一种基于栅格投影的快速地面点云分割算法

邹兵，陈鹏，刘登洪

(重庆市勘测院，重庆 401520)

1 引 言

近年来，自动驾驶汽车环境感知技术备受关注，车端安装激光雷达、相机、毫米波等传感器可精准感知障碍物，保障自动驾驶汽车安全行驶[1]。激光雷达因其高精度、高采样、测量距离远和范围广的特性被广泛应用于无人驾驶汽车的感知系统[2]中，同时激光雷达的工作环境不受光照影响，每帧数据可扫描到几万至几十万个点，可细致描述环境信息，相对相机传感器优势显著。当激光雷达感知环境中障碍物时，也会观测到冗余地面点，导致算法增加额外内存消耗，影响自动驾驶感知系统实时性能，因此实现分割地面算法具有现实意义。

现有地面分割算法中，基于物理排序算法[3～6]将激光点云按照一定规则进行线序化，通过遍历相邻点的局部几何特征分割地面点，但此算法需设置相关参数区分几何特征，因此在复杂场景进行地面分割时会出现过分割和欠分割，同时激光雷达的相关设计参数灵活多变，无法提供统一的规则有序化点云，因此基于物理排序算法应用受限。基于栅格投影算法无须有序组织点云，将三维点云投影至二维空间，将栅格平均高度[7]、高度差[8，9]等作为地面分割评价指标，该算法计算简单，能够满足自动驾驶汽车实时性能需求，但是仅仅只将栅格平均高度或者高度差作为分割指标，栅格内地面点也会被误提取为障碍物点，导致过分割问题。基于模型拟合[10，11]算法认……