障礙物快速檢測(cè)方法技術(shù)

本公開(kāi)的實(shí)施例關(guān)于一種障礙物快速檢測(cè)方法，包括基于三維雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)建立二維柵格地圖，計(jì)算每個(gè)柵格的屬性以確定不可通行區(qū)域，將不可通行區(qū)域中掃描線(xiàn)梯度值超過(guò)預(yù)先確定的閾值的點(diǎn)確定為障礙物點(diǎn)，以及遍歷柵格地圖對(duì)障礙物點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)性聚類(lèi)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本公開(kāi)屬于計(jì)算機(jī)視覺(jué)和激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理
，尤其是涉及一種障礙物快速檢測(cè)方法。
技術(shù)介紹
交通場(chǎng)景中障礙物的檢測(cè)對(duì)于無(wú)人駕駛車(chē)輛和/或機(jī)器人準(zhǔn)確感知周?chē)h(huán)境信息，做出安全駕駛決策具有重要意義。基于視覺(jué)信息的障礙物檢測(cè)對(duì)環(huán)境依賴(lài)性較強(qiáng)。在光照不好或者天氣不佳的情況下，拍攝得到的視頻會(huì)對(duì)結(jié)果檢測(cè)誤差產(chǎn)生較大的影響。因此本公開(kāi)選擇采用基于16線(xiàn)激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的方法進(jìn)行檢測(cè)。基于16線(xiàn)激光雷達(dá)的方式有諸多優(yōu)勢(shì)，一方面激光雷達(dá)獲取的數(shù)據(jù)抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境的依賴(lài)小。另一方面相比于其他型號(hào)的激光雷達(dá)，16線(xiàn)激光雷達(dá)價(jià)格更低，更有可能在面向大眾的無(wú)人車(chē)市場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)商業(yè)化部署。這些方法的研究流程如下：首先是將采集到的原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影到柵格地圖當(dāng)中，每個(gè)柵格保留點(diǎn)云的距離、高度等信息，通過(guò)計(jì)算柵格內(nèi)最高點(diǎn)和最低點(diǎn)高度的差值，計(jì)算柵格屬性。通過(guò)屬性不同，判定柵格內(nèi)點(diǎn)是否屬于障礙點(diǎn)。基于傳統(tǒng)視覺(jué)方法的障礙物檢測(cè)有Ren.S等人在文獻(xiàn)“Ren.S,He.K,and Grishich.R,Faster R-CNN:Towards Real-Time Object Detection with Region Proposal Network,In Advances in Neural Information Processing Systems,pp.91-99,2015.”中提出的基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的檢測(cè)方法，該方法通過(guò)使用區(qū)域候選框與卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的框架，實(shí)現(xiàn)了快速的獲取檢測(cè)區(qū)域框，并最終實(shí)現(xiàn)物體檢測(cè)的功能。基于激光雷達(dá)的障礙物檢測(cè)方法有Zhang.J等人在文獻(xiàn)“Zhang.J and Singh.S,LOAM:Lidar Odometry and mapping in Real-Time,In Robotics:Science and Systems Conference,pp.109-111,2014.”中提出來(lái)的基于問(wèn)題分割的物體檢測(cè)。是把復(fù)雜的定位問(wèn)題分解成多個(gè)子問(wèn)題進(jìn)行解決。首先是對(duì)場(chǎng)景點(diǎn)云實(shí)現(xiàn)快速測(cè)距，但是這一過(guò)程存在保真率較低的缺陷。為了解決這個(gè)缺陷需要同時(shí)執(zhí)行另一個(gè)算法，該算法使用快速的雷達(dá)線(xiàn)掃描來(lái)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云的精細(xì)配置和配準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)的研究中，Gan.Z等人在文獻(xiàn)“Gan.Z,Wang.C,and Yang.M,A Method for Vehicle Tracking and Recognition Based on Sacnning Laser Radar,Journal of Shanghai Jiaotong University,vol.43,no.6,pp.923-926,2009.”中的提出的采用聚類(lèi)合并解決目標(biāo)分割時(shí)的車(chē)輛識(shí)別問(wèn)題，采用跟蹤中心變換算法提高車(chē)輛檢測(cè)的精度，并結(jié)合車(chē)輛的矩形投影及物體的速度特征來(lái)識(shí)別車(chē)輛。現(xiàn)有技術(shù)中也出現(xiàn)了采用激光雷達(dá)進(jìn)行物體檢測(cè)的技術(shù)，例如中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利局公開(kāi)的CN105404844A號(hào)專(zhuān)利，給出了一種使用多線(xiàn)激光雷達(dá)進(jìn)行道路邊界檢測(cè)的方法，它在處理中只將疑似道路邊界點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息的點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為成二維柵格地圖，并在轉(zhuǎn)化之前已對(duì)原始坐標(biāo)信息進(jìn)行預(yù)處理計(jì)算。這種處理方案計(jì)算中耗時(shí)較多，針對(duì)道路邊界這種單一場(chǎng)景檢測(cè)效率比較好，但對(duì)于道路中行人、車(chē)輛等多種障礙物進(jìn)行檢測(cè)，時(shí)間消耗非常大。這些方法都有局限性，基于視覺(jué)信息的檢測(cè)在光照較弱的情況下，對(duì)于物體檢測(cè)精度會(huì)下降，其他兩種基于雷達(dá)的方法，處理速度較慢，對(duì)于大規(guī)模點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理耗費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本公開(kāi)的一些實(shí)施例關(guān)于一種障礙物快速檢測(cè)方法，包括基于三維雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)建立二維柵格地圖，計(jì)算每個(gè)柵格的屬性以確定不可通行區(qū)域，將不可通行區(qū)域中掃描線(xiàn)梯度值超過(guò)預(yù)先確定的閾值的點(diǎn)確定為障礙物點(diǎn)以及遍歷柵格地圖對(duì)障礙物點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)性聚類(lèi)。在一些實(shí)施例中，三維雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)由8線(xiàn)激光雷達(dá)、16線(xiàn)激光雷達(dá)和32線(xiàn)激光雷達(dá)之一獲得。在一些實(shí)施例中，二維柵格地圖中每個(gè)柵格的屬性包括柵格內(nèi)的相對(duì)高度差。在一些實(shí)施例中，在建立二維柵格地圖之前將雷達(dá)坐標(biāo)系的點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到車(chē)體坐標(biāo)系以轉(zhuǎn)化三維雷達(dá)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)。在一些實(shí)施例中，相對(duì)高度差正比于柵格內(nèi)最高高度與最低高度的差值。在一些實(shí)施例中，在一個(gè)柵格的相對(duì)高度差大于預(yù)先確定的相對(duì)高度差閾值時(shí)確定其為不可通行區(qū)域。在一些實(shí)施例中，在一個(gè)柵格的相對(duì)高度差小于或等于預(yù)先確定的相對(duì)高度差閾值時(shí)確定其不是不可通行區(qū)域。在一些實(shí)施例中，掃描線(xiàn)梯度由在同一個(gè)掃描方向中相鄰環(huán)上掃描線(xiàn)的兩個(gè)點(diǎn)的值來(lái)計(jì)算。在一些實(shí)施例中，遍歷柵格地圖包括如果遇到柵格非障礙物點(diǎn)，則使用鄰域聚類(lèi)算子在該點(diǎn)的上下左右四個(gè)方向搜索。在一些實(shí)施例中，通過(guò)計(jì)算模板與聚類(lèi)的障礙物點(diǎn)之間的相關(guān)系數(shù)，確定障礙物的類(lèi)型。本公開(kāi)的實(shí)施例有助于解決至少一些上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題。可以克服傳統(tǒng)解決方案中數(shù)據(jù)處理速度慢，分類(lèi)效率較低的缺陷。同時(shí)基于掃描線(xiàn)梯度方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分割，保證分類(lèi)精度。本公開(kāi)實(shí)施例的一些優(yōu)點(diǎn)包括在光照條件不好或者天氣狀況不佳的情況下，檢測(cè)精度不會(huì)下降。處理速度較快，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性。檢測(cè)障礙物種類(lèi)多，根據(jù)所配置的模板可以對(duì)于道路中多種障礙物同時(shí)實(shí)現(xiàn)有效檢測(cè)。在基于柵格地圖的檢測(cè)基礎(chǔ)上進(jìn)一步執(zhí)行聚類(lèi)檢測(cè)，避免漏檢和誤檢。附圖說(shuō)明本公開(kāi)提供了附圖以便于所公開(kāi)內(nèi)容的進(jìn)一步理解，附圖構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，但僅僅是用于圖示出體現(xiàn)專(zhuān)利技術(shù)概念的一些專(zhuān)利技術(shù)的非限制性示例，而不是用于做出任何限制。圖1是根據(jù)本公開(kāi)一些實(shí)施例的障礙物快速檢測(cè)方法的流程圖。圖2是根據(jù)本公開(kāi)一些實(shí)施例的室內(nèi)原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)三維圖。圖3是根據(jù)本公開(kāi)一些實(shí)施例的交通場(chǎng)景原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)三維圖。圖4是根據(jù)本公開(kāi)一些實(shí)施例將室內(nèi)原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影所得的二維圖。圖5是根據(jù)本公開(kāi)一些實(shí)施例的障礙物快速檢測(cè)方法所檢測(cè)的室內(nèi)障礙物示意圖。圖6是根據(jù)本公開(kāi)一些實(shí)施例的障礙物快速檢測(cè)方法所檢測(cè)的交通場(chǎng)景障礙物示意圖。圖7是根據(jù)本公開(kāi)一些實(shí)施例的障礙物快速檢測(cè)方法中使用的示例性相關(guān)性聚類(lèi)算子的示意圖。具體實(shí)施方式下文將使用本領(lǐng)域技術(shù)人員向本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員傳達(dá)他們工作的實(shí)質(zhì)所通常使用的術(shù)語(yǔ)來(lái)描述本公開(kāi)的專(zhuān)利技術(shù)概念。然而，這些專(zhuān)利技術(shù)概念可體現(xiàn)為許多不同的形式，因而不應(yīng)視為限于本文中所述的實(shí)施例。提供這些實(shí)施例是為了使本公開(kāi)內(nèi)容更詳盡和完整，并且向本領(lǐng)域的技術(shù)人員完整傳達(dá)其包括的范圍。也應(yīng)注意這些實(shí)施例不相互排斥。來(lái)自一個(gè)實(shí)施例的組件、步驟或元素可假設(shè)成在另一實(shí)施例中可存在或使用。在不脫離本公開(kāi)的實(shí)施例的范圍的情況下，可以用多種多樣的備選和/或等同實(shí)現(xiàn)方式替代所示出和描述的特定實(shí)施例。本申請(qǐng)旨在覆蓋本文論述的實(shí)施例的任何修改或變型。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言明顯可以?xún)H使用所描述的方面中的一些方面來(lái)實(shí)踐備選實(shí)施例。本文出于說(shuō)明的目的，在實(shí)施例中描述了特定的數(shù)字、材料和配置，然而，領(lǐng)域的技術(shù)人員在沒(méi)有這些特定細(xì)節(jié)的情況下，也可以實(shí)踐備選的實(shí)施例。在其它情況下，可能省略或簡(jiǎn)化了眾所周知的特征，以便不使說(shuō)明性的實(shí)施例難于理解。此外，下文為有助于理解說(shuō)明性的實(shí)施例，將各種操作依次描述為了多個(gè)離散的操作；然而，所描述的順序不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是意味著這些操作必須依賴(lài)于該順序執(zhí)行。而是不必以所呈現(xiàn)的順序來(lái)執(zhí)行這些操作。下文本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種障礙物快速檢測(cè)方法，包括：基于三維雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)建立二維柵格地圖；計(jì)算每個(gè)柵格的屬性以確定不可通行區(qū)域；將所述不可通行區(qū)域中掃描線(xiàn)梯度值超過(guò)預(yù)先確定的閾值的點(diǎn)確定為障礙物點(diǎn)；以及遍歷所述柵格地圖對(duì)所述障礙物點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)性聚類(lèi)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種障礙物快速檢測(cè)方法，包括：基于三維雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)建立二維柵格地圖；計(jì)算每個(gè)柵格的屬性以確定不可通行區(qū)域；將所述不可通行區(qū)域中掃描線(xiàn)梯度值超過(guò)預(yù)先確定的閾值的點(diǎn)確定為障礙物點(diǎn)；以及遍歷所述柵格地圖對(duì)所述障礙物點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)性聚類(lèi)。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述三維雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)由8線(xiàn)激光雷達(dá)、16線(xiàn)激光雷達(dá)和32線(xiàn)激光雷達(dá)之一獲得。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述二維柵格地圖中每個(gè)柵格的屬性包括柵格內(nèi)的相對(duì)高度差。4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在建立所述二維柵格地圖之前將雷達(dá)坐標(biāo)系的點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到車(chē)體坐標(biāo)系以轉(zhuǎn)化所述三維雷達(dá)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)。5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述相對(duì)高度...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱少嵐，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：寧波傲視智繪光電科技有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：浙江;33