WO2022062519A1 - 地面检测方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

一种地面检测方法，包括：根据底面中心点的坐标，以及三维扫描仪距离目标地平面的高度，确定扫描线与目标地平面的夹角（S120）；根据夹角，以及三维扫描仪距离参考地平面的距离，确定三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度（S130）；根据扫描线段的长度、两个底面点之间的最大距离，确定凹陷区域的宽度（S140）。还提供一种地面检测装置、设备及计算机可读存储介质。

Description

地面检测方法、装置、设备及存储介质

本公开要求在2020年09月22日提交中国专利局、申请号为202010998692.9的中国专利申请的优先权，以上申请的全部内容通过引用结合在本公开中。

技术领域

本申请实施例涉及地面检测技术领域，例如涉及一种地面检测方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

机器人或无人车根据预定路径行走，而在实际行走过程中，地面可能不是平整，存在凹陷等障碍，影响机器人或无人车的正常行进。因此，需要对地面凹陷状况进行检测。

相关技术中根据激光雷达扫描得到的点云数据对地面进行检测的方式，需要分析大量点云数据以及计算法向量以确定地平面，根据地平面以及点云坐标确定凹陷状况。上述方式不仅计算量大，而且对凹陷位置以及边缘轮廓进行检测的检测精度不高。

发明内容

本申请实施例提供一种地面检测方法、装置、设备及存储介质，以根据较少的计算量精确地确定凹陷的位置以及边缘轮廓尺寸。

在一个实施例中，本申请实施例提供了一种地面检测方法，所述方法由自主移动设备执行，所述自主移动设备上设置有三维扫描仪，该方法包括：

确定所述三维扫描仪获取的凹陷区域的点云中，与目标地平面距离最远的底面点云；所述目标地平面是根据所述三维扫描仪的安装高度以及坐标系原点确定的，所述坐标系原点位于所述自主移动设备的中心点；

根据所述底面点云中底面中心点的坐标，以及所述三维扫描仪距离所述目标地平面的高度，确定所述三维扫描仪照射到所述底面中心点的扫描线，以及所述扫描线与所述目标地平面的夹角；

根据所述扫描线与所述目标地平面的夹角，以及所述三维扫描仪距离参考地平面的距离，确定所述三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度；所述参考地平面与所述目标地平面平行；所述参考地平面是通过对所述凹陷区域的点云进行筛选得到；

根据所述三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度、所述底面点云中两个底面点之间的最大距离以及三角形的相似性原则，确定位于所述参考地平面上的凹陷区域的宽度；其中，所述两个底面点之间的连线与所述三维扫描仪照射到所述底面中心点的扫描线垂直。

在另一个实施例中，本申请实施例还提供了一种地面检测装置，所述地面检测装置配置于自主移动设备中，所述自主移动设备上设置有三维扫描仪，所述装置包括：

底面点云确定模块，设置为确定所述三维扫描仪获取的凹陷区域的点云中，与目标地平面距离最远的底面点云；所述目标地平面是根据所述三维扫描仪的安装高度以及坐标系原点确定，所述坐标系原点位于所述自主移动设备的中心点；

夹角确定模块，设置为根据所述底面点云中底面中心点的坐标，以及所述三维扫描仪距离所述目标地平面的高度，确定所述三维扫描仪照射到所述底面中心点的扫描线，以及所述扫描线与所述目标地平面的夹角；

扫描线段长度确定模块，设置为根据所述扫描线与所述目标地平面的夹角，以及所述三维扫描仪距离参考地平面的距离，确定所述三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度；所述参考地平面与所述目标地平面平行；所述参考地平面是通过对所述点云进行筛选得到；

凹陷宽度确定模块，设置为根据所述三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度、所述底面点云中两个底面点之间的最大距离以及三角形的相似性原则，确定位于所述参考地平面上的凹陷区域的宽度；其中，所述两个底面点之间的连线与所述三维扫描仪照射到所述底面中心点的扫描线垂直。

在又一个实施例中，本申请实施例还提供了一种地面检测设备，包括：一个或多个处理器；

存储器，设置为存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本申请实施例任一项所述的地面检测方法。

在再一个实施例中，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本申请实施例中任一项所述的地面检测方法。

附图说明

图1为本申请一种实施例提供的地面检测方法的流程图；

图2为本申请一种实施例提供的第一坐标示意图；

图3为本申请一种实施例提供的第二坐标示意图；

图4为本申请一种实施例提供的在Y轴正向视角下观察第二坐标示意图中多个坐标点的俯视图；

图5为本申请另一实施例提供的地面检测方法的流程图；

图6为本申请另一实施例提供的确定目标地平面的示意图；

图7为本申请另一实施例提供的第三坐标示意图；

图8为本申请一种实施例提供的地面检测装置的结构示意图；

图9为本申请一种实施例提供的地面检测设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请进行说明。另外，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。

图1为本申请一种实施例提供的地面检测方法的流程图。本实施例提供的地面检测方法可适用于对地面的凹陷进行检测的情况。典型的，本方法可以适用于机器人或无人车等自主移动设备在行进过程中，对前进方向的地面凹陷进行检测的情况。该方法可由地面检测装置执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该装置可以集成在地面检测设备中。参见图1，本申请实施例的方法包括：

S110、确定三维扫描仪获取的凹陷区域的点云中，与目标地平面距离最远的底面点云。目标地平面是根据三维扫描仪的安装高度以及坐标系原点确定，所述坐标系的原点位于自主移动设备的中心点。

其中，三维扫描仪可以为激光扫描仪或拍照式扫描仪等。三维扫描仪设置于自主移动设备上，跟随自主移动设备的运动而运动。自主移动设备可以为机器人、无人机等自动行驶前进的设备。凹陷区域可以为自主移动设备在行进过程中，在前进方向上三维扫描仪扫描范围内的地面上出现的凹陷区域。三维扫描仪的扫描范围可以根据三维扫描仪的参数以及实际的需求进行确定，通过设置三维扫描仪的扫描角度以实现对扫面范围内物体的扫描。自主移动设备在行进的过程中，三维扫描仪对前进方向的扫描区域进行检测，采集得到点云数据，可以采用体素滤波算法对采集的点云数据进行下采样处理，从而压缩相似的点云，得到滤波后的点云数据。

其中，自主移动设备包括三维扫描仪。

在本申请实施例中，由三维扫描仪采集的点云数据的坐标为三维扫描仪坐标系中的坐标，需要将三维扫描仪坐标系中的坐标转换为自主移动设备坐标系中的坐标，自主移动设备坐标系即车身坐标系。车身坐标系的原点可以位于自主移动设备的中心或是重心，对于形状规则且质量均匀的自主移动设备，中心即为重心，对于其他情况的自主移动设备，可以将分别平分自主移动设备三维尺寸的平面的交点作为中心，例如，确定将自主移动设备的高度进行平分的第一平面，确定将自主移动设备的长度进行平分的第二平面，确定将自主移动设备的宽度进行平分的第三平面，确定第一平面、第二平面和第三平面的交点，作为自主移动设备的中心。三维扫描仪坐标系中的原点坐标同理，也可以以三维扫描仪的中心作为原点，以上述方式确定三维扫描仪的中心。车身坐标系随自主移动设备的移动为移动。如图2、图4所示，可以设置沿自主移动设备前进的方向为Z轴正向，垂直于目标地平面向下的方向为Y轴正向，X轴垂直于Y轴和Z轴，沿自主移动设备前进方向即Z轴正向垂直向右的方向为X轴正向。三个坐标轴以及方向的选取可以根据实际情况设置。

例如，目标地平面为根据三维扫描仪的安装高度确定的地平面，安装高度包括三维扫描仪到目标地平面的垂直距离，以及三维扫描仪到自主移动设备中心点所在平面的垂直距离。以Y轴正向为垂直于地面向下的方向为例，如图2所示，其中，O为坐标原点，目标地平面的Y坐标即为三维扫描仪到目标地平面的垂直距离与三维扫描仪到自主移动设备中心点所在平面的垂直距离之差，目标地平面与Y轴垂直。在检测得到的凹陷区域的点云中，可以根据点云的Y方向坐标，确定位于凹陷区域最低平面上的底面点云，凹陷区域最低平面即凹陷区域在Y方向的坐标数值最大的平面。示例性的，若沿垂直于目标地平面向下的方向为Y轴的正向，则选取凹陷区域中Y方向的坐标最大的点云，作为底面点云。由于凹陷区域底面点云Y方向的坐标可能存在差异，通过选取Y方向的坐标值最大的点云无法将所有位于凹陷区域底面的点云都筛选出来，因此可以设置预设差值阈值，如果点云的Y方向坐标与凹陷区域点云的Y方向最大坐标之间的差值小于预设差值阈值，则确定该点云为底面点云。

本申请实施例可以，准确地获取地面凹陷区域的底面点云，并能够根据底面点云确定底面的宽度，便于后续确定凹陷区域边缘宽度以及位置。

S120、根据底面点云中底面中心点的坐标，以及三维扫描仪距离目标地平面的高度，确定三维扫描仪照射到底面中心点的扫描线，以及扫描线与目标地 平面的夹角。

示例性的，如图2所示，连接三维扫描仪所在的位置点和底面中心点，得到三维扫描仪照射到底面中心点的扫描线，其中，三维扫描仪所在的位置点为三维扫描仪的中心点或者重心点。角α为该扫描线与目标地平面的夹角，即三维扫描仪照射到底面中心点的扫描线与目标地平面的夹角。由于三维扫描仪的Y轴坐标以及三维扫描仪距离目标地平面的高度已知，底面中心点的Z坐标和Y坐标也已知，因此可以计算出三维扫描仪照射到底面中心点的扫描线与目标地平面的夹角α的正切值，进而可以确定夹角α的值。

其中，底面是凹陷区域的点云数据中与目标地平面距离最远的底面点云构成的；底面中心点是底面的中心点，也可为底面的重心点，例如，三角形的中心点为三角形的全部边垂线的交点。

S130、根据扫描线与目标地平面的夹角，以及三维扫描仪距离参考地平面的距离，确定三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度；参考地平面与目标地平面平行。

其中，所述参考地平面是通过对凹陷区域的点云进行筛选得到。凹陷区域的点云是，三维扫描仪对前进方向的扫描区域进行检测，采集得到的点云数据。参考地平面为根据实际采集的点云数据确定的地平面，参考地平面与目标地平面平行，因此，三维扫描仪照射到底面中心点的扫描线与目标地平面的夹角，等于三维扫描仪照射到底面中心点的扫描线与参考地平面的夹角。交际线是，凹陷区域边缘与参考地平面在Y轴方向上距离最近的点云构成的。凹陷区域边缘与参考地平面的交际线中距离原点最近的点，位于三维扫描仪照射到底面中心点的扫描线与参考地平面的交点或附近，可以近似将三维扫描仪照射到底面中心点的扫描线与参考地平面的交点，作为凹陷区域边缘与参考地平面的交际线中距离车身坐标系原点最近的点。因此，三维扫描仪照射到底面中心点的扫描线与参考地平面的夹角，也就近似等于三维扫描仪照射到交际线中距离原点最近点的扫描线与参考地平面的夹角。如图3所示，点d与底面中心点a的连线与参考地平面的夹角近似等于，点d与交际线上点b的连线与参考地平面的夹角，其中，点d为三维扫描仪所在的位置点。

示例性的，在三角形bcd中，根据∠cbd的正弦值以及三维扫描仪距离参考地平面的高度，即可以确定点d与交际线上点b的距离。

本申请实施例可以，准确确定三维扫描仪与，凹陷区域与参考地平面的交际线上点之间的距离，从而精准确定凹陷区域与参考地平面的交际线上点与， 三维扫描仪的水平距离，明确凹陷区域距离自主移动设备的位置，并便于后续根据三维扫描仪所在的位置点与交际线上点b的距离确定凹陷区域与参考地平面的交际边缘的宽度，精确确定凹陷区域的尺寸信息。

在本申请实施例中，确定三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度之前，方法还包括：采用随机一致性算法，根据凹陷区域的点云确定点云平面；将与目标地平面的夹角最小的点云平面，确定为参考地平面。

由于需要确定凹陷区域的边缘的尺寸，凹陷区域是根据点云确定的，因此，根据点云确定参考地平面作为凹陷区域确定的基础更为精确。示例性的，在三维扫描仪扫描范围内，可能存在多个平面，另外，点云平面中可能存在镜面。镜面反射点形成的点云可能不准确，实际上在对应的位置并不存在真实的点云，而是被镜面反射得到的，因此需要去除镜面以及对应的点云数据。采用随机一致性算法对点云进行处理，得到多个平面，并确定多个平面的法向量。由于参考地平面应与目标地平面平行，因此，在多个点云平面中选取点云平面的法向量垂直于目标地平面的点云平面，作为参考地平面。将点云平面的法向量与目标地平面不垂直的点云平面筛除。本申请实施例中，以目标地平面为参考，确定与目标地平面平行度最高的平面作为参考地平面，即，与目标地平面的夹角最小的平面作为参考地平面，从而降低了对点云确定的多个平面进行筛选的计算量，以快速准确地锁定参考地平面。

S140、根据所述三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度、所述底面点云中两个底面点之间的最大距离以及三角形的相似性原则，确定位于所述参考地平面上的凹陷区域的宽度；其中，所述两个底面点之间的连线与所述三维扫描仪照射到所述底面中心点的扫描线垂直。

示例性的，如图3、4所示，Y轴与Z轴垂直，X轴垂直于Y轴和Z轴。如图4所示，图4为图3的俯视图，点a、点b和点d均可投影到Z轴上，因此在视觉上点d、点b和点a均位于Z轴上，实际上ad的长度按照图3中ad的长度计算，实际上db的长度按照图3中db的长度计算。在图3、4中，根据底面中心点a的Z坐标，以及∠α的余弦值，可以确定线段ad的长度，其中，点m1为目标地平面与Y轴相交的点。在图4中，点e和点f为底面点云中，在X-Z平面内的距离Z轴最远的点，点e和点f的坐标已知，因此线段ef的长度已知。因为三角形def和三角形dgh相似，因此可以根据相似性以及线段db的长度、线段ad的长度以及线段的ef的长度，确定线段gh的长度，即为位于参考地平面上的凹陷区域的宽度，其中，g、h为X-Z平面内，过点b的Z轴垂直线上的 点。

例如，三角形def和三角形dgh相似，

因此可以根据上述等式确定线段gh的值，即为位于参考地平面上的凹陷区域的宽度。两个底面点之间的最大距离在此处为线段ef。

其中，位于参考地平面上的凹陷区域的宽度是，平行于X轴方向的宽度。

本申请实施例，不需要对所有的点云数据进行计算，只需要较少的点的坐标以及较少的计算量，即可以准确确定位于参考地平面上的凹陷区域的宽度，明确凹陷区域的位置与尺寸。

本申请实施例中，通过确定三维扫描仪获取的凹陷区域的点云中，与目标地平面距离最远的底面点云，可以锁定凹陷区域的最底面，并确定最底面的宽度，便于后续确定凹陷区域边缘宽度以及位置。最底面是，凹陷区域的点云数据中与目标地平面距离最远的底面点云构成的；最底面的宽度是ef的距离，即点e和点f距离Z轴的距离之和。通过根据底面点云中底面中心点的坐标，以及三维扫描仪距离目标地平面的高度，确定三维扫描仪照射到底面中心点的扫描线与目标地平面的夹角；根据扫描线与目标地平面的夹角，以及三维扫描仪距离参考地平面的距离，确定三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度，从而精确地确定凹陷区域与三维扫描仪的距离，明确凹陷区域的准确位置。通过根据三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度、底面点云中两个底面点之间的最大距离以及三角形的相似性，确定位于参考地平面上的凹陷区域的宽度，从而精确确定凹陷区域的边缘宽度。

图5为本申请另一实施例提供的地面检测方法的流程图。本申请实施例为在上述实施例基础上对上述实施例进行调整，未在本实施例中描述的细节详见上述实施例。参见图5，本实施例提供的地面检测方法可以包括：

S201、根据三维扫描仪的安装高度，确定目标地平面的坐标。

示例性的，预先获取三维扫描仪的安装高度，以及车身坐标系，可以确定目标地平面的坐标。车身坐标系即为图2-4、图6-7中X轴、Y轴及Z轴线构成的坐标系。例如，如图6所示，三维扫描仪距离目标地平面的距离为H，即三维扫描仪所在的位置点d与目标地平面的距离为H，三维扫描仪安装于自主移动设备上且距离自主移动设备中心的距离为h1，又因为车身坐标系的原点为自主移动设备的中心，因此目标地平面的Y坐标可以为H-h1。本申请实施例中并 不是对所有点云进行计算确定凹陷区域边缘，因此不需要根据所有点云进行多平面的法向量计算确定目标地平面，而只需要根据三维扫描仪的安装高度确定目标地平面即可，因此有效减少了计算量，提高了计算效率。

S202、根据所述三维扫描仪获取的点云在所述目标地平面的法线方向上的坐标，以及所述目标地平面在法线方向上的坐标，确定点云是否位于所述目标地平面以下，响应于点云位于所述目标地平面以下，确定处于所述目标地平面以下的点云为凹陷区域的点云。

示例性的，以Y轴正向为垂直目标地平面向下的方向为例，由于Y轴垂直地面即目标地平面，即Y轴为目标地平面法线方向。如果点云的Y方向坐标大于目标地平面Y方向的坐标，也就是点云位于目标地平面以下，则可以确定为凹陷区域的点云。

在本申请实施例中，对于位于目标地平面以下的点云，可以根据点云的X方向的坐标和Y方向的坐标确定多个点云是否为同一个凹陷区域的点云。例如，若位于目标地平面以下的点云的X轴方向的坐标比较接近，且Z轴方向的坐标比较接近，则确定点云位于同一个凹陷区域。

S203、确定三维扫描仪获取的凹陷区域的点云中，与目标地平面距离最远的底面点云。

示例性的，以Y轴正向为垂直地面向下的方向为例，对于凹陷区域的点云，将Y轴方向的坐标最大的点云，作为凹陷区域的底面点云。若Y轴正向为垂直地面向上的方向，则对于凹陷区域的点云，将Y轴方向的坐标最小的点云，作为凹陷区域的底面点云。

S204、将通过三维扫描仪且垂直于目标地平面的直线确定为竖直轴。

在本申请实施例中，竖直轴即为Y轴。

S205、根据三维扫描仪沿竖直轴方向的坐标绝对值与底面中心点沿竖直轴方向的坐标绝对值之和，以及底面中心点与竖直轴的距离，确定当前夹角的正切值。

示例性的，如图7所示，三维扫描仪沿竖直轴方向的坐标绝对值为h1，即点d与点o之间的距离，底面中心点沿竖直轴方向的坐标绝对值为h2，即点o与点m2之间的距离，m2为底面中心点与Y轴的交点，L为底面中心点与XOY平面的距离，即底面中心点的Z坐标。由于线段am2与目标地平面平行，因此，三维扫描仪照射到底面中心点的扫描线与目标地平面的夹角，等于三维扫描仪照射到底面中心点的扫描线与线段am2的夹角。

在三角形a-m2-d中，当前夹角∠dam2的正切值为

∠dam2表征线段da、线段am2之间的夹角。

S206、根据所述当前夹角的正切值，确定所述扫描线与所述目标地平面的夹角的角度。

示例性的，根据∠dam2的正切值，进行反正切计算，得到∠dam2的角度值。

S207、根据目标地平面的坐标以及参考地平面的坐标，确定目标地平面与参考地平面之间的距离。

例如，将目标地平面的Y方向坐标，与参考地平面的Y方向的坐标之差的绝对值，作为目标地平面与参考地平面之间的距离。

S208、根据三维扫描仪距离目标地平面的高度，以及目标地平面与参考地平面之间的距离，确定三维扫描仪距离参考地平面的高度。

示例性的，将三维扫描仪距离目标地平面的高度，减去目标地平面与参考地平面之间的距离，得到三维扫描仪距离参考地平面的高度。

S209、根据三维扫描仪距离参考地平面的高度、扫描线与参考地平面的夹角的正弦值，确定三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度。

示例性的，如图3所示，根据线段cd的值，∠dbc的正弦值，可以计算斜边db的长度，其中，点c为参考地平面与Y轴相交的点。

S210、根据三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度、底面点云中两个底面点之间的最大距离以及三角形的相似性原则，确定位于参考地平面上的凹陷区域的宽度；其中，两个底面点之间的连线与三维扫描仪照射到底面中心点的扫描线垂直。

本申请实施例，通过三角形的相似性，以及三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度、三维扫描仪照射到凹陷区域底面中心点的扫描线段的长度、底面点云之间的最大距离，确定位于参考地平面上的凹陷区域的宽度，从而精确量化地计算凹陷区域的宽度，并且不需要对所有凹陷区域的点云进行计算，只需要对底面点云进行计算即可以确定凹陷区域边缘宽度，有效减少了计算量，提高了处理效率。

在本申请实施例中，确定三维扫描仪获取的凹陷区域的点云中，与目标地平面距离最远的底面点云之前，方法还包括：确定凹陷区域的点云数量，与三 维扫描仪获取的点云数量的比值；响应于比值大于预设比值阈值，执行确定三维扫描仪获取的凹陷区域的点云中，与目标地平面距离最远的底面点云的步骤。

示例性的，为了筛选掉不足以影响机器人或无人车前进的微小凹陷，因此，根据凹陷区域中点云数量对微小凹陷进行筛选。如果凹陷区域中的点云数量与全部点云数量的比值大于预设比值阈值，则说明该凹陷区域为较大的凹陷区域，对较大的凹陷区域的位置和尺寸进行检测分析。如果凹陷区域中的点云数量与全部点云数量的比值小于或等于预设比值阈值，则说明该凹陷区域为较小的凹陷区域，不足以影响机器人或无人车的正常行驶，因此可以忽略该凹陷。可见，此手段的有益效果在于，能够有效筛除微小凹陷，避免对不足以影响机器人或无人车前进的微小凹陷进行分析和计算，从而产生不必要的计算量。

在本申请实施例中，确定三维扫描仪获取的凹陷区域的点云中，与目标地平面距离最远的底面点云之前，方法还包括：通过所述三维扫描仪中的惯性测量单元获取所述三维扫描仪在三维扫描仪坐标系中的竖直轴与地轴之间的角度；根据竖直轴与地轴之间的角度，对所述三维扫描仪获取的点云坐标进行修正。

其中，自主移动设备上安装有三维扫描仪，三维扫描仪中的惯性测量单元可确定扫描仪坐标系的姿态，进而可知道三维扫描仪与地轴之间的绝对夹角。

示例性的，三维扫描仪由于安装过程中的误差，可能导致安装角度存在偏差。例如理论上三维扫描仪的自身坐标系中的竖直轴应与地轴平行，但是由于安装误差导致竖直轴与地轴之间存在一定的角度，因此需要根据竖直轴与地轴之间的角度对点云的坐标进行修正。例如，三维扫描仪竖直轴与地轴之间存在偏差角度。将点云的Z方向坐标乘以三维扫描仪竖直轴与地轴之间的偏差角度的余弦值，得到点云的真实Z方向坐标。本申请实施例，通过对偏差角度的检测以及点云坐标的修正，从而消除了安装角度导致的点云坐标误差，使点云坐标更加精确，以使后续根据点云坐标确定的边缘宽度更加精确。

当三维扫描仪在安装过程中不存在安装误差时，三维扫描仪的自身坐标系中的竖直轴与地平面垂直，竖直轴与地轴平行。地轴是垂直于地平面的轴。

在本申请实施例中，确定三维扫描仪获取的凹陷区域的点云中，与目标地平面距离最远的底面点云之前，方法还包括：在所述自主移动设备开始运动之前，通过惯性测量单元基于预设数据采集频率，获取所述三维扫描仪的第一姿态数据；在控制所述自主移动设备运动时，通过所述惯性测量单元实时获取所述三维扫描仪的第二姿态数据；判断所述第一姿态数据和所述第二姿态数据的 差值是否大于预设惯性差值阈值；响应于所述第一姿态数据和所述第二姿态数据的差值大于所述预设惯性差值阈值的判断结果，暂停通过所述三维扫描仪获取点云，并返回执行所述判断所述第一姿态数据和所述第二姿态数据的差值是否大于预设惯性差值阈值的步骤，直到响应于所述第一姿态数据和所述第二姿态数据的差值小于或等于所述预设惯性差值阈值的判断结果，恢复通过所述三维扫描仪获取点云。

其中，预设数据采集频率可以为200HZ，即惯性测量单元常用的采集频率。在机器人或无人车启动后，电机启动带动机器人或无人车前进之前，三维扫描仪的姿态为正常的姿态，角度为准确的角度。当电机带动机器人或无人机前进或突然停止时，由于惯性的作用，三维扫描仪可能出现滞后的情况，产生俯仰角偏差。因此，以在机器人或无人车启动后，电机启动前时间段内，惯性测量单元采集得到的第一姿态数据为准，作为理想水平面的姿态数据参考值。可以采用中值滤波和/或平均值滤波的方式，对第一姿态数据进行滤波，得到稳定的姿态数据。如果惯性测量单元在后续的检测过程中检测到的第二姿态数据与第一姿态数据的差值大于预设惯性差值，则确定三维扫描仪的第二姿态数据并没有在理想水平面上，因此暂停通过三维扫描仪获取点云数据，直到第一姿态数据和第二姿态数据的差值小于或等于预设惯性差值阈值，再继续采集点云数据。本实施例，能够在机器人或无人车启动或急停时，及时检测、确定三维扫描仪是否晃动过大不适合进行点云采集，进而控制三维扫描仪的采集工作状态，降低采集点云时产生的坐标误差。

图8为本申请一种实施例提供的地面检测装置的结构示意图。该装置可适用于对地面的凹陷进行检测的情况。典型的，本方法可以适用于机器人或无人车等自主移动设备在行进过程中，对前进方向的地面凹陷进行检测的情况。该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该装置可以集成在地面检测设备中。参见图8，该装置包括：

底面点云确定模块310，设置为确定所述三维扫描仪获取的凹陷区域的点云中，与目标地平面距离最远的底面点云；所述目标地平面是根据所述三维扫描仪的安装高度以及坐标系原点确定，所述坐标系原点位于所述自主移动设备的中心点；

夹角确定模块320，设置为根据所述底面点云中底面中心点的坐标，以及所述三维扫描仪距离所述目标地平面的高度，确定所述三维扫描仪照射到所述底面中心点的扫描线，以及所述扫描线与所述目标地平面的夹角；

扫描线段长度确定模块330，设置为根据所述扫描线与所述目标地平面的夹角，以及所述三维扫描仪距离参考地平面的距离，确定所述三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度；所述参考地平面与所述目标地平面平行；所述参考地平面是通过对所述点云进行筛选得到；

凹陷宽度确定模块340，设置为根据所述三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度、所述底面点云中两个底面点之间的最大距离以及三角形的相似性原则，确定位于所述参考地平面上的凹陷区域的宽度；其中，所述两个底面点之间的连线与所述三维扫描仪照射到所述底面中心点的扫描线垂直。

在本申请实施例中，所述装置还包括：

目标地平面确定模块，设置为根据所述三维扫描仪的安装高度，确定目标地平面的坐标；

凹陷区域点云确定模块，设置为根据所述三维扫描仪获取的点云在所述目标地平面的法线方向上的坐标，以及所述目标地平面在法线方向上的坐标，确定点云是否位于所述目标地平面以下，响应于点云位于所述目标地平面以下，确定处于所述目标地平面以下的点云为凹陷区域的点云。

在本申请实施例中，所述装置还包括：

比值确定模块，设置为确定所述凹陷区域的点云数量，与三维扫描仪获取的点云数量的比值；

继续执行模块，设置为响应于所述比值大于预设比值阈值，执行确定所述三维扫描仪获取的凹陷区域的点云中，与目标地平面距离最远的底面点云的步骤。

在本申请实施例中，所述装置还包括：

点云平面确定模块，设置为采用随机一致性算法，根据所述凹陷区域的点云确定点云平面；

参考地平面确定模块，设置为将与所述目标地平面的夹角最小的点云平面，确定为参考地平面。

在本申请实施例中，夹角确定模块320，包括：

竖直轴确定单元，设置为将通过所述三维扫描仪且垂直于所述目标地平面的直线确定为竖直轴；

正切值确定单元，设置为根据所述三维扫描仪沿所述竖直轴方向的坐标绝对值与所述底面中心点沿所述竖直轴方向的坐标绝对值之和，以及所述底面中心点与所述竖直轴的距离，确定当前夹角的正切值；

夹角计算单元，设置为根据所述当前夹角的正切值，确定所述扫描线与所述目标地平面的夹角的角度。

在本申请实施例中，所述扫描线段长度确定模块330，包括：

距离确定单元，设置为根据所述目标地平面的坐标以及所述参考地平面的坐标，确定所述目标地平面与所述参考地平面之间的距离；

高度确定单元，设置为根据所述三维扫描仪距离目标地平面的高度，以及所述目标地平面与所述参考地平面之间的距离，确定所述三维扫描仪距离所述参考地平面的高度；

长度确定单元，设置为根据所述三维扫描仪距离所述参考地平面的高度、所述扫描线与所述参考地平面的夹角的正弦值，确定所述三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度。

在本申请实施例中，所述装置还包括：

安装角度确定模块，设置为通过所述三维扫描仪中的惯性测量单元获取所述三维扫描仪在自身坐标系中的竖直轴与地轴之间的角度；

修正模块，设置为根据竖直轴与地轴之间的角度，对所述三维扫描仪获取的点云坐标进行修正。

在本申请实施例中，所述装置还包括：

第一姿态数据确定模块，设置为在所述自主移动设备开始运动之前，通过惯性测量单元基于预设数据采集频率，获取所述三维扫描仪的第一姿态数据；

第二姿态数据确定模块，设置为在控制所述自主移动设备运动时，通过所述惯性测量单元实时获取所述三维扫描仪的第二姿态数据；

扫描控制模块，设置为判断所述第一姿态数据和所述第二姿态数据的差值是否大于预设惯性差值阈值；响应于所述第一姿态数据和所述第二姿态数据的差值大于所述预设惯性差值阈值的判断结果，暂停通过所述三维扫描仪获取点云，并返回执行所述判断所述第一姿态数据和所述第二姿态数据的差值是否大于预设惯性差值阈值的步骤，响应于所述第一姿态数据和所述第二姿态数据的差值小于或等于所述预设惯性差值阈值的判断结果，恢复通过所述三维扫描仪获取点云。

本申请实施例所提供的地面检测装置可执行本申请任意实施例所提供的地面检测方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

图9为本申请一种实施例提供的地面检测设备的结构示意图。图9示出了适于用来实现本申请实施例的示例性地面检测设备412的框图。图9显示的地 面检测设备412仅仅是一个示例。

如图9所示，地面检测设备412可以包括：一个或多个处理器416；存储器428，设置为存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器416执行，使得所述一个或多个处理器416实现本申请实施例所提供的地面检测方法，包括：

确定所述三维扫描仪获取的凹陷区域的点云中，与目标地平面距离最远的底面点云；所述目标地平面是根据所述三维扫描仪的安装高度以及坐标系原点确定的，所述坐标系原点位于所述自主移动设备的中心点；

根据所述底面点云中底面中心点的坐标，以及所述三维扫描仪距离所述目标地平面的高度，确定所述三维扫描仪照射到所述底面中心点的扫描线，以及所述扫描线与所述目标地平面的夹角；

根据所述扫描线与所述目标地平面的夹角，以及所述三维扫描仪距离参考地平面的距离，确定所述三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度；所述参考地平面与所述目标地平面平行；所述参考地平面是通过对所述凹陷区域的点云进行筛选得到；

根据所述三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度、所述底面点云中两个底面点之间的最大距离以及三角形的相似性原则，确定位于所述参考地平面上的凹陷区域的宽度；其中，所述两个底面点之间的连线与所述三维扫描仪照射到所述底面中心点的扫描线垂直。

地面检测设备412的组件可以包括：一个或者多个处理器416，存储器428，连接不同设备组件的总线418，例如，包括连接存储器428和处理器416的总线418。

总线418表示多类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA，Industry Standard Architecture)总线，微通道体系结构(MCA，Micro Channel Architecture)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA，Video Electronics Standards Association)局域总线以及外围组件互连(PCI，peripheral component interconnect)总线。

地面检测设备412典型地包括多种计算机设备可读存储介质。这些存储介质可以是任何能够被地面检测设备412访问的可用存储介质，包括易失性和非易失性存储介质，可移动的和不可移动的存储介质。

存储器428可以包括易失性存储器形式的计算机设备可读存储介质，例如随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)430和/或高速缓存432。地面检测设备412可以包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机设备存储介质。仅作为举例，存储系统434可以设置为读写不可移动的、非易失性磁存储介质，图9未显示，通常称为硬盘驱动器。尽管图9中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘例如软盘读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM，DVD-ROM或者其它光存储介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据存储介质接口与总线418相连。存储器428可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组例如至少一个程序模块，这些程序模块被配置以执行本申请多个实施例的功能。

具有一组例如至少一个程序模块442的程序/实用工具440，可以存储在例如存储器428中，这样的程序模块442包括但不限于操作设备、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块442通常执行本申请所描述的实施例中的功能和/或方法。

地面检测设备412也可以与一个或多个外部设备414通信，外部设备414例如键盘、指向设备、显示器424等，还可与一个或者多个使得用户能与该地面检测设备412交互的设备通信，和/或与使得该地面检测设备412能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备通信，任何设备例如网卡，调制解调器等等。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口422进行。并且，地面检测设备412还可以通过网络适配器420与一个或者多个网络通信，网络例如局域网，广域网和/或公共网络，公共网络例如因特网。如图9所示，网络适配器420通过总线418与地面检测设备412的其它模块通信。应当明白，尽管图9中未示出，可以结合地面检测设备412使用其它硬件和/或软件模块，包括：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、磁盘阵列(RAID，Redundant Arrays of Independent Disks)设备、磁带驱动器以及数据备份存储设备等。

处理器416通过运行存储在存储器428中的多个程序中其他程序的至少一个，从而执行每种功能应用以及数据处理，例如实现本申请实施例所提供的一种地面检测方法。

本申请一种实施例提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行地面检测方法，包括：

确定所述三维扫描仪获取的凹陷区域的点云中，与目标地平面距离最远的 底面点云；所述目标地平面是根据所述三维扫描仪的安装高度以及坐标系原点确定的，所述坐标系原点位于所述自主移动设备的中心点；

根据所述底面点云中底面中心点的坐标，以及所述三维扫描仪距离所述目标地平面的高度，确定所述三维扫描仪照射到所述底面中心点的扫描线，以及所述扫描线与所述目标地平面的夹角；

根据所述扫描线与所述目标地平面的夹角，以及所述三维扫描仪距离参考地平面的距离，确定所述三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度；所述参考地平面与所述目标地平面平行；所述参考地平面是通过对所述凹陷区域的点云进行筛选得到；

根据所述三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度、所述底面点云中两个底面点之间的最大距离以及三角形的相似性原则，确定位于所述参考地平面上的凹陷区域的宽度；其中，所述两个底面点之间的连线与所述三维扫描仪照射到所述底面中心点的扫描线垂直。

本申请实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的存储介质的任意组合。计算机可读存储介质可以是计算机可读信号存储介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的设备、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、可擦式可编程只读存储器(EPROM，Erasable Programmable Read-Only Memory)、内存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM，Compact Disc Read-Only Memory)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含存储程序的有形存储介质，该存储程序可以被指令执行设备、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，数据信号承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号存储介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行设备、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的存储介质传输，包括无线、电线、光缆、射频(RF，Radio Frequency)等等，或者上述的任意 合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言诸如C语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或设备上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN，Local Area Network)或广域网(WAN，Wide Area Network)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机，例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行多种变化、重新调整和替代。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例。

Claims (18)

1. 一种地面检测方法，所述方法由自主移动设备执行，所述自主移动设备上设置有三维扫描仪，所述方法包括：

   确定所述三维扫描仪获取的凹陷区域的点云中，与目标地平面距离最远的底面点云；所述目标地平面是根据所述三维扫描仪的安装高度以及坐标系原点确定的，所述坐标系原点位于所述自主移动设备的中心点；

   根据所述底面点云中底面中心点的坐标，以及所述三维扫描仪距离所述目标地平面的高度，确定所述三维扫描仪照射到所述底面中心点的扫描线，以及所述扫描线与所述目标地平面的夹角；

   根据所述扫描线与所述目标地平面的夹角，以及所述三维扫描仪距离参考地平面的距离，确定所述三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度；所述参考地平面与所述目标地平面平行；所述参考地平面是通过对所述凹陷区域的点云进行筛选得到；

   根据所述三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度、所述底面点云中两个底面点之间的最大距离以及三角形的相似性原则，确定位于所述参考地平面上的凹陷区域的宽度；其中，所述两个底面点之间的连线与所述三维扫描仪照射到所述底面中心点的扫描线垂直。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定所述三维扫描仪获取的凹陷区域的点云中，与目标地平面距离最远的底面点云之前，所述方法还包括：

   根据所述三维扫描仪的安装高度，确定目标地平面的坐标；

   根据所述三维扫描仪获取的点云在所述目标地平面的法线方向上的坐标，以及所述目标地平面在法线方向上的坐标，确定点云是否位于所述目标地平面以下，响应于点云位于所述目标地平面以下，确定处于所述目标地平面以下的点云为凹陷区域的点云。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定所述三维扫描仪获取的凹陷区域的点云中，与目标地平面距离最远的底面点云之前，所述方法还包括：

   确定所述凹陷区域的点云数量，与三维扫描仪获取的点云数量的比值；

   响应于所述比值大于预设比值阈值，执行确定所述三维扫描仪获取的凹陷区域的点云中，与目标地平面距离最远的底面点云的步骤。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定所述三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度之前，所述方法还包括：

   采用随机一致性算法，根据所述凹陷区域的点云确定点云平面；

   将与所述目标地平面的夹角最小的点云平面，确定为参考地平面。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据所述底面点云中底面中心点的坐标，以及所述三维扫描仪距离所述目标地平面的高度，确定所述三维扫描仪照射到所述底面中心点的扫描线，以及所述扫描线与所述目标地平面的夹角，包括：

   将通过所述三维扫描仪且垂直于所述目标地平面的直线确定为竖直轴；

   根据所述三维扫描仪沿所述竖直轴方向的坐标绝对值与所述底面中心点沿所述竖直轴方向的坐标绝对值之和，以及所述底面中心点与所述竖直轴的距离，确定当前夹角的正切值；

   根据所述当前夹角的正切值，确定所述扫描线与所述目标地平面的夹角的角度。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据所述扫描线与所述目标地平面的夹角，以及所述三维扫描仪距离参考地平面的距离，确定所述三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度，包括：

   根据所述目标地平面的坐标以及所述参考地平面的坐标，确定所述目标地平面与所述参考地平面之间的距离；

   根据所述三维扫描仪距离目标地平面的高度，以及所述目标地平面与所述参考地平面之间的距离，确定所述三维扫描仪距离所述参考地平面的高度；

   根据所述三维扫描仪距离所述参考地平面的高度、所述扫描线与所述参考地平面的夹角的正弦值，确定所述三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度。
7. 根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述确定所述三维扫描仪获取的凹陷区域的点云中，与目标地平面距离最远的底面点云之前，所述方法还包括：

   通过所述三维扫描仪中的惯性测量单元获取所述三维扫描仪在三维扫描仪坐标系中的竖直轴与地轴之间的角度；

   根据竖直轴与地轴之间的角度，对所述三维扫描仪获取的点云坐标进行修正。
8. 根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述确定所述三维扫描仪获取的凹陷区域的点云中，与目标地平面距离最远的底面点云之前，所述方法还包括：

   在所述自主移动设备开始运动之前，通过惯性测量单元基于预设数据采集频率，获取所述三维扫描仪的第一姿态数据；

   在控制所述自主移动设备运动时，通过所述惯性测量单元实时获取所述三维扫描仪的第二姿态数据；

   判断所述第一姿态数据和所述第二姿态数据的差值是否大于预设惯性差值阈值；

   响应于所述第一姿态数据和所述第二姿态数据的差值大于所述预设惯性差值阈值的判断结果，暂停通过所述三维扫描仪获取点云，并返回执行所述判断所述第一姿态数据和所述第二姿态数据的差值是否大于预设惯性差值阈值的步骤，响应于所述第一姿态数据和所述第二姿态数据的差值小于或等于所述预设惯性差值阈值的判断结果，恢复通过所述三维扫描仪获取点云。
9. 一种地面检测装置，所述地面检测装置配置于自主移动设备中，所述自主移动设备上设置有三维扫描仪，所述装置包括：

   底面点云确定模块，设置为确定所述三维扫描仪获取的凹陷区域的点云中，与目标地平面距离最远的底面点云；所述目标地平面是根据所述三维扫描仪的安装高度以及坐标系原点确定，所述坐标系原点位于所述自主移动设备的中心点；

   夹角确定模块，设置为根据所述底面点云中底面中心点的坐标，以及所述三维扫描仪距离所述目标地平面的高度，确定所述三维扫描仪照射到所述底面中心点的扫描线，以及所述扫描线与所述目标地平面的夹角；

   扫描线段长度确定模块，设置为根据所述扫描线与所述目标地平面的夹角，以及所述三维扫描仪距离参考地平面的距离，确定所述三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度；所述参考地平面与所述目标地平面平行；所述参考地平面是通过对所述点云进行筛选得到；

   凹陷宽度确定模块，设置为根据所述三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度、所述底面点云中两个底面点之间的最大距离以及三角形的相似性原则，确定位于所述参考地平面上的凹陷区域的宽度；其中，所述两个底面点之间的连线与所述三维扫描仪照射到所述底面中心点的扫描线垂直。
10. 根据权利要求9所述的地面检测装置，其中，所述装置还包括：

    目标地平面确定模块，设置为根据所述三维扫描仪的安装高度，确定目标地平面的坐标；

    凹陷区域点云确定模块，设置为根据所述三维扫描仪获取的点云在所述目标地平面的法线方向上的坐标，以及所述目标地平面在法线方向上的坐标，确定点云是否位于所述目标地平面以下，响应于点云位于所述目标地平面以下， 确定处于所述目标地平面以下的点云为凹陷区域的点云。
11. 根据权利要求9所述的地面检测装置，其中，所述装置还包括：

    比值确定模块，设置为确定所述凹陷区域的点云数量，与三维扫描仪获取的点云数量的比值；

    继续执行模块，设置为响应于所述比值大于预设比值阈值，执行确定所述三维扫描仪获取的凹陷区域的点云中，与目标地平面距离最远的底面点云的步骤。
12. 根据权利要求9所述的地面检测装置，其中，所述装置还包括：

    点云平面确定模块，设置为采用随机一致性算法，根据所述凹陷区域的点云确定点云平面；

    参考地平面确定模块，设置为将与所述目标地平面的夹角最小的点云平面，确定为参考地平面。
13. 根据权利要求9所述的地面检测装置，其中，所述夹角确定模块，包括：

    竖直轴确定单元，设置为将通过所述三维扫描仪且垂直于所述目标地平面的直线确定为竖直轴；

    正切值确定单元，设置为根据所述三维扫描仪沿所述竖直轴方向的坐标绝对值与所述底面中心点沿所述竖直轴方向的坐标绝对值之和，以及所述底面中心点与所述竖直轴的距离，确定当前夹角的正切值；

    夹角计算单元，设置为根据所述当前夹角的正切值，确定所述扫描线与所述目标地平面的夹角的角度。
14. 根据权利要求9所述的地面检测装置，其中，所述扫描线段长度确定模块，包括：

    距离确定单元，设置为根据所述目标地平面的坐标以及所述参考地平面的坐标，确定所述目标地平面与所述参考地平面之间的距离；

    高度确定单元，设置为根据所述三维扫描仪距离目标地平面的高度，以及所述目标地平面与所述参考地平面之间的距离，确定所述三维扫描仪距离所述参考地平面的高度；

    长度确定单元，设置为根据所述三维扫描仪距离所述参考地平面的高度、所述扫描线与所述参考地平面的夹角的正弦值，确定所述三维扫描仪照射到凹陷区域的边缘点的扫描线段的长度。
15. 根据权利要求9-14中任一项所述的地面检测装置，其中，所述装置还 包括：

    安装角度确定模块，设置为通过所述三维扫描仪中的惯性测量单元获取所述三维扫描仪在自身坐标系中的竖直轴与地轴之间的角度；

    修正模块，设置为根据竖直轴与地轴之间的角度，对所述三维扫描仪获取的点云坐标进行修正。
16. 根据权利要求9-14中任一项所述的地面检测装置，其中，所述装置还包括：

    第一姿态数据确定模块，设置为在所述自主移动设备开始运动之前，通过惯性测量单元基于预设数据采集频率，获取所述三维扫描仪的第一姿态数据；

    第二姿态数据确定模块，设置为在控制所述自主移动设备运动时，通过所述惯性测量单元实时获取所述三维扫描仪的第二姿态数据；

    扫描控制模块，设置为判断所述第一姿态数据和所述第二姿态数据的差值是否大于预设惯性差值阈值；响应于所述第一姿态数据和所述第二姿态数据的差值大于所述预设惯性差值阈值的判断结果，暂停通过所述三维扫描仪获取点云，并返回执行所述判断所述第一姿态数据和所述第二姿态数据的差值是否大于预设惯性差值阈值的步骤，响应于所述第一姿态数据和所述第二姿态数据的差值小于或等于所述预设惯性差值阈值的判断结果，恢复通过所述三维扫描仪获取点云。
17. 一种地面检测设备，所述地面检测设备包括：

    一个或多个处理器；

    存储器，设置为存储一个或多个程序；

    当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-8中任一项所述的地面检测方法。
18. 一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的地面检测方法。

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