[发明专利]一种针对传统LiDAR滤波误差的快速修正方法

权利要求书

1.本发明专利是一种对经典LiDAR滤波算法结果进行优化的算法模型，其特征在于：

算法数据来源为经典LiDAR滤波算法滤波结果；滤波方式为一维滤波，数据格网化后采用逐行推进的方式；对地面的描述采用一元四次曲线拟合；采用初始设定阈值并参考待判断点地面坡度的方法来确定滤波阈值；将待判断点加入点集，并以点集为单位进行判断；

算法结果将点云数据划分为两类：地面点、非地面点。

2.权利要求1中所述的一维滤波方式，其特征在于：利用格网化操作规范化原始数据，并逐行推进滤波以提高精度；

其步骤如下：

1）根据原始数据点的密度，计算网格尺寸以及数量，尽量将不同点装入不同网格；此操作后即可用网格的行、列来描述数据点的行、列；

2）以格网化完成后的数据进行逐行滤波，每一行数据点可粗略看作R²平面上的离散数据点，将每一行中的非地面点判断完成后即可得到全局非地面点。

3.权利要求1中所述的曲线拟合操作及计算滤波阈值操作，其特征在于：

采用曲线拟合方式，以可靠地面点拟合出一元四次曲线用于描述地面走向，并根据地面坡度确定滤波阈值以提高算法适应性和滤波精度；

一元四次方程公式为

其中a, b, c, d, e为拟合参数，用于描述曲线的走势，（X, Y）为数据点坐标；方程中含有五个未知数，于是在计算时采用五个数据点数据代入计算；对于数据点坐标（X_1~5，Y_1~5）可列如下方程组：

设有矩阵M、X、Z，分别构造如下：

M = X= Z =

原方程组写作矩阵乘法格式MX=Z，由最小二乘法解得：

矩阵X即为底面曲线的拟合参数矩阵，代入一元四次方程即完成曲线拟合；

找到待拟合点后根据其X轴坐标代入地面曲线即得到该处拟合高程，若实际高程于拟合高程之间的差值大于滤波阈值，则将该点加入待判断点集；

其中滤波阈值的确定分为两部分：1.预先设定阈值；2.根据地面曲线坡度对设定阈值进行调整。

4.权利要求1中所述的对待判断点集的判断方法，其特征在于：

将“高程”“X坐标”“和周围点差异值”等属性均相近的点纳入同一点集，并对点集进行统一判断；

对于一般点集，判断的依据为：若点集左端点与左端地面点之间有大于滤波阈值的高程阶跃，且点集右端点与右端地面点之间有大于滤波阈值的高程阶跃，则认为该点集为非地面点；

对于位于数据空洞中的零星数据点集，判断的依据为：若“点集左端点与左端地面点之间的坡度”和“左端地面坡度”之间差值大于最大可容忍角度，且“点集右端点与右端地面点之间的坡度”和“右端地面坡度”之间的差值大于最大可容忍角度，则认为该点集为非地面点。