利用激光雷达点云生成城市级三维道路地图

摘要

本文提出了结合激光雷达点云拓展开源地图(Open Street Map, OSM)生成城市三维道路地图的算法,称为PHT (Projection and Hough Transform)。该方法可分为室外通道处理,室内通道处理和坡度异常再计算三部分。室外通道主要是基于局部路面可用平面近似的假设,利用正交投影将三维道路投影成直线,霍夫变换(Hough Transform, HT)提取道路候选点集合,再拟合平面计算高度;室内通道主要是基于相关联的室外通道的高度由投影距离加和得到。最后针对坡度异常的道路,利用带权重的霍夫变换(Weighted Hough Transform, WHT)再计算。本文使用德国科隆市政府提供的机载激光雷达点云(误差约为20 cm),为亚琛市建立了三维道路地图。结果表明,与OPTICS算法(Ordering Points to Identify The Clustering Structure)相比,PHT成功预测了87%的场景,大于OPTICS算法13%的成功率;该算法准确率更高,对于点云被遮盖的情况,点云密度的变化以及噪声点的干扰更具有鲁棒性。