；计算模块，用于计算多个网格各自包含的所有点的激光反射强度的均值；第二确定模块，用于确定均值小于或等于分界值的网格中的所有点为地膜对应的地膜点，地膜点包括覆土区域对应的覆土地膜点和未覆土区域对应的未覆土地膜点；识别模块，用于基于地膜点的地理位置从点云地图中识别出地膜。
[0014]本申请第三方面提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上被处理器执行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一实施例提供的基于激光雷达的地膜识别方法的步骤。
[0015]本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例提供的基于激光雷达的地膜识别方法的步骤。
[0016]根据本申请实施例提供的基于激光雷达的地膜识别方法和装置、计算机设备，以及存储介质，首先，基于激光雷达实时采集的地块的点云数据构建点云地图；其次，将点云地图划分为多个网格；接着，基于多个网格中各点的激光反射强度的分布规律确定未覆土区域对应的未覆土地膜点的激光反射强度的最大值；然后，以该最大值作为参考，将网格的激光反射强度的均值大于该最大值的网格中的所有点确定为地膜点。根据上述过程，一方面采用激光雷达快速获取地块中地膜的地理位置，节省了地膜识别前期进行图像采集所花费的时间；另一方面，地膜识别过程逻辑简单，易于算法实现；再一方面，采用统计方法对地膜的覆土区域进行识别，确保识别出的地膜边缘为地膜的真实边缘，而不是覆土区域和未覆土区域的分界，从而提高了地膜的识别精度。
附图说明
[0017]图1为本申请第一实施例提供的基于激光雷达的地膜识别方法的流程示意图。
[0018]图2为本申请第二实施例提供的基于激光雷达的地膜识别方法的流程示意图。
[0019]图3为本申请一实施例提供的目标区域在点云地图中的位置示意图。
[0020]图4为本申请第一实施例提供的步骤S130的执行过程示意图。
[0021]图5为本申请一实施例提供的基于多个网格中的点云构建的直方图。
[0022]图6为本申请第二实施例提供的步骤S130的执行过程示意图。
[0023]图7为本申请一实施例提供的基于激光雷达的地膜识别装置的结构框图。
[0024]图8是本申请一示例性实施例提供的电子设备的结构框图。
具体实施方式
[0025]如
技术介绍
所述，现有技术中的地膜识别方法，包括近地航空摄影识别方法和卫星图像识别方法，存在地膜识别花费时间长、算法复杂，以及精度较低的问题。有鉴于此，本申请实施例提供了一种基于激光雷达的地膜识别方法和装置、计算机设备，以及存储介质，首先，利用激光雷达实时采集预定地块的点云数据，预定地块包括土壤本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于激光雷达的地膜识别方法，其特征在于，包括：基于激光雷达采集的地块的点云数据构建点云地图，所述地块包括土壤和铺设于所述土壤上的地膜，所述地膜包括覆土区域和未覆土区域，所述点云数据包括各点的地理位置和各点的激光反射强度；将所述点云地图划分为多个网格；基于所述多个网格中各点的所述激光反射强度的分布规律，确定所述激光反射强度的分界值，所述分界值用于指示所述未覆土区域对应的未覆土地膜点的激光反射强度的最大值；计算所述多个网格各自包含的所有点的所述激光反射强度的均值；确定所述均值小于或等于所述分界值的网格中的所有点为所述地膜对应的地膜点，所述地膜点包括所述覆土区域对应的覆土地膜点和所述未覆土区域对应的未覆土地膜点；基于所述地膜点的所述地理位置从所述点云地图中识别出所述地膜。2.根据权利要求1所述的基于激光雷达的地膜识别方法，其特征在于，所述激光雷达的采集方向为所述地膜的延伸方向；在所述将所述点云地图划分为多个网格之前，还包括：基于获取到的所述激光雷达的所述采集方向、初始位置和有效半径，以及所述地块的长度，从所述点云地图中确定出目标区域；所述将所述点云地图划分为多个网格包括：将所述目标区域划分为多个网格。3.根据权利要求2所述的基于激光雷达的地膜识别方法，其特征在于，在所述将所述目标区域划分为多个网格之前，还包括：调整所述目标区域的方向，以使所述地膜的延伸方向平行于所述点云地图的任一坐标轴。4.根据权利要求1所述的基于激光雷达的地膜识别方法，其特征在于，所述网格为正方形，所述网格的边长为所述地膜宽度的1/2。5.根据权利要求1所述的基于激光雷达的地膜识别方法，其特征在于，所述基于所述多个网格中各点的所述激光反射强度的分布规律，确定所述激光反射强度的分界值包括：基于所述多个网格中的点云构建直方图，所述直方图的横坐标为所述激光反射强度，纵坐标为点的数量；确定所述直方图在所述横坐标的覆盖区间内的预定点为所述反射强度的分界值。6.根据权利要求5所述的基于激光雷达的地...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐健，
申请(专利权)人：广州极飞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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