(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111650419.8 (22)申请日 2021.12.3 0 (71)申请人 浙江零跑 科技股份有限公司 地址 310051 浙江省杭州市滨江区物联网 街451号1楼 (72)发明人 杨海涛　 (74)专利代理 机构 杭州杭诚专利事务所有限公 司 33109 专利代理师 尉伟敏 (51)Int.Cl. G01S 17/931(2020.01) G01S 7/495(2006.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种激光雷达 3D点云地 面检测方法 (57)摘要 本发明公开了一种激光雷达3D点云地面检 测方法。 为了克服现有技术难以达到预期的地面 滤除效果的问题； 本发明包括： 采集车辆周围道 路的点云数据； 对点云数据裁剪， 确定感兴趣区 域范围； 初始化3D体素栅格， 获得各个3D体素栅 格在激光雷达坐标系中的坐标； 遍历所有点云数 据， 将点云数据填充到坐标对应的3D体素栅格 中， 并记录索引； 对各个3D体素栅格内点云数据 进行平面拟合， 并遍历所有点云数据， 计算点云 数据到平 面的距离， 综合距离阈值和高度阈值比 较， 判断对应的点云数据是否为地面点； 将所有 判断为非地面点的点云数据送入聚类算法中， 实 现障碍物目标点的检测。 针对单个体素的场景， 识别区分地 面点， 达到预期的地 面滤除效果。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 114488190 A 2022.05.13 CN 114488190 A 1.一种激光雷达 3D点云地 面检测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 启动车 载激光雷达， 采集车辆周围道路的点云数据； S2： 点云数据预处 理； 建立激光雷达坐标系， 对点云数据裁 剪， 确定感兴趣区域范围； S3： 初始化3D体素栅格， 获得 各个3D体素栅格在激光雷达坐标系中的坐标； S4： 遍历所有点云数据， 将点云数据填充到坐标对应的3D体素栅格中， 并记录索引； S5： 对各个3D体素栅格内点云数据进行平面拟合， 并遍历所有点云数据， 计算点云数据 到平面的距离， 综合距离阈值和高度阈值比较， 判断对应的点云数据是否为 地面点； S6:将所有判断为非地 面点的点云数据送入聚类算法中， 实现障碍物目标点的检测。 2.根据权利要求1所述的一种激光雷达3D点云地面检测方法， 其特征在于， 所述的激光 雷达坐标系以激光雷达安装位置为原点， 车辆正前方为X轴正方向， 以车辆左侧为Y轴正方 向， 以垂直车辆上方为Z轴正方向； 裁剪的感兴趣区域范围x∈(x1,x2） ； y∈(y1,y2） ； z∈ (z1,z2） 。 3.根据权利要求1或2所述的一种激光雷达3D点云地面检测方法， 其特征在于， 初始化 单个3D体素栅格尺寸 为X0×Y0×Z0； 根据裁剪的感兴趣区域范围以及预设的单个3D体素栅格尺寸求得感兴趣区域范围内 3D体素栅格布局： GridSize  v = (x2‑x1) / X0 ； GridSize  u = (y2–y1) / Y0; 其中， GridSize  v为3D体素栅格在激光雷达坐标系中X轴方向的行 数； GridSize  u为3D体素栅格在激光雷达坐标系中Y轴方向的列数。 4.根据权利要求3所述的一种激光雷达3D点云地面检测方法， 其特征在于， 3D体素栅格 的索引值确定方法为： 以3D体素栅格的左下角为起始位置依次从左往右滑动， 第 一行结束后在从第 二行依次 从左往右 滑动， 直到滑动到 3D体素栅格的右上角为止， 依次编号获得3D体素栅格的索引值。 5.根据权利要求1所述的一种激光雷达3D点云地面检测方法， 其特征在于， 所述的步骤 S4具体包括以下 过程： 计算由激光雷达坐标系到 3D体素栅格坐标系的偏移量； 由偏移量 求得转换后点云数据在3D体素栅格中的坐标值； 将转换后的点云数据的坐标值除以3D体素栅格的尺寸并向下 取整为(u ’， v’)； 根据3D体素栅格的尺寸 求得点云数据所在3D体素栅格的索引值a： a= u’ ×b+ v’， 其中b为所在3D体素栅格的行 数； 遍历所有基于激光雷达坐标系的点云数据， 得到每个点云数据 所在3D体素栅格的索引 值a。 6.根据权利要求1或4或5所述的一种激光雷达3D点云地面检测方法， 其特征在于， 所述 的步骤S5具体包括以下 过程： 对每个3D体素栅格内的点云数据按照其Z轴坐标值大小进行排序， 选取Z轴坐标值小于 预设高度阈值D1且 Z轴坐标值由小到 达排序的前5个点云数据； 对于选取的5个点云数据进行平面拟合， 并计算 其他点云数据到拟合平面的距离d； 若距离d的值小于等于预设的距离阈值D2， 则将该点云数据划分为地面点， 并存储该点权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114488190 A 2云数据的索引值， 记标志位 为地面点； 若距离d的值大于预设的距离阈值D2， 则将该点云数据划分为非地面点， 并存储该点云 数据的索引值， 记标志位 为非地面点； 遍历整个3D体素栅格， 将所有点云数据判断标记为地面点或非地面点， 并分别存储其 对应的索引值。 7.根据权利要求1或4或5所述的一种激光雷达3D点云地面检测方法， 其特征在于， 所述 的步骤S5具体包括以下 过程： 将3D体素栅格内的点云数据的转 化成二维坐标系， 将所有点云数据的X值均设置为0； 对点云数据按照Z轴坐标值从小到大进行排序， 选取 前5个点云数据； 对选取后的5个点云数据的Y坐标值和Z坐标值进行直线拟合； 计算其他点云数据到拟合直线的距离， 若计算得到的距离小于距离阈值D1， 则判断该 点云数据为 地面点， 否则判断为非地 面点； 遍历整个3D体素栅格， 将所有点云数据判断标记为地面点或非地面点， 并分别存储其 对应的索引值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114488190 A 3