基于三维激光反射强度的道路标线点云自动分类识别方法

摘要

本发明涉及一种基于三维激光反射强度的道路标线点云自动分类识别方法，操作步骤为：使用激光扫描仪获取点云数据，根据点云数据每一扫描圈中POS系统的姿态及位置信息，计算出每一扫描圈POS平面的方程；计算扫描圈中的三维坐标点与POS中心构成连线与POS平面的夹角，比较夹角与角度阈值，将大于角度阈值的点初判为路面点；再次计算初判为路面点到该点所在扫描圈POS平面的距离，以POS系统安装时安置的高度值H为已知值，比较计算距离值与高度值H的差值，差值小于阈值的点为路面点；统计第二次判定为路面点的强度值，将强度值大于阈值的点判定为道路标线。本方法具有快速、高效，重复排查检错方便的优点。

主权项

一种基于三维激光反射强度的道路标线点云自动分类识别方法，首先，使用车载三维激光测量系统进行采集数据，车载三维激光移动测量系统集成部件包括车辆、三维激光扫描仪、GPS导航仪、惯性制导系统和全景相机，采集数据过程在车辆行驶中进行，三维激光扫描仪用于获取点云数据，GPS导航仪与惯性制导系统构成的POS系统用于获取姿态位置信息；点云数据按照圈索引进行组织，以获取每一圈扫描圈的三维坐标点集；按照时间对齐，根据采集的POS信息插值结算获取三维点云数据扫描圈每一圈的姿态信息及位置信息；定义车载三维激光测量系统中的POS系统中心点为坐标系原点，车辆行驶的方向为Y轴正方向，垂直向上的方向为Z轴正方向，构建空间坐标系，其特征在于，然后按如下步骤操作：步骤1、根据点云数据每一个扫描圈POS系统的姿态信息及位置信息，求解出每一扫描圈POS平面的方程表达式；所述的POS平面为三维空间中的一个平面，由平面上一点——POS中心点以及平面的法向量表示；车辆行驶过程中，三维激光移动测量系统的POS系统的姿态信息可以用三个角度表达，绕参考坐标系Z轴旋转角绕X轴旋转角ω,以及绕Y轴旋转角κ；定义POS平面为测量系统所在的平面，将POS平面由坐标系的XOY平面绕X轴旋转ω,以及绕Y轴旋转角κ得到，等效于XOY平面的法向量(0，0，1)经过上述旋转操作后，获取每一扫描圈POS平面的法向量N_i；POS中心点O的坐标值(XO,YO,ZO)由GPS系统定位获取，由此确定POS平面方程表达式；步骤2、从用圈索引组织的点云数据中取出任意第i扫描圈中包含的任意点j与POS中心连线构成三维向量V_ij，计算V_ij与POS平面法向量N_i的夹角θ_ij，比较θ_ij夹角与角度阈值T_A，将大于角度阈值T_A的点初步判定为路面点；步骤3、计算在被初步判定为路面点的三维点到该点所在扫描圈POS平面的距离，POS系统安装时安置的高度值H为已知值，比较计算距离值与高度值H的差值，将差值大于阈值T_D的点排除，判定差值小于阈值T_D的点为路面点；步骤4、统计判定为路面点的强度值，设定强度阈值T_I，将强度值大于阈值T_I的点判定为道路标线。