激光雷達檢測車道線的4種方法
發布時間:2017-12-05 來源:周彥武 責任編輯:wenwei
【導讀】因此自2008年(nian)後(hou),學(xue)術(shu)界(jie)已(yi)經(jing)很(hen)少(shao)研(yan)究(jiu)基(ji)於(yu)視(shi)覺(jiao)係(xi)統(tong)的(de)車(che)道(dao)線(xian)檢(jian)測(ce),轉(zhuan)而(er)利(li)用(yong)激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)檢(jian)測(ce)車(che)道(dao)線(xian),激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)可(ke)以(yi)解(jie)決(jue)基(ji)於(yu)視(shi)覺(jiao)係(xi)統(tong)的(de)車(che)道(dao)線(xian)檢(jian)測(ce)有(you)諸(zhu)多(duo)缺(que)陷(xian),包(bao)括(kuo)車(che)道(dao)線(xian)被(bei)水(shui)覆(fu)蓋(gai),激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)最(zui)大(da)可(ke)穿(chuan)越(yue)70米的水深。
基於視覺係統的車道線檢測有諸多缺陷。
首先,視覺係統對背景光線很敏感,諸如陽光強烈的林蔭道,車道線被光線分割成碎片,致使無法提取出車道線。
其次,視覺係統需要車道線的標識完整,有些年久失修的道路,車道線標記不明顯,不完整,有些剛開通幾年的道路也是如此。
disan,shijiaoxitongxuyaochedaoxiandegeshitongyi,zheduianzhaomoxingkushibiechedaoxiandexitongyouqizhongyao,youxiechedaoxiangeshihenqite,birulanyansedechedaoxian,henzhaidechedaoxian,moxingkubixuzoubianquanguojiangzhexieqitedechedaoxianyiyishoulu,cainengbaozhengshunlijiance。
再次,視覺係統無法對應低照度環境,尤其是沒有路燈的黑夜。一般LKW要求時速在72公(gong)裏(li)以(yi)上(shang)才(cai)啟(qi)動(dong),原(yuan)因(yin)之(zhi)一(yi)是(shi)速(su)度(du)比(bi)較(jiao)高(gao)時(shi)人(ren)不(bu)會(hui)輕(qing)易(yi)換(huan)道(dao),另(ling)一(yi)個(ge)原(yuan)因(yin)就(jiu)是(shi)比(bi)較(jiao)低(di)的(de)車(che)速(su)意(yi)味(wei)著(zhe)視(shi)覺(jiao)係(xi)統(tong)的(de)取(qu)樣(yang)點(dian)不(bu)足(zu),擬(ni)合(he)的(de)車(che)道(dao)線(xian)準(zhun)確(que)度(du)較(jiao)低(di)。而(er)激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)的(de)有(you)效(xiao)距(ju)離(li)一(yi)般(ban)是(shi)視(shi)覺(jiao)係(xi)統(tong)的(de)4-5倍,有效的采樣點比較多,車速較低時檢測準確度遠高於視覺係統。
最後,如果車道線表麵被水覆蓋,視覺係統會完全無效。視覺係統最大的優點就是成本低。因此自2008年(nian)後(hou),學(xue)術(shu)界(jie)已(yi)經(jing)很(hen)少(shao)研(yan)究(jiu)基(ji)於(yu)視(shi)覺(jiao)係(xi)統(tong)的(de)車(che)道(dao)線(xian)檢(jian)測(ce),轉(zhuan)而(er)利(li)用(yong)激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)檢(jian)測(ce)車(che)道(dao)線(xian),激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)可(ke)以(yi)解(jie)決(jue)上(shang)述(shu)所(suo)有(you)問(wen)題(ti),包(bao)括(kuo)車(che)道(dao)線(xian)被(bei)水(shui)覆(fu)蓋(gai),激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)最(zui)大(da)可(ke)穿(chuan)越(yue)70米的水深。
激光雷達唯一的缺點就是成本太高。
基於雷達掃描點密度的車道線檢測
早zao期qi激ji光guang雷lei達da檢jian測ce車che道dao線xian是shi基ji於yu雷lei達da掃sao描miao點dian密mi度du的de車che道dao線xian檢jian測ce方fang法fa,該gai方fang法fa通tong過guo獲huo取qu雷lei達da掃sao描miao點dian的de坐zuo標biao並bing轉zhuan換huan成cheng柵zha格ge圖tu,用yong原yuan始shi數shu據ju映ying射she柵zha格ge圖tu,可ke以yi是shi直zhi接jie坐zuo標biao柵zha格ge圖tu也ye可ke以yi是shi極ji坐zuo標biao柵zha格ge圖tu。
anzhaohouqichulixuyaojinxingxuanze,jizuobiaozhagetubeizhijieyongyuchedaoxianshibie,jiyouduogedianyingshedezhagejiubeirenweishichedaoxiandian,gaishibiefangfaduitezhengtiqudeyaoqiuhengao,qieshoujuliyingxiangyanzhong,yinweijizuobiaozhagejuliyuejinzhagejingduyuegao,chedaoxianshibiedejingduyuegao,juliyueyuanzhagejingduyuedidaozhishibiechedaoxiandejingdujiuyuediranhouliyongzhagetuzhongdiandemidutiquchedaoxian。
對(dui)於(yu)點(dian)密(mi)度(du)的(de)求(qiu)取(qu)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)直(zhi)方(fang)圖(tu)統(tong)計(ji)的(de)方(fang)式(shi),通(tong)過(guo)直(zhi)方(fang)圖(tu)統(tong)計(ji)點(dian)密(mi)度(du)快(kuai)捷(jie)直(zhi)觀(guan),容(rong)易(yi)理(li)解(jie)。由(you)於(yu)基(ji)於(yu)掃(sao)描(miao)點(dian)密(mi)度(du)的(de)檢(jian)測(ce)方(fang)法(fa)沒(mei)有(you)很(hen)複(fu)雜(za)的(de)中(zhong)間(jian)過(guo)程(cheng),所(suo)以(yi)實(shi)時(shi)性(xing)高(gao),在(zai)快(kuai)速(su)檢(jian)測(ce)中(zhong)受(shou)到(dao)大(da)家(jia)的(de)青(qing)睞(lai)。
但(dan)是(shi)該(gai)方(fang)法(fa)隻(zhi)獲(huo)取(qu)了(le)掃(sao)描(miao)點(dian)的(de)位(wei)置(zhi)信(xin)息(xi),對(dui)於(yu)雷(lei)達(da)反(fan)饋(kui)的(de)其(qi)他(ta)信(xin)息(xi)都(dou)沒(mei)有(you)進(jin)一(yi)步(bu)分(fen)析(xi),容(rong)易(yi)把(ba)一(yi)些(xie)與(yu)車(che)道(dao)線(xian)掃(sao)描(miao)點(dian)密(mi)度(du)類(lei)似(si)的(de)道(dao)路(lu)信(xin)息(xi)混(hun)進(jin)車(che)道(dao)線(xian)檢(jian)測(ce)結(jie)果(guo)中(zhong);或者在車道線與其他障礙物靠近或重合時,無法區分出障礙物和車道線,他們隻能被當作一個整體保留或剔除。
所以此方法的抗幹擾能力差,容易出現誤檢。這種方法目前已經不常使用。
激光雷達檢測車道線的四種方法
目前激光雷達檢測車道線主要有四種方法:
- 基於激光雷達回波寬度;
- 基於激光雷達反射強度信息形成的灰度圖,或者根據強度信息與高程信息配合,過濾出無效信息;
- 激光雷達SLAM與高精度地圖配合,不僅檢測車道線還進行自車定位;
- 利li用yong激ji光guang雷lei達da能neng夠gou獲huo取qu路lu沿yan高gao度du信xin息xi或huo物wu理li反fan射she信xin息xi不bu同tong的de特te性xing,先xian檢jian測ce出chu路lu沿yan,因yin為wei道dao路lu寬kuan度du是shi已yi知zhi,根gen據ju距ju離li再zai推tui算suan出chu車che道dao線xian位wei置zhi。對dui於yu某mou些xie路lu沿yan與yu路lu麵mian高gao度du相xiang差cha低di於yu3厘米的道路,這種方法無法使用。
後三種方法需要多線激光雷達,最少也是16線激光雷達。前者可以使用4線或單線激光雷達,考慮到奧迪A8已經開始使用4線激光雷達,4線激光雷達已經進入實用階段。
當然,這四種方法也可以混合使用。
車道線檢測兩步走
車道線檢測基本分兩部走:提取幾何或物理特征,利用離散數據擬合成車道線。無論是視覺還是激光雷達,通常都是用最小二乘法擬合車道線。
離散數據擬合車道線
Ibeo是最適合第一種方法的激光雷達。Ibeo的(de)激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)特(te)有(you)三(san)次(ci)回(hui)波(bo)技(ji)術(shu)。每(mei)點(dian)激(ji)光(guang)返(fan)回(hui)三(san)個(ge)回(hui)波(bo),返(fan)回(hui)信(xin)息(xi)能(neng)夠(gou)更(geng)加(jia)可(ke)靠(kao)地(di)還(hai)原(yuan)被(bei)測(ce)物(wu)體(ti),同(tong)時(shi)能(neng)夠(gou)精(jing)確(que)分(fen)析(xi)相(xiang)關(guan)物(wu)體(ti)數(shu)據(ju),並(bing)能(neng)識(shi)別(bie)雨(yu)、霧、雪等不相關物體的數據。

如圖所示,其中W表示回波脈衝寬度,d表示掃描目標的距離。反射率作為物體的固有屬性,受物體材質、顏色等的影響,能夠很好地反映物體特征,不同顏色。
密度的物體的反射率都有一定的差異,物體反射率決定Ibeo回波脈衝寬度特性,路麵和車道線有著明顯的差異,所以可以利用回波脈衝寬度的差異對目標進行區分。

上圖為典型的車道線標識

回波寬度
很明顯,路麵的回波寬度在2米左右,車道線的回波寬度在4米左右。
根據Ibeo的特性知道其垂直方向上的掃描角度為3.2度,共分四層掃描,即每層0.8度,在Ibeo水平安裝的情況下,並考慮到實際情況一一Ibeo的高度受車體的限製,其下麵兩層(一、二層)主要返回道路表麵的信息,而上麵兩層(三、四層)主要返回有一定高度的道路信息。
根據激光雷達的特性知道激光束掃描到物體會立即產生回波,一二兩層的掃描距離遠小於三四兩層。
通過理論分析和實驗驗證可知一二兩層返回的信息主要包括路麵、車道線、少量障礙物和邊界數據;三四兩層主要返回道路邊界、zhangaiwuheshaolianglubiaoxinxi,suoyizaitezhengzhongzidiantiqujieduanxuyaozhongdianfenxiyierliangcengdeleidashuju,zhebufenshujuzhongduiyuchedaoxianjiancezuidadeganraozaiyulumian,tiquchedaoxianzhongzidiantezhengdezhongdianjiushifenlichedaoxiantezhengyulumiantezheng。
最小二乘法擬合車道線
通tong過guo最zui小xiao類lei內nei方fang差cha算suan法fa找zhao到dao路lu麵mian與yu車che道dao線xian的de分fen割ge閾yu值zhi,利li用yong誤wu差cha分fen析xi原yuan理li剔ti除chu車che道dao線xian集ji合he範fan圍wei內nei的de粗cu大da誤wu差cha,即ji剔ti除chu幹gan擾rao信xin息xi,提ti取qu出chu車che道dao線xian特te征zheng種zhong子zi點dian。然ran後hou再zai擬ni合he成cheng車che道dao線xian。
最zui小xiao類lei內nei方fang差cha是shi一yi種zhong自zi適shi應ying閾yu值zhi的de求qiu取qu方fang法fa,也ye是shi一yi種zhong模mo糊hu聚ju類lei方fang法fa。其qi基ji本ben思si想xiang是shi使shi用yong一yi個ge閾yu值zhi將jiang整zheng體ti數shu據ju分fen成cheng兩liang個ge類lei,因yin為wei方fang差cha是shi數shu值zhi分fen布bu是shi否fou均jun勻yun的de度du量liang,兩liang個ge類lei的de內nei部bu的de方fang差cha和he越yue小xiao則ze每mei一yi類lei內nei部bu的de差cha別bie就jiu越yue小xiao,那na麼me兩liang個ge類lei之zhi間jian的de差cha別bie就jiu越yue大da。
如ru果guo存cun在zai一yi個ge閾yu值zhi使shi得de類lei內nei方fang差cha和he最zui小xiao則ze說shuo明ming這zhe個ge閾yu值zhi就jiu是shi劃hua分fen兩liang類lei的de最zui佳jia閡he值zhi,使shi用yong最zui佳jia閾yu值zhi劃hua分fen意yi味wei著zhe劃hua分fen兩liang類lei出chu現xian偏pian差cha的de概gai率lv最zui小xiao。
通tong過guo回hui波bo脈mai衝chong寬kuan度du利li用yong最zui小xiao類lei內nei方fang差cha算suan法fa建jian模mo分fen割ge車che道dao線xian特te征zheng與yu路lu麵mian特te征zheng,剔ti除chu車che道dao線xian特te征zheng提ti取qu的de最zui大da幹gan擾rao。對dui回hui波bo脈mai衝chong寬kuan度du進jin行xing統tong計ji分fen析xi,並bing劃hua分fen脈mai衝chong寬kuan度du級ji別bie,因yin為wei直zhi接jie使shi用yong脈mai衝chong寬kuan度du值zhi其qi分fen布bu不bu利li於yu統tong計ji,采cai用yong對dui脈mai衝chong寬kuan度du平ping均jun區qu域yu劃hua分fen即ji脈mai衝chong寬kuan度du級ji,統tong計ji各ge級ji內nei的de點dian數shu,從cong而er得de到dao回hui波bo脈mai衝chong寬kuan度du分fen布bu直zhi方fang圖tu。再zai利li用yong諸zhu如ru模mo糊hu聚ju類lei分fen析xi方fang法fa剔ti除chu幹gan擾rao值zhi。
最(zui)小(xiao)二(er)乘(cheng)法(fa)近(jin)似(si)求(qiu)解(jie)不(bu)斷(duan)優(you)化(hua)靠(kao)近(jin)真(zhen)實(shi)值(zhi)的(de)數(shu)學(xue)方(fang)法(fa),它(ta)可(ke)以(yi)利(li)用(yong)己(ji)知(zhi)數(shu)據(ju)簡(jian)便(bian)地(di)求(qiu)得(de)未(wei)知(zhi)數(shu)據(ju),並(bing)不(bu)斷(duan)優(you)化(hua)保(bao)證(zheng)求(qiu)得(de)的(de)數(shu)據(ju)與(yu)真(zhen)實(shi)數(shu)據(ju)問(wen)的(de)誤(wu)差(cha)的(de)平(ping)方(fang)和(he)最(zui)小(xiao)。
利(li)用(yong)最(zui)小(xiao)二(er)乘(cheng)法(fa)擬(ni)合(he)曲(qu)線(xian),就(jiu)是(shi)不(bu)斷(duan)優(you)化(hua)求(qiu)取(qu)某(mou)條(tiao)曲(qu)線(xian)使(shi)其(qi)最(zui)能(neng)體(ti)現(xian)已(yi)有(you)數(shu)據(ju)點(dian)的(de)變(bian)化(hua)趨(qu)勢(shi),具(ju)體(ti)過(guo)程(cheng)是(shi)利(li)用(yong)已(yi)知(zhi)的(de)數(shu)據(ju)點(dian)優(you)化(hua)求(qiu)取(qu)最(zui)優(you)的(de)未(wei)知(zhi)數(shu)據(ju)合(he)成(cheng)一(yi)條(tiao)最(zui)佳(jia)的(de)曲(qu)線(xian),並(bing)保(bao)證(zheng)已(yi)有(you)數(shu)據(ju)點(dian)到(dao)曲(qu)線(xian)的(de)距(ju)離(li)的(de)平(ping)方(fang)和(he)最(zui)小(xiao)。
也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo),曲(qu)線(xian)擬(ni)合(he)不(bu)要(yao)求(qiu)近(jin)似(si)曲(qu)線(xian)過(guo)所(suo)有(you)數(shu)據(ju)點(dian),隻(zhi)需(xu)要(yao)己(ji)知(zhi)的(de)數(shu)據(ju)點(dian)都(dou)距(ju)離(li)在(zai)這(zhe)條(tiao)曲(qu)線(xian)的(de)不(bu)遠(yuan)處(chu),即(ji)這(zhe)條(tiao)曲(qu)線(xian)能(neng)反(fan)映(ying)數(shu)據(ju)點(dian)的(de)整(zheng)體(ti)分(fen)布(bu),又(you)不(bu)至(zhi)於(yu)出(chu)現(xian)較(jiao)大(da)的(de)局(ju)部(bu)波(bo)動(dong),已(yi)知(zhi)數(shu)據(ju)與(yu)曲(qu)線(xian)的(de)偏(pian)差(cha)的(de)平(ping)方(fang)和(he)達(da)到(dao)最(zui)小(xiao)就(jiu)能(neng)有(you)效(xiao)控(kong)製(zhi)波(bo)動(dong)。
簡而言之,最小二乘法擬合就是利用最小化誤差的平方和求取數據的最佳函數匹配。
基於激光雷達反射強度信息

根據反射強度值做的車道線檢測,在車載激光雷達獲取的道路周圍環境點雲數中,可以輕鬆區分出道路與車道線。
具ju體ti到dao車che載zai激ji光guang雷lei達da獲huo取qu的de道dao路lu周zhou圍wei環huan境jing三san維wei點dian雲yun數shu據ju中zhong,可ke以yi看kan作zuo一yi個ge局ju部bu均jun值zhi變bian點dian模mo型xing,每mei一yi激ji光guang層ceng采cai集ji的de可ke行xing駛shi區qu域yu內nei回hui波bo強qiang度du值zhi就jiu是shi一yi組zu輸shu出chu序xu列lie,其qi回hui波bo強qiang度du值zhi變bian化hua的de點dian就jiu是shi所suo要yao求qiu的de車che道dao標biao線xian點dian集ji。
xianzaizhixuzaimeiyijiguangcengcaijidekexingshiquyuneihuiboqiangduzhishuchuxuliezhongjianceshifouyoubianhuadian,ruocunzaizebiaojibingtiquzhexiebiandian。jiyuchezaileidahuoqudezhinengcheganxingququyuneihailiangdianyunshujuzhongdeT坐標值有一定高程特點進行濾波,確定可行駛區域進而剔除與車道標線回波強度值相近的障礙物。

上圖為簡單濾波後粗提取的車道線回波強度值投影圖(全局圖)
由(you)於(yu)車(che)載(zai)激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)獲(huo)取(qu)的(de)道(dao)路(lu)周(zhou)圍(wei)環(huan)境(jing)點(dian)雲(yun)數(shu)據(ju)是(shi)分(fen)層(ceng)存(cun)儲(chu)的(de),不(bu)同(tong)激(ji)光(guang)層(ceng)獲(huo)取(qu)的(de)道(dao)路(lu)周(zhou)圍(wei)環(huan)境(jing)點(dian)雲(yun)數(shu)據(ju)相(xiang)鄰(lin)兩(liang)點(dian)間(jian)距(ju)與(yu)到(dao)雷(lei)達(da)坐(zuo)標(biao)係(xi)原(yuan)點(dian)的(de)距(ju)離(li)有(you)關(guan)。
距離越遠間距越大,考慮到安裝在正常行駛上的激光雷達獲取的車道標線曲率變較小,所以利用文獻提出的基於車道標線方向的EM最大期望聚類算法對粗提取車道標線點雲數據進行聚類。
通過在聚類過程中估計車道標線方向來對粗提取的車道標線點雲數據集進行分類去噪。然後再利用最小二乘法進行車道線擬合。
再來看先檢測路沿,再根據路寬推測車道線的方法。
激光雷達通過以太網與計算機連接,點雲數據以 UDP 的方式進行發送。激光雷達的數據通過兩個端口發送出來,端口 2368 負責發送點雲數據,端口 8308 發送 GPS 數據還有位置數據。根據廠商提供的數據包格式說明,每個數據包包含有效數據的載荷以及狀態數據。
一個數據包集合 12 次發射接收到的所有數據,接收到的距離以及強度信息是按照錯開的順序進行接收的( 0, 16, 1, 17, 2, 18...15,31)。
根據數據包的格式,進行相應的接收和存儲。點雲數據包含到一束激光點達到反射點反饋到的距離信息、強度信息以及偏轉角度,由此可以得到反射點到激光雷達中心的距離、垂直平麵上的角度以及水平麵上的角度。
若使用車輪與地麵接觸的四個點所在的平麵作為空間直角坐標係的 xOy 平麵,通過激光雷達中心所在位置並且垂直於 xOy 平麵的一條直線作為 z 軸,由此便構成了如圖的空間坐標係。

利用點雲數據, distance 表示激光點到激光雷達中心的直線距離,α是垂直方向上的夾角, β是水平方向上的夾角。
由於雷達內部發射器之間存在偏差(如圖 3-(b)),需要進行內部校 正 , calibration_x 、 calibration_y 以 及calibration_z 分別為在 xyz 方向上所對應的內部校正參數,通過公式求得每個點在空間中的坐標( x, y, z)。

依次遍曆每一個數據點,就可以完成對激光雷達數據的解析,利用接收到的數據重構出 3D點雲。多線激光雷達采集到的 3D dianyunshujunenggoutigongledaliangdexinxi,danshichulizhexieshujuyedailailejudadeyunsuanliang,zheshizaochengxuduojiyuduoxianjiguangleidadesuanfashishixingbijiaochadezhongyaoyuanyin。
劃分網格提升激光雷達實用性與可用性
因此,減少運算量是提升多線激光雷達的實時性與可用性的關鍵。對於這個問題,通過劃分網格的方法,減少運算量。
一種網格是方框型,一種是扇形。
方形網格是以激光雷達的位置(或者說車體位置為)地圖中心,將激光雷達周圍的環境劃分為大小相等的網格。進行方形網格劃分之後,將解析雷達數據得到的 3D點雲投影到網格當中。扇形網格是以激光雷達的位置為圓心,用不同的半徑的同心圓將激光雷達周圍的環境進行劃分。
一個網格是由同心圓以及從圓心出發的射線組成如圖中的紅色部分。因為激光雷達可以測量的最大範圍可以到達 80 米到 100 米,所以設置最大的一個同心圓的半徑為 80 米,最小的同心圓的半徑為 0.5米, 相鄰同心圓半徑差作為一個參數,將 3D點雲中的每個點投影到網格當中。
基於方形網格的劃分,將全圖分割為大小相同的網格,對於遠近的障礙物處理比較公平;缺點是運算量大。基於扇形網格進行劃分,呈現近處網格小而密集,從圓心開始越往外,網格越大。
扇shan形xing網wang格ge的de優you勢shi在zai於yu對dui於yu近jin處chu的de障zhang礙ai物wu有you良liang好hao的de精jing度du,能neng夠gou分fen辨bian較jiao小xiao的de障zhang礙ai物wu,在zai減jian少shao運yun算suan量liang的de同tong時shi對dui障zhang礙ai物wu的de處chu理li有you所suo側ce重zhong,缺que點dian在zai於yu可ke能neng無wu法fa識shi別bie遠yuan處chu的de較jiao小xiao的de障zhang礙ai物wu。
利用激光雷達獲取路沿高度信息或物理反射信息
常見的路沿有人行道的路沿石、綠化帶、隔離柵欄、雪糕桶等,除此之外,道路環境中,常見的障礙物還有路燈、行道樹、消防栓、垃圾桶等。因此,路沿識別,需要找到人行道、綠化帶、隔離柵欄、雪糕桶這類物體。
道路環境中的物體的高度大致可以分為三個層次,路燈、行道樹等物體高度分類為高,綠化帶、隔離柵欄、雪糕桶、消防栓等物體高度分類為中,人行道旁邊的路沿石的高度則劃分為低。
因yin此ci將jiang高gao度du作zuo為wei篩shai選xuan路lu沿yan的de第di一yi個ge特te征zheng但dan是shi,如ru果guo直zhi接jie使shi用yong每mei個ge點dian的de高gao度du信xin息xi,接jie下xia來lai做zuo聚ju類lei處chu理li時shi會hui產chan生sheng巨ju大da的de運yun算suan量liang,因yin此ci在zai上shang一yi步bu進jin行xing網wang格ge劃hua分fen之zhi後hou,就jiu可ke以yi將jiang點dian的de聚ju類lei轉zhuan為wei對dui網wang格ge的de聚ju類lei。
由於網格的數量遠遠小於點的數量,因而可以大大減少聚類所需要的運算量。因此要將點的高度信息映射為網格的高度信息。
完成高程信息統計以後, 會出現一個明顯的問題:xingdaoshuhuiyouyixieshuzhiyanshendaodaolushang,cishi,gaochengxinxihuixianshilushangyouzhangaiwu,shizhishangyouyushuzhishixuankongde,bingbuhuizuaiqichedezhengchangdexingshi,yinci,xuyaoduizheyileiwupandezhangaiwujinxingzhongkongshibie,bingjiangzheyibufenzhongxinhuafenweikexingshiquyu。
算法的思路是,遍曆每個標定為障礙物的網格,檢測網格內的點的高度分布, 如果在地麵以上 10cm(障礙物高度) 至地麵以上 2.4 米(激光雷達的頂端距離地麵的高度)之內的點進行統計,如果數量少於 10%,則認為該網格是中空的障礙物網格,車輛能夠正常通過,因此重新將該網格歸為可通行區域。
在高度信息統計,給每一個網格維護一個標誌位,該標誌位用來指示網格是否符合常見路沿的高度限製要求。
ruguomanzu,zegaibiaozhiweiweizhen,fouzeweijia。wanchenglesuoyoudezhangaiwugaoduxinxitongjiyihou,yejiushiduisuoyoudewanggedoujinxinglebiaoji,cishikaolvluyandediergetezheng:在一段距離內維持相似高度。
隻滿足路沿的第一特征的物體可能會是消防栓、路lu過guo的de小xiao孩hai和he垃la圾ji箱xiang等deng物wu品pin,因yin此ci需xu要yao路lu沿yan的de第di二er個ge特te征zheng進jin行xing進jin一yi步bu區qu分fen,將jiang鄰lin近jin網wang格ge聚ju類lei成cheng群qun落luo,當dang群qun落luo中zhong的de網wang格ge的de數shu量liang大da於yu路lu沿yan的de連lian續xu閾yu值zhi時shi,才cai能neng認ren為wei是shi路lu沿yan。
聚類流程如圖所示,遞歸地搜索所有網格, 直到周圍沒有新的可聚類網格就終止。 ruguoyigebiaozhiweiweizhendewanggedelinjinwanggedebiaozhiweitongyangweizhen,jiujiangtafangrujiqundangzhong。jinxingqunluojianzhadeshihou,ruguoqunluozhongdewanggeshudayushedingdeyuzhi,zekerenweishiluyan。

我國高速公路設計標準為, 車道寬度 3.75米,應急車道為 2.5 米。如圖所示, L1 為激光雷達檢測的車體到左側路沿的距離, L2 為激光雷達檢測的車體到右側激光雷達的距離,
設道麵總寬度 L, 則 L 可由公式得到:L = L1 + L2 。考慮到並非所有的所有道路均設置緊急車道,使用求模運算進行估計,設餘數為 M,則餘數M 可由公式得到:M = L % 3.75。

如果 M 約等於 2.5,則認為存在應急車道,否則認為不存在。若存在時,路麵寬度由公式L = L − 2.5,設車道數為 N,使用路麵寬度除以 3.75,並向下取整,因為在道路設計中,路麵與路沿之間存在一小段距離,則車道數可有公式N = ⌊L⁄3.75⌋計算出,根據車道數即可劃分出車道線,車道線的寬度一般為15-20厘米。
由於車道與路沿的距離長短不一,因此這種方法在非標準道路上準確度不高,倒是路沿的檢測準確度比較高。
小結
未來固態激光雷達也很適合檢測車道線,固態激光雷達的FOV比較窄反而是個優勢,等於過濾掉了很多無關數據。
不過單光子激光雷達通常采用計數器的方式讀出數據,不能檢測回波強度或回波寬度,不能檢測車道線。線性APD固態激光雷達就很合適。
(本文轉載自雷鋒網,作者係佐思產研研究總監周彥武)
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