与结构化城市环境中影响地面无人车辆通过性安全的主要是地面以上的障碍物不同,越野环境中感知系统需要考虑包括地面起伏、凸起正障碍物、负障碍、水体、坡面等多种环境要素。为了使地面无人车辆能够完成越野环境下的安全行驶,感知系统必须具备局部感知这些环境要素的能力,或者具备综合环境信息要素以获得可通行区域的能力。本文提出了一套针对以上这些环境要素的越野环境多要素合成可通行区域检测系统。首先,分析了32线激光雷达几何模型,并基于PCL点云库实现了三维激光点云数据的获取,提出了一种简单32线激光雷达雷达与地面无人车辆安装参数标定方法。其次,采用极坐标栅格地图将车辆周围局部环境激光点云栅格化,对地面凸起正障碍物、负障碍、水体、坡面等多种环境要素进行了分析和提取。(1)通过对极坐标栅格地图扇形块内地面候选点进行直线拟合计算栅格地面参考高度,并计算栅格激光点云与地面参考高度的最大高度差判断栅格状态,实现地面点和正障碍点的分离,同时通过计算地面栅格内激光点高度的方差对地面栅格进行了不平度分析;(2)通过计算相邻层激光线的径向间隔进行负障碍检测;(3)通过对极坐标栅格地图中没有激光点的未知状态栅格进行最大、最小高度填充建立极坐标雷达图,并沿极坐标雷达图圆周方向计算栅格间高度差检测道路边缘障碍;(4)通过回波强度滤波检测水体区域;(5)通过对栅格内激光点采用随机采样一致性方法提取平面特征并结合坡面约束条件实现坡面检测。最后,将极坐标栅格地图正障碍物栅格、负障碍物栅格、道路边缘栅格、水体障碍物栅格以及坡面栅格统一标记为障碍物栅格,基于连通区域标记方法对障碍物栅格进行聚类扩展;通过分析同一角度位置相邻激光扫描线对正障碍物、负障碍物、地面的测量情况,对极坐标栅格地图进行可通行区域扩展,实现可通行区域提取。真实越野环境下的实车实验表明,此系统能够满足地面无人车辆在中等起伏越野环境低速安全行驶的要求。