1.本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种基于多线激光雷达的路沿检测方法、装置、介质及设备。
背景技术：2.近年来，随着低速园区无人巡逻车、快递外卖配送车、扫地机等低速无人车的加速推广使用，如何保证机器人在园区的运行安全性成为亟需解决的问题。路沿是园区道路的必要组成元素，路沿的识别不但能够避免机器人撞上路沿，同时也能辅助机器人行走，实现比如“车道保持”的功能。
3.现有路沿检测技术主要采用相机拍照，利用图像的边缘检测法/深度学习法从图像中获取路沿信息。然而不同园区场景的路沿构造复杂，比如颜色、板材、形状，有的是花丛式路沿，有的是砖块路沿，甚至不同的天气情况，都会对图像检测算法的鲁棒性产生较大的影响，路沿检测的准确度较低。现有技术也采用激光雷达进行扫描，利用激光扫描帧的高度差来分辨出路沿，此方法只能应用于水平地面，且激光雷达必须与地面平行安装于机器人上，适用性受到较大的限制。
技术实现要素：4.本发明实施例提供了一种基于多线激光雷达的路沿检测方法、装置、介质及设备，以解决现有路沿检测技术存在适用性、鲁棒性和准确度低的问题。
5.一种基于多线激光雷达的路沿检测方法，所述方法包括：
6.获取一个拟合窗口内的连续若干个激光扫描帧；
7.遍历每一个激光扫描帧，基于预设激光线的扫描点云计算所述激光扫描帧对应的路沿候选点，所述预设激光线包括打向地面的激光线，所述路沿候选点为所述预设激光线在打到地面后未落在椭圆曲线上的点；
8.组合所述拟合窗口内的所述若干个激光扫描帧对应的路沿候选点，根据所述拟合窗口内的路沿候选点拟合二次曲线路沿；
9.根据当前拟合窗口和历史窗口的二次曲线路沿获取路沿轨迹。
10.可选地，所述激光扫描帧包括若干激光线的扫描点云，每一激光线的扫描点云是指多线激光雷达以指定的竖直角度对地面进行环绕激光扫描所得到的扫描点集合，不同的激光线对应不同的竖直角度；
11.所述预设激光线为竖直角度为负值的激光线。
12.可选地，所述遍历每一个激光扫描帧，基于预设激光线的扫描点云计算所述激光扫描帧对应的路沿候选点包括：
13.对于一个激光扫描帧，按照预设方式轮询每一预设激光线的扫描点云，计算当前轮询到的预设激光线的扫描点云对应的路沿候选点；
14.组合所有预设激光线的扫描点云对应的路沿候选点，得到所述激光扫描帧对应的
路沿候选点。
15.可选地，所述按照预设方式轮询每一预设激光线的扫描点云包括：
16.获取每一预设激光线对应的竖直角度；
17.按照竖直角度从小到大的顺序轮询每一竖直角度对应的预设激光线的扫描点云。
18.可选地，所述计算当前轮询到的预设激光线的扫描点云对应的路沿候选点包括：
19.对当前轮询到的预设激光线的扫描点云，从扫描点云中获取水平角度在预设角度范围内的待拟合点云；
20.根据所述待拟合点云的横坐标与纵坐标拟合水平椭圆函数；
21.基于所述水平椭圆函数，获取当前轮询到的预设激光线的扫描点云中的外点，所述外点为水平椭圆函数值的绝对值大于或等于预设距离阈值的激光扫描点；
22.若相邻的连续外点的个数大于或等于第一预设个数阈值时，将所述相邻的连续外点保存为当前轮询到的预设激光线的扫描点云对应的路沿候选点。
23.可选地，所述根据所述拟合窗口内的路沿候选点拟合二次曲线路沿包括：
24.比较所述拟合窗口内的路沿候选点的总个数与第二预设个数阈值；
25.当所述拟合窗口内的路沿候选点的总个数大于或等于第二预设个数阈值时，采用随机采样一致性方法对所述拟合窗口内的路沿候选点拟合二次曲线路沿。
26.可选地，所述根据当前拟合窗口和历史窗口的二次曲线路沿获取路沿轨迹包括：
27.分别获取当前拟合窗口与前一个拟合窗口的二次曲线路沿的二次项系数；
28.计算当前拟合窗口的二次项系数与前一个拟合窗口的二次项系数的差值；
29.当所述差值的绝对值小于预设差值阈值时，则以当前拟合窗口的二次曲线路沿作为路沿轨迹。
30.一种基于多线激光雷达的路沿检测装置，所述装置包括：
31.扫描帧获取模块，用于获取一个拟合窗口内的连续若干个激光扫描帧；
32.计算模块，用于遍历每一个激光扫描帧，基于预设激光线的扫描点云计算所述激光扫描帧对应的路沿候选点，所述预设激光线包括打向地面的激光线，所述路沿候选点为所述预设激光线在打到地面后未落在椭圆曲线上的点；
33.拟合模块，用于组合所述拟合窗口内的所述若干个激光扫描帧对应的路沿候选点，根据所述拟合窗口内的路沿候选点拟合二次曲线路沿；
34.路沿获取模块，用于根据当前拟合窗口和历史窗口的二次曲线路沿获取路沿轨迹。
35.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的基于多线激光雷达的路沿检测方法。
36.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的基于多线激光雷达的路沿检测方法。
37.本发明实施例利用打向地面的激光线在遇到路沿时激光点不落在椭圆上的特性，通过获取一个拟合窗口内的连续若干个激光扫描帧；遍历每一个激光扫描帧，基于预设激光线的扫描点云计算所述激光扫描帧对应的路沿候选点，所述预设激光线包括打向地面的激光线，所述路沿候选点为所述预设激光线在打到地面后未落在椭圆曲线上的点；组合所
述拟合窗口内的所述若干个激光扫描帧对应的路沿候选点，根据所述拟合窗口内的路沿候选点拟合二次曲线路沿；根据当前拟合窗口和历史窗口的二次曲线路沿获取路沿轨迹；实现了对路沿的检测，避免利用路沿与路面的高度差区分路沿或者利用图像识别技术检测路沿，有效地提高了路沿检测的鲁棒性和准确度，即使遇到非平地上的路沿也能够有效检测出来，适用性更广。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1是本发明一实施例提供的多线激光雷达发射激光线的示意图；
40.图2是本发明一实施例提供的多线激光雷达向地面发射激光线的示意图；
41.图3是本发明一实施例提供的基于多线激光雷达的路沿检测方法的实现流程图；
42.图4是本发明一实施例提供的基于多线激光雷达的路沿检测装置的示意图；
43.图5是本发明一实施例中计算机设备的一示意图。
具体实施方式
44.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.本发明实施例利用打向地面的激光线必然呈现椭圆形的特性，通过获取一个拟合窗口内的连续若干个激光扫描帧；遍历每一个激光扫描帧，基于预设激光线的扫描点云计算所述激光扫描帧对应的路沿候选点，所述预设激光线包括打向地面的激光线，所述路沿候选点为所述预设激光线在打到地面后未落在椭圆曲线上的点；组合所述拟合窗口内的所述若干个激光扫描帧对应的路沿候选点，根据所述拟合窗口内的路沿候选点拟合二次曲线路沿；根据当前拟合窗口和历史窗口的二次曲线路沿获取路沿轨迹；从而实现了对路沿的检测，避免利用路沿与路面的高度差区分路沿或者利用图像识别技术检测路沿，有效地提高了路沿检测的鲁棒性和准确度，即使遇到非平地上的路沿也能够有效检测出来，适用性更广。
46.以下对本发明实施例提供的基于多线激光雷达的路沿检测方法进行详细的描述。所述激光扫描雷达平行安装在巡逻机器人上，并以激光雷达原点为坐标系原点，x轴指向巡逻机器人的车头方向，y轴指向巡逻机器人的车左方向，z轴指向巡逻机器人的车上方向，建立三维坐标系。
47.图1为本发明实施例提供的多线激光雷达发射激光线的示意图；图2为本发明实施例提供的多线激光雷达向地面发射激光线的示意图。多线激光雷达可同步以不同的竖直角度向外以360环绕的方式发射激光线，因此每一激光线对应一个竖直角度，不同的激光线对应不同的竖直角度。向下发射的激光线会在地面上形成椭圆曲线。在这里，通常以激光线与
三维坐标系中x轴和y轴构成的平面之间的夹角作为竖直角度。平面以上的夹角为正值，平面以下的夹角为负值，因此打向地面的激光线对应的竖直角度为负值。在本发明实施例中，所述多线激光雷达优选为16线激光雷达，最小的竖直角度为-15
°
，次小的竖直角度为-13
°
，以此类推，最大的竖直角度为15
°
。
48.图3为本发明实施例提供的基于多线激光雷达的路沿检测方法。如图3所示，所述基于多线激光雷达的路沿检测方法包括：
49.在步骤s101中，获取一个拟合窗口内的连续若干个激光扫描帧。
50.在这里，由于巡逻机器人是一边移动一边通过激光雷达扫描检测路沿，本发明实施例预先构建拟合窗口，通过拟合窗口来分区段检测路沿。所述拟合窗口内包括若干个激光扫描帧。可选地，作为本发明的一个优选示例，所述拟合窗口优选包括10个激光扫描帧。所述激光扫描帧包括若干激光线的扫描点云。每一激光线的扫描点云是指多线激光雷达以所述竖直角度对地面进行环绕激光扫描所得到的扫描点集合。
51.在步骤s102中，遍历每一个激光扫描帧，基于预设激光线的扫描点云计算所述激光扫描帧对应的路沿候选点。
52.其中，所述预设激光线包括打向地面的激光线。可选地，所述预设激光线是指竖直角度为负值的激光线，比如竖直角度-15
°
、-13
°
、-11
°
、-9
°
、-7
°
、-5
°
、-3
°
、-1
°
中的任意组合。
53.所述路沿候选点为所述预设激光线在打到地面后未落在椭圆曲线上的点。本发明实施例根据所述预设激光线的扫描点云，通过椭圆曲线拟合的方法，计算所述激光扫描帧对应的路沿候选点。可选地，所述步骤s102中所述的遍历每一个激光扫描帧，基于预设激光线的扫描点云计算所述激光扫描帧对应的路沿候选点包括：
54.在步骤s201中，对于一个激光扫描帧，按照预设方式轮询每一预设激光线的扫描点云，计算当前轮询到的预设激光线的扫描点云对应的路沿候选点。
55.由于参与计算路沿候选点的预设激光线的扫描点云有多个，对于输入的激光扫描帧，本发明实施例从竖直角度最小值开始，遍历每一个预设激光线的扫描点云，计算路沿候选点。可选地，所述按照预设方式轮询每一预设激光线的扫描点云包括：
56.在步骤s301中，获取每一预设激光线对应的竖直角度。
57.在这里，扫描点云是指由多个3d点组成的集合。假设p是预设激光线的扫描点云中的一个3d点，则其坐标可以表示为(x
p
,y
p
,z
p
)。本发明通过以下公式计算所述预设激光线的竖直角度：
[0058][0059]
其中，vert_ang表示预设激光线的竖直角度，atan表示反正切运算。
[0060]
在步骤s302中，按照竖直角度从小到大的顺序轮询每一竖直角度对应的预设激光线的扫描点云。
[0061]
示例性地，假设所述预设激光线包括第一线-15
°
、第二线-13
°
、第三线-11
°
、第四线-9
°
、第五线-7
°
，那么按照从小到大的顺序轮询，则依次按照第一线-15
°
、第二线-13
°
、第三线-11
°
、第四线-9
°
、第五线-7
°
的顺序轮询对应的扫描点云，计算路沿候选点。
[0062]
可选地，作为本发明的一个优选示例，所述步骤s201中所述的计算当前轮询到的
预设激光线的扫描点云对应的路沿候选点包括：
[0063]
在步骤s401中，对当前轮询到的预设激光线的扫描点云，从扫描点云中获取水平角度在预设角度范围内的待拟合点云。
[0064]
作为本发明的一个优选实例，所述预设角度范围为水平角度在-60
°
至60
°
之间。对于当前轮询到的预设激光线，获取其对应的所有扫描点云，利用以下公式计算出扫描点云中每一个点(x
p
,y
p
,z
p
)的水平角度hari_ang，其中hari_ang＝atan2(y
p
,x
p
)。然后将扫描点云的水平角度分别与所述预设角度范围进行比较。筛选出落在所述预设角度范围内的点云作为待拟合点云。所述待拟合点云是指用于拟合水平椭圆函数的扫描点云。
[0065]
在步骤s402中，根据所述待拟合点云的横坐标与纵坐标拟合水平椭圆函数。
[0066]
在这里，本发明实施例以所述待拟合点云作为拟合对象，利用待拟合点云的横坐标和纵坐标，通过最小二乘法拟合出一个水平椭圆函数。其中水平椭圆的方程为：ax2+bxy+cy2+dx+ey+f＝0
[0067]
在步骤s403中，基于所述水平椭圆函数，获取当前轮询到的预设激光线的扫描点云中的外点，所述外点为水平椭圆函数值的绝对值大于或等于预设距离阈值的激光扫描点。
[0068]
对于当前轮询到的预设激光线的扫描点云，遍历所有点(x
p
,y
p
,z
p
)，输入所述水平椭圆函数，得到对应的函数值，获取不满足以下公式的点作为外点：
[0069][0070]
其中，dist_threshold表示预设距离阈值，a、b、c、d、e、f分别表示系数。
[0071]
在步骤s404中，若相邻的连续外点的个数大于或等于第一预设个数阈值时，将所述相邻的连续外点保存为当前轮询到的预设激光线的扫描点云对应的路沿候选点。
[0072]
对所述外点进行聚类连续性判断，当存在且连续扫描得到的外点个数达到第一预设个数阈值，则将相邻的连续外点添加为路沿候选点。可选地，所述第一预设个数阈值优选为5。
[0073]
在完成对当前轮询到的预设激光线计算对应的路沿候选点后，继续获取下一竖直角度对应的预设激光线，重复上述步骤s401至步骤s404，计算其对应的路沿候选点，直到所有预设激光线均完成轮询。
[0074]
示例性地，承接前文示例，假设所述预设激光线包括第一线-15
°
、第二线-13
°
、第三线-11
°
、第四线-9
°
、第五线-7
°
，那么按照从小到大的顺序轮询。对第一线-15
°
的扫描点云计算，得到10个路沿候选点；之后对第二线-13
°
的扫描点云计算，得到9个路沿候选点；对第三线-11
°
的扫描点云计算，得到8个路沿候选点；对第四线-9
°
的扫描点云计算，得到7个路沿候选点；对第五线-7
°
的扫描点云计算，得到6个路沿候选点。
[0075]
在步骤s202中，组合所有预设激光线的扫描点云对应的路沿候选点，得到所述激光扫描帧对应的路沿候选点。
[0076]
在完成对一个激光扫描帧内的所有预设激光线的路沿候选点计算后，组合所有预设激光线对应的路沿候选点，作为所述激光扫描帧对应的路沿候选点。
[0077]
示例性地，承接前文示例，将第一线-15
°
得到的10个路沿候选点、第二线-13
°
得到的9个路沿候选，第三线-11
°
得到的8个路沿候选点、第四线-9
°
得到的7个路沿候选点以及第五线-7
°
得到的6个路沿候选点组合起来，共40个路沿候选点，作为所述激光扫描帧对应
的路沿候选点。
[0078]
遍历所述拟合窗口内的每一个激光扫描帧，分别计算每一个激光扫描帧对应的路沿候选点。
[0079]
在步骤s103中，组合所述拟合窗口内的所述若干个激光扫描帧对应的路沿候选点，根据所述拟合窗口内的路沿候选点拟合二次曲线路沿。
[0080]
承接前文示例，所述拟合窗口优选包括10个激光扫描帧。本发明实施例对拟合窗口内的10个激光扫描帧的对应的路沿候选点，积累动态下连续10帧的激光扫描帧的路沿候选点。比如，拟合窗口内的第一个激光扫描帧有40个路沿候选点，第二个激光扫描帧有30个路沿候选点，第三个激光扫描帧有25个路沿候选点，第四个激光扫描帧有25个路沿候选点，第五个激光扫描帧有20个路沿候选点，第六个激光扫描帧有20个路沿候选点，第七个激光扫描帧有15个路沿候选点，第八个激光扫描帧有10个路沿候选点，第九个激光扫描帧有0个路沿候选点，第一个激光扫描帧有0个路沿候选点，则所述拟合窗口内的路沿候选点总数为185。
[0081]
然后，根据拟合窗口内积累到的激光扫描帧的路沿候选点的总数，进行二次曲线路沿拟合。
[0082]
可选地，步骤s103中所述的根据所述拟合窗口内的路沿候选点拟合二次曲线路沿包括：
[0083]
在步骤s501中，比较所述拟合窗口内的路沿候选点的总个数与第二预设个数阈值。
[0084]
在这里，所述第二预设个数阈值作为是否对当前拟合窗口进行路沿拟合的判断标准，优选为50。本发明实施例将拟合窗口内的路沿候选点的总个数与第二预设个数阈值进行比较。
[0085]
若所述拟合窗口内的路沿候选点的总个数大于或等于所述第二预设个数阈值，则执行步骤s502；否则，所述拟合窗口内的路沿候选点的个数小于所述第二预设个数阈值，则认为此处无路沿，不执行后续的路沿拟合。
[0086]
在步骤s502中，当所述拟合窗口内的路沿候选点的总个数大于或等于第二预设个数阈值时，采用随机采样一致性方法对所述拟合窗口内的路沿候选点拟合二次曲线路沿。
[0087]
在这里，本发明实施例采用随机采样一致性方法ransac对拟合窗口内的路沿候选点拟合二次曲线路沿。所述随机采样一致性方法ransac是从一组含有外点数据中正确估计数学模型参数的迭代算法。所述二次曲线路沿为：y＝a0+a1*x+a2*x2，表示所述拟合窗口内的疑似路沿轨迹，a0表示常数，a1表示一次项系数，a2表示二次项系数。
[0088]
在步骤s104中，根据当前拟合窗口和历史窗口的二次曲线路沿获取路沿轨迹。
[0089]
为了提高路沿检测的准确性，本发明实施例进一步结合历史窗口对应的二次曲线路沿，来获得路沿轨迹。所述步骤s104还包括：
[0090]
在步骤s601中，分别获取当前拟合窗口与前一个拟合窗口的二次曲线路沿的二次项系数。
[0091]
如前所述，所述二次曲线路沿为一个二次函数y＝a0+a1*x+a2*x2。本发明实施例分别获取当前拟合窗口与前一个拟合窗口对应的二次曲线路沿，并获取二次曲线路沿的二次项系数进行判断。
[0092]
在步骤s602中，计算所述当前拟合窗口的二次项系数与前一个拟合窗口的二次项系数的差值。
[0093]
在这里，所述二次项系数的差值表示当前拟合窗口的疑似路沿轨迹与前一拟合窗口内的疑似路沿轨迹的吻合程度。
[0094]
在步骤s603中，当所述差值的绝对值小于预设差值阈值时，则以当前拟合窗口的二次曲线路沿作为路沿轨迹。
[0095]
本发明实施例取所述二次项系数的差值的绝对值，将所述差值的绝对值与预设差值阈值进行比较。所述预设差值阈值作为当前拟合窗口内的疑似路沿轨迹与前一拟合窗口内的疑似路沿轨迹的吻合度的判断标准。
[0096]
当所述差值的绝对值小于所述预设差值阈值时，表示所述当前拟合窗口内的疑似路沿轨迹与前一拟合窗口内的疑似路沿轨迹是吻合的，则以当前拟合窗口的二次曲线路沿作为路沿轨迹。否则，所述当前拟合窗口内的二次曲线路沿不是正确的路沿曲线。
[0097]
本发明实施例利用打向地面的激光线必然呈现椭圆形的特性，通过遍历每一个激光扫描帧，基于预设激光线的扫描点云计算所述激光扫描帧对应的路沿候选点，所述预设激光线包括打向地面的激光线，所述路沿候选点为所述预设激光线在打到地面后未落在椭圆曲线上的点；连续积累拟合窗口内的所述若干个激光扫描帧对应的路沿候选点，根据所述拟合窗口内的路沿候选点拟合二次曲线路沿；以及根据当前拟合窗口和历史窗口的二次曲线路沿获取路沿轨迹；从而实现了对路沿的检测，避免利用路沿与路面的高度差区分路沿或者利用图像识别技术检测路沿，有效地提高了路沿检测的鲁棒性和准确度，即使遇到非平地上的路沿也能够有效检测出来，适用性更广。
[0098]
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
[0099]
在一实施例中，本发明还提供一种基于多线激光雷达的路沿检测装置，该基于多线激光雷达的路沿检测装置与上述实施例中基于多线激光雷达的路沿检测方法一一对应。如图4所示，该基于多线激光雷达的路沿检测装置包括扫描帧获取模块41、计算模块42、拟合模块43、路沿获取模块44。各功能模块详细说明如下：
[0100]
扫描帧获取模块41，用于获取一个拟合窗口内的连续若干个激光扫描帧；
[0101]
计算模块42，用于遍历每一个激光扫描帧，基于预设激光线的扫描点云计算所述激光扫描帧对应的路沿候选点，所述预设激光线包括打向地面的激光线，所述路沿候选点为所述预设激光线在打到地面后未落在椭圆曲线上的点；
[0102]
拟合模块43，用于组合所述拟合窗口内的所述若干个激光扫描帧对应的路沿候选点，根据所述拟合窗口内的路沿候选点拟合二次曲线路沿；
[0103]
路沿获取模块44，用于根据当前拟合窗口和历史窗口的二次曲线路沿获取路沿轨迹。
[0104]
可选地，所述激光扫描帧包括若干激光线的扫描点云，每一激光线的扫描点云是指多线激光雷达以指定的竖直角度对地面进行环绕激光扫描所得到的扫描点集合，不同的激光线对应不同的竖直角度；
[0105]
所述预设激光线为竖直角度为负值的激光线。
[0106]
可选地，所述计算模块42包括：
[0107]
计算单元，用于对于一个激光扫描帧，按照预设方式轮询每一预设激光线的扫描点云，计算当前轮询到的预设激光线的扫描点云对应的路沿候选点；
[0108]
组合单元，用于组合所有预设激光线的扫描点云对应的路沿候选点，得到所述激光扫描帧对应的路沿候选点。
[0109]
可选地，所述计算单元用于：
[0110]
获取每一预设激光线对应的竖直角度；
[0111]
按照竖直角度从小到大的顺序轮询每一竖直角度对应的预设激光线的扫描点云。
[0112]
可选地，所述计算单元用于：
[0113]
对当前轮询到的预设激光线的扫描点云，从扫描点云中获取水平角度在预设角度范围内的待拟合点云；
[0114]
根据所述待拟合点云的横坐标与纵坐标拟合水平椭圆函数；
[0115]
基于所述水平椭圆函数，获取当前轮询到的预设激光线的扫描点云中的外点，所述外点为水平椭圆函数值的绝对值大于或等于预设距离阈值的激光扫描点；
[0116]
若相邻的连续外点的个数大于或等于第一预设个数阈值时，将所述相邻的连续外点保存为当前轮询到的预设激光线的扫描点云对应的路沿候选点。
[0117]
可选地，所述拟合模块43包括：
[0118]
比较单元，用于比较所述拟合窗口内的路沿候选点的总个数与第二预设个数阈值；
[0119]
拟合单元，用于当所述拟合窗口内的路沿候选点的总个数大于或等于第二预设个数阈值时，采用随机采样一致性方法对所述拟合窗口内的路沿候选点拟合二次曲线路沿。
[0120]
可选地，所述路沿获取模块44包括：
[0121]
系数获取单元，用于分别获取当前拟合窗口与前一个拟合窗口的二次曲线路沿的二次项系数；
[0122]
差值计算单元，用于计算当前拟合窗口的二次项系数与前一个拟合窗口的二次项系数的差值；
[0123]
路沿获取单元，用于当所述差值的绝对值小于预设差值阈值时，则以当前拟合窗口的二次曲线路沿作为路沿轨迹。
[0124]
关于基于多线激光雷达的路沿检测装置的具体限定可以参见上文中对于基于多线激光雷达的路沿检测方法的限定，在此不再赘述。上述基于多线激光雷达的路沿检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0125]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以
实现一种基于多线激光雷达的路沿检测方法。
[0126]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
[0127]
获取一个拟合窗口内的连续若干个激光扫描帧；
[0128]
遍历每一个激光扫描帧，基于预设激光线的扫描点云计算所述激光扫描帧对应的路沿候选点，所述预设激光线包括打向地面的激光线，所述路沿候选点为所述预设激光线在打到地面后未落在椭圆曲线上的点；
[0129]
组合所述拟合窗口内的所述若干个激光扫描帧对应的路沿候选点，根据所述拟合窗口内的路沿候选点拟合二次曲线路沿；
[0130]
根据当前拟合窗口和历史窗口的二次曲线路沿获取路沿轨迹。
[0131]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
[0132]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
[0133]
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种基于多线激光雷达的路沿检测方法，其特征在于，所述方法包括：获取一个拟合窗口内的连续若干个激光扫描帧；遍历每一个激光扫描帧，基于预设激光线的扫描点云计算所述激光扫描帧对应的路沿候选点，所述预设激光线包括打向地面的激光线，所述路沿候选点为所述预设激光线在打到地面后未落在椭圆曲线上的点；组合所述拟合窗口内的所述若干个激光扫描帧对应的路沿候选点，根据所述拟合窗口内的路沿候选点拟合二次曲线路沿；根据当前拟合窗口和历史窗口的二次曲线路沿获取路沿轨迹。2.如权利要求1所述的基于多线激光雷达的路沿检测方法，其特征在于，所述激光扫描帧包括若干激光线的扫描点云，每一激光线的扫描点云是指多线激光雷达以指定的竖直角度对地面进行环绕激光扫描所得到的扫描点集合，不同的激光线对应不同的竖直角度；所述预设激光线为竖直角度为负值的激光线。3.如权利要求2所述的基于多线激光雷达的路沿检测方法，其特征在于，所述遍历每一个激光扫描帧，基于预设激光线的扫描点云计算所述激光扫描帧对应的路沿候选点包括：对于一个激光扫描帧，按照预设方式轮询每一预设激光线的扫描点云，计算当前轮询到的预设激光线的扫描点云对应的路沿候选点；组合所有预设激光线的扫描点云对应的路沿候选点，得到所述激光扫描帧对应的路沿候选点。4.如权利要求3所述的基于多线激光雷达的路沿检测方法，其特征在于，所述按照预设方式轮询每一预设激光线的扫描点云包括：获取每一预设激光线对应的竖直角度；按照竖直角度从小到大的顺序轮询每一竖直角度对应的预设激光线的扫描点云。5.如权利要求3或4所述的基于多线激光雷达的路沿检测方法，其特征在于，所述计算当前轮询到的预设激光线的扫描点云对应的路沿候选点包括：对当前轮询到的预设激光线的扫描点云，从扫描点云中获取水平角度在预设角度范围内的待拟合点云；根据所述待拟合点云的横坐标与纵坐标拟合水平椭圆函数；基于所述水平椭圆函数，获取当前轮询到的预设激光线的扫描点云中的外点，所述外点为水平椭圆函数值的绝对值大于或等于预设距离阈值的激光扫描点；若相邻的连续外点的个数大于或等于第一预设个数阈值时，将相邻的连续外点保存为当前轮询到的预设激光线的扫描点云对应的路沿候选点。6.如权利要求5所述的基于多线激光雷达的路沿检测方法，其特征在于，所述根据所述拟合窗口内的路沿候选点拟合二次曲线路沿包括：比较所述拟合窗口内的路沿候选点的总个数与第二预设个数阈值；当所述拟合窗口内的路沿候选点的总个数大于或等于第二预设个数阈值时，采用随机采样一致性方法对所述拟合窗口内的路沿候选点拟合二次曲线路沿。7.如权利要求6所述的基于多线激光雷达的路沿检测方法，其特征在于，所述根据当前拟合窗口和历史窗口的二次曲线路沿获取路沿轨迹包括：分别获取当前拟合窗口与前一个拟合窗口的二次曲线路沿的二次项系数；
计算当前拟合窗口的二次项系数与前一个拟合窗口的二次项系数的差值；当所述差值的绝对值小于预设差值阈值时，则以当前拟合窗口的二次曲线路沿作为路沿轨迹。8.一种基于多线激光雷达的路沿检测装置，其特征在于，所述装置包括：扫描帧获取模块，用于获取一个拟合窗口内的连续若干个激光扫描帧；计算模块，用于遍历每一个激光扫描帧，基于预设激光线的扫描点云计算所述激光扫描帧对应的路沿候选点，所述预设激光线包括打向地面的激光线，所述路沿候选点为所述预设激光线在打到地面后未落在椭圆曲线上的点；拟合模块，用于组合所述拟合窗口内的所述若干个激光扫描帧对应的路沿候选点，根据所述拟合窗口内的路沿候选点拟合二次曲线路沿；路沿获取模块，用于根据当前拟合窗口和历史窗口的二次曲线路沿获取路沿轨迹。9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的基于多线激光雷达的路沿检测方法。10.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的基于多线激光雷达的路沿检测方法。
技术总结本发明公开了一种基于多线激光雷达的路沿检测方法，通过遍历每一个激光扫描帧，基于预设激光线的扫描点云计算所述激光扫描帧对应的路沿候选点，所述预设激光线包括打向地面的激光线，所述路沿候选点为所述预设激光线在打到地面后未落在椭圆曲线上的点；连续积累拟合窗口内的所述若干个激光扫描帧对应的路沿候选点，根据所述拟合窗口内的路沿候选点拟合二次曲线路沿；以及根据当前拟合窗口和历史窗口的二次曲线路沿获取路沿轨迹；从而实现了对路沿的检测，避免利用路沿与路面的高度差区分路沿或者利用图像识别技术检测路沿，有效地提高了路沿检测的鲁棒性和准确度，即使遇到非平地上的路沿也能够有效检测出来，适用性更广。适用性更广。适用性更广。
技术研发人员：袁国斌 柏林 刘彪 舒海燕 沈创芸 祝涛剑 王恒华 方映峰
受保护的技术使用者：广州高新兴机器人有限公司
技术研发日：2022.07.25
技术公布日：2022/11/1
