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龙图腾网获悉南京理工大学申请的专利基于分数阶微分的三维点云前视投影图障碍物检测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117274951B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-14发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202311214404.6，技术领域涉及：G06V20/58；该发明授权基于分数阶微分的三维点云前视投影图障碍物检测方法是由袁夏;许嘉琛;梁永顺设计研发完成，并于2023-09-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于分数阶微分的三维点云前视投影图障碍物检测方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于分数阶微分的三维点云前视投影图障碍物检测方法，该方法首先将激光雷达采集的点云数据根据水平偏移角度和垂直偏移角度投影到前视图，前视图每个像素点的像素值由落入该像素点的所有点云的距离最大值决定；然后将分数阶微分的求解过程转换为对每一个像素点求y方向的一维卷积；最终根据分数阶微分的结果判定处于该像素点内的点云是否属于障碍物。本发明通过求解分数阶微分检测机器人行驶过程中的环境障碍物，降低了漏检的可能，提高了机器人行驶过程中的安全性。

本发明授权基于分数阶微分的三维点云前视投影图障碍物检测方法在权利要求书中公布了：1.一种基于分数阶微分的三维点云前视投影图障碍物检测方法，其特征在于，包括以下步骤： 第一步：根据激光雷达的采集分辨率设置前视图每个像素代表的水平角分辨率和垂直角分辨，确定选定点云的水平范围和垂直范围； 第二步：筛选位于所选区域内的点云，将筛选后的点云根据其水平偏移量和垂直偏移量投影至前视图中对应像素点中，并将点云到激光雷达距离归一化的结果作为该点的像素值；如果前视图一个像素点中落入了多个点云数据，则选取距离最小值为该点像素值； 第三步：对前视图中每一个像素点求分数阶微分，该过程通过对每一个像素点求解y方向的一维卷积实现； 第四步：判断每一个像素点的分数阶微分值，如果大于一个阈值，则该像素点内对应的所有点云判断为障碍物点云； 第三步中的通过一维卷积计算前视图中每一个像素点的分数阶微分的方法如下： 1构建一个Eigen类型的二维矩阵，大小为3行w×h列，使用cv::Mat读取并保存一张前视图，遍历前视图中的每一个点，将每个点的像素值以及前两行相同位置的点的像素值总共3个值保存到Eigen类型的二维矩阵中，如果前两行为空则用0填充； 2图像y方向的分数阶微分根据以下公式表示： 其中，x，y分别为图像横纵坐标的索引值，fx，y为以x，y为索引的像素点的像素值，v表示分数阶微分的阶数，取值范围为0～1；构建Eigen类型的一维矩阵，大小为1行3列，矩阵用以下公式表示： 3将1得到的3行w×h列矩阵和2得到的1行3列的矩阵相乘，公式如下： 最终得到一个1行w×h列的矩阵，将其保存到w×h大小的图像中，即为每一个像素点的分数阶微分值； 第四步中根据分数阶微分的结果，判定障碍物的具体方法如下： 1求解以差值为对边和以l为临边的直角三角形的角度σ的大小，其中l表示的是以垂直分辨率为夹角，以当前所求像素点内点云距离为半径的扇形的弧长，弧长近似看作一条直线；具体求解公式如下： 2当所求角度σ夹角σ的值为负且接近-90°，表示该像素内的点云与临近像素内的点云之间的连线平行于水平路面；当所求角度则夹角σ为正，表示该像素内的点云与临近像素内的点云之间的连线平行于一个垂直平面；根据机器人的越障能力设置一个阈值τ，当夹角σ小于τ，判定为非障碍，当夹角σ大于τ，判定为障碍。

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