(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210785796.0 (22)申请日 2022.07.05 (71)申请人 江苏徐工 工程机械研究院有限公司 地址 221004 江苏省徐州市徐州经济技 术 开发区驮蓝山路26号 (72)发明人 唐建林　赵斌　艾云峰　周红福　 (74)专利代理 机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 专利代理师 母秋松 (51)Int.Cl. G06T 7/73(2017.01) (54)发明名称 一种地面检测方法、 装置及设备 (57)摘要 本发明公开了一种地面检测方法、 装置及设 备， 通过获取待检测区域内经过预处理的点云数 据， 并将点 云数据在不同方向上分割为多个区域 块， 针对每个区域块生成布料， 每个布料包括点 云数据栅格化后形成的虚拟粒子， 虚拟粒子对应 的初始化位置设置在不同高度值， 模拟每块布料 下降， 并利用布料下降过程中外力作用以及内力 作用更新虚拟粒子对应的当前位置， 得到虚拟粒 子对应的变更位置， 进一步利用虚拟粒子对应的 变更位置， 检测点云数据中每个点是否为待检测 区域内的地面点。 本发明可以将全局特征变为局 部特征， 更好的适用矿区的复杂地形， 提升地面 检测精度， 能够有效检测出复杂道路中的地面 点。 权利要求书4页 说明书12页 附图6页 CN 115311357 A 2022.11.08 CN 115311357 A 1.一种地 面检测方法， 其特 征在于： 包括如下步骤： 获取待检测区域内经 过预处理的点云数据； 将所述点云数据在不同方向上分割为多个区域块， 针对每个区域块生成布料， 每个布 料包括点云数据栅格化后形成的虚拟粒子， 所述虚拟粒子对应的初始化位置设置在不同高 度值； 模拟每块布料下降， 并利用布料下降过程中外力作用以及内力作用更新所述虚拟粒子 对应的当前位置， 得到虚拟粒子对应的变更位置； 利用所述虚拟粒子对应的变更位置， 检测所述点云数据中每个点是否为待检测区域内 的地面点。 2.根据权利要求1所述的一种地面检测方法， 其特征在于： 所述将所述点云数据在不同 方向上分割为多个区域 块， 针对每 个区域块生成布料， 具体包括： 将所述点云数据在横向和纵向进行分割， 形成多个区域 块； 采用非均匀初始化布料机制， 针对每个区域块生成布料， 使得布料中虚拟粒子对应的 初始化位置在不同高度值。 3.根据权利要求2所述的一种地面检测方法， 其特征在于： 所述采用非均匀初始化布料 机制， 针对每个区域块生成布料， 使得布料中虚拟粒子对应的初始化位置在不同高度值， 具 体包括： 针对每个区块内的点云数据进行栅格化， 生成由虚拟粒子构成的布料， 每个栅格对应 一个虚拟粒子； 计算每个栅格 中点云数据的高度， 将所述最高点上浮动预设高度后的高度值设置为虚 拟粒子对应的初始化 位置。 4.根据权利要求1所述的一种地面检测方法， 其特征在于： 所述模拟每块布料下降， 并 利用布料下降过程中外力作用以及内力作用更新所述虚拟粒子对应的当前位置， 得到虚拟 粒子对应的变更位置， 具体包括： 模拟每块布料下降， 利用布料下降过程中外部重力作用以及虚拟粒子间内部约束更新 虚拟粒子对应的当前位置； 判断若所述布料中虚拟粒子满足下降停止条件， 则停止更新所述虚拟粒子对应的当前 位置， 得到虚拟粒子对应的变更位置 。 5.根据权利要求4所述的一种地面检测方法， 其特征在于： 所述模拟每块布料下降， 利 用布料下降过程中外部重力作用以及虚拟粒子间内部约束 更新虚拟粒子对应的当前位置， 具体包括： 模拟每块布料下降， 利用布料下降过程中外部重力作用多次迭代计算虚拟粒子对应的 实时位置， 以及利用布料下降过程中虚拟粒子间内部约束多次迭代调整虚拟粒子对应的实 时位置， 根据所述虚拟粒子对应的实时位置更新虚拟粒子对应的当前位置 。 6.根据权利要求4所述的一种地面检测方法， 其特征在于： 所述下降停止条件包括以下 任一项： 布料下降过程中所有虚拟粒子的最大移动距离小于第 一预设阈值， 所述虚拟粒子的最 大移动距离为所有虚拟粒子在每次迭代计算的实时位置与虚拟粒子对用的初始化位置形 成移动距离的最大值；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115311357 A 2布料下降过程中外部重力作用以及虚拟粒子间内部约束的迭代次数达到第二预设阈 值； 布料下降过程中虚拟粒子对应的变更位置与点云数据相重合。 7.根据权利要求1所述的一种地面检测方法， 其特征在于： 所述利用所述虚拟粒子对应 的变更位置， 检测所述 点云数据中每 个点是否为待检测区域内的地 面点， 具体包括： 遍历计算所述点云数据中每个点与其所在栅格中虚拟粒子对应的变更位置形成的距 离值； 若所述距离值小于第 三预设阈值， 则判定所述点云数据中相应点为待检测区域内的地 面点； 否则， 判定所述 点云数据中相应点 为待检测区域内的非地 面点。 8.根据权利要求7所述的一种地面检测方法， 其特征在于： 在所述判定所述点云数据中 相应点为待检测区域内的非地 面点之后， 所述方法还 包括： 利用所述非地面点所在栅格 内点云数据形成的绝对高度差， 检测所述非地面点是否为 待检测区域内的地 面点， 具体包括： 针对所述待检测区域内的非地面点， 计算所述非地面点所在栅格 内点云数据最高点与 最低点的绝对高度差； 若所述绝对高度差小于第四预设阈值， 则判定所述非地面点为待检测区域内的地面 点， 将所述非地 面点调整为 地面点。 9.根据权利要求1所述的一种地面检测方法， 其特征在于： 所述获取待检测区域内经过 预处理的点云数据， 具体包括： 获取待检测区域所 形成的初始点云数据； 利用初始点云数据中相邻点的距离分布， 对所述初始点云数据进行过滤处理， 得到过 滤处理的点云数据； 利用初始点云数据中每个点在预设方向上的坐标值， 对所述初始点云数据进行反转处 理， 得到反转处 理的点云数据。 10.根据权利要求9所述的一种地面检测方法， 其特征在于： 所述利用 初始点云数据中 相邻点的距离 分布， 对所述初始点云数据进 行过滤处理， 得到过滤 处理的点云数据， 具体包 括： 利用初始点云数据中相邻点的距离分布， 计算每个点到所有相邻点的距离均值和标准 差； 根据所述距离均值和标准差生成距离阈值， 以到每个点的距离大于所述距离 阈值的相 邻点作为离群点， 对所述 点云数据中的离群点进行 过滤处理， 得到过 滤处理后的点云数据。 11.一种地 面检测装置， 其特 征在于： 包括如下模块： 获取单元， 用于获取待检测区域内经 过预处理的点云数据； 生成单元， 用于将所述点云数据在不同方向上分割为多个区域块， 针对每个区域块生 成布料， 每块布料包括点云数据栅格化后形成的虚拟粒子， 所述虚拟粒子对应的初始化位 置设置在不同高度值； 更新单元， 用于模拟每块布料下降， 并利用布料下降过程中外力作用以及内力作用更 新所述虚拟粒子对应的当前位置， 得到虚拟粒子对应的变更位置； 第一检测单元， 用于利用所述虚拟粒子对应的变更位置， 检测所述点云数据是否为待权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115311357 A 3