雷射雷達標定方法及雷射雷達與流程

2023-09-24 05:03:05

本發明涉及雷射探測領域，特別涉及一種雷射雷達標定方法及雷射雷達。

背景技術：

雷射雷達是以發射雷射光束來探測目標的位置、速度等特徵量的雷達系統，其工作原理是先向目標發射探測雷射光束，然後將接收到的從目標反射回來的信號與發射信號進行比較，作適當處理後，就可獲得目標的有關信息。

雷射雷達在使用或出廠之前需要對發射的雷射進行標定，傳統的標定方式是對每一束出射雷射來進行標定，隨著多線雷射雷達的出現，這種標定方法效率太低，無法滿足需求。對於多線雷射雷達，現有的標定方法通常是在空曠的、無幹擾、異物少的房間內，對於同一塊檢測板，擺放在不同距離處由待標定雷射雷達進行檢測，收集檢測結果，對檢測結果進行處理後，根據處理後的結果來調整雷射發射器的參數，從而來標定多線雷射雷達。

現有的對於多線雷射雷達的標定方法對環境有較高的要求，也需要人為移動檢測板，且對檢測板與雷射雷達之間的距離有較高的精度要求，因此效率較低。

技術實現要素：

本發明實施例中提供了一種雷射雷達標定方法及雷射雷達，能提供雷射雷達標定的效率。

為了解決上述技術問題，本發明實施例公開了如下技術方案：

一方面，提供了一種雷射雷達標定方法，包括：

使所述雷射雷達運動；

獲取所述雷射雷達在當前採樣時刻與上一個採樣時刻之間的相對位移；

獲取所述雷射雷達當前採樣時刻與上一個採樣時刻之間的檢測數據；

根據所述檢測數據與所述相對位移，調整所述雷射雷達的參數值。

可選的，所述雷射雷達轉動一圈為一個採樣周期。

可選的，所述根據檢測數據與相對位移，調整所述雷射雷達的參數值，包括：

根據所述相對位移及檢測數據，獲取所述雷射雷達在當前採樣時刻與上一個採樣時刻之間的點雲數據；

建立能量模型；

根據能量模型及點雲數據，獲取所述能量模型的數值；

根據所述能量模型的數值，調整所述雷射雷達的參數值。

可選的，所述根據點雲數據及能量模型，獲取所述能量模型的數值，包括：

根據能量模型及多個採樣周期的點雲數據，獲取所述能量模型的數值。

可選的，所述能量模型為：

其中，b表示雷射雷達的線數；

bi是第i線雷射；

bij是bi在第j圈獲得的檢測數據；

n表示雷射在bi為所述雷射雷達累積掃過的最大圈數；

k表示一線雷射上的點數；

wk表示權重，當pk-mk大於預設閾值，則認定pk和mk不是共面的，則將這個點排除，此時wk＝0，反之wk＝1；

ηk表示在pk相鄰的最近的若干點擬合的平面所對應的法向量；

pk和mk都是bij上的點，mk是離pk最近的點。

可選的，所述根據能量模型的數值，調整雷射雷達的參數值，包括：

若所述能量模型的數值最小，則確認所述能量模型的數值對應的雷射雷達的參數值為最優。

第二方面，提供了一種雷射雷達，所述雷射雷達包括：

運動單元，用於使所述雷射雷達運動；

位移獲取單元，用於獲取所述雷射雷達在當前採樣時刻與上一個採樣時刻之間的相對位移；

檢測單元，用於獲取所述雷射雷達當前採樣時刻與上一個採樣時刻之間的檢測數據；

控制單元，用於根據所述檢測數據與所述相對位移，調整所述雷射雷達的參數值。

可選的，所述雷射雷達轉動一圈為一個採樣周期。

可選的，所述控制單元還用於：

根據所述相對位移及檢測數據，獲取所述雷射雷達在當前採樣時刻與上一個採樣時刻之間的點雲數據；

建立能量模型；

根據所述點雲數據及能量模型，獲取所述能量模型的數值；

根據所述能量模型的數值，調整所述雷射雷達的參數值。

可選的，所述控制單元還用於：

根據能量模型及多個採樣周期的點雲數據，獲取所述能量模型的數值。

可選的，所述能量模型為：

其中，b表示雷射雷達的線數；

bi是第i線雷射；

bij是bi在第j圈獲得的檢測數據；

n表示雷射在bi為所述雷射雷達累積掃過的最大圈數；

k表示一線雷射上的點數；

wk表示權重，當pk-mk大於預設閾值，則認定pk和mk不是共面的，則將這個點排除，此時wk＝0，反之wk＝1；

ηk表示在pk相鄰的最近的若干點擬合的平面所對應的法向量；

pk和mk都是bij上的點，mk是離pk最近的點。

可選的，所述控制單元還用於：

若所述能量模型的數值最小，則確認所述能量模型的數值對應的雷射雷達的參數值為最優。

本發明的實施例中公開了一種雷射雷達標定方法，使所述雷射雷達運動後，獲取所述雷射雷達在當前採樣時刻與上一個採樣時刻之間的相對位移和檢測數據，根據所述檢測數據與所述相對位移，調整所述雷射雷達的參數值。本發明實施例中，雷射雷達可以自行移動採集數據，根據採集的數據來調整雷射雷達的參數，無需檢測板，可以提高雷射雷達標定的效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1所示為本發明實施例的雷射雷達標定方法的流程圖；

圖2所示為本發明實施例的雷射雷達運動示意圖；

圖3所示為本發明實施例的雷射雷達標定時獲取數據的示意圖；

圖4所示為本發明實施例的雷射雷達標定方法的流程圖；

圖5所示為本發明實施例的雷射雷達的結構示意圖。

具體實施方式

本發明如下實施例提供了一種雷射雷達標定方法及雷射雷達，能提高雷射雷達標定的效率。

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

圖1所示為本發明實施例的雷射雷達標定方法的流程圖，如圖1所示，所述方法包括：

步驟101，使雷射雷達運動。

本發明實施例中，雷射雷達可以安裝在運動裝置上，該運動裝置可以進行很微小的移動。

圖2所示為本發明實施例的雷射雷達運動示意圖，如圖2所示，雷射雷達201設置於運動裝置202上。

步驟102，獲取雷射雷達在當前採樣時刻與上一個採樣時刻之間的相對位移。

本發明實施例中，安裝雷射雷達的運動裝置上可以安慣性測量單元imu、全球定位系統gps，或者其他方式來測量雷射雷達兩個採樣時刻之間的相對位移。

本發明實施例中，雷射雷達轉動一圈為一個採樣周期。

參考圖2所示，為當前採樣時刻與上一個採樣時刻之間的相對位移。

步驟103，獲取雷射雷達當前採樣時刻與上一個採樣時刻之間的檢測數據；

步驟104，根據檢測數據與相對位移，調整雷射雷達的參數值。

步驟104中，所述根據檢測數據與相對位移，調整所述雷射雷達的參數值，包括：

根據所述相對位移及檢測數據，獲取所述雷射雷達在當前採樣時刻與上一個採樣時刻之間的點雲數據；

建立能量模型；

根據所述點雲數據及能量模型，獲取所述能量模型的數值；

根據所述能量模型的數值，調整所述雷射雷達的參數值。

步驟104中，據點雲數據及能量模型，獲取所述能量模型的數值，包括：

根據能量模型及多個採樣周期的點雲數據，獲取所述能量模型的數值。

本發明實施例的能量模型是一個迭代的過程，需要用到之前採用周期中的點雲數據，例如需要二十個採樣周期的數據，可以減小偶爾誤差。

所述能量模型為：

其中，b表示雷射雷達的線數；

bi是第i線雷射；

bij是bi在第j圈獲得的檢測數據；

n表示雷射在bi為所述雷射雷達累積掃過的最大圈數；

k表示一線雷射上的點數；

wk表示權重，當pk-mk大於預設閾值，則認定pk和mk不是共面的，則將這個點排除，此時wk＝0，反之wk＝1；

ηk表示在pk相鄰的最近的若干點擬合的平面所對應的法向量；

pk和mk都是bij上的點，mk是離pk最近的點。

本發明的實施例中的雷射雷達標定方法，使所述雷射雷達運動後，獲取所述雷射雷達在當前採樣時刻與上一個採樣時刻之間的相對位移和檢測數據，根據所述檢測數據與所述相對位移，調整所述雷射雷達的參數值。本發明實施例中，雷射雷達可以自行移動採集數據，根據採集的數據來調整雷射雷達的參數，無需檢測板，可以提高雷射雷達標定的效率，降低人力成本。

圖3所示為雷射雷達標定時獲取數據的示意圖，如圖3所示，圖中的圓弧形虛線是雷射雷達連續旋轉時某一條雷射的掃描位置，為當前採樣時刻與上一個採樣時刻之間的相對位移，bij是bi在第j圈獲得的檢測數據，mk和pk如圖3所示。為了較為清晰的示出，圖3中的表示mk和pk點特意加黑、加粗，實際上這兩個點與其他掃描點是相同的。

圖4所示為本發明實施例的雷射雷達標定方法的流程圖，如圖4所示，所述方法包括：

步驟401，使雷射雷達運動。

步驟402，獲取雷射雷達在當前採樣時刻與上一個採樣時刻之間的相對位移。

步驟403，獲取雷射雷達在當前採樣時刻與上一個採樣時刻之間的點雲數據。

步驟404，建立能量模型。

步驟405，根據點雲數據及能量模型，獲取能量模型的數值。

步驟406，判斷能量模型的數值是否最小，若不是，則轉至步驟407，若是，則轉至步驟408；

步驟407，調整雷射雷達的參數值，轉至步驟402。

步驟408，確認能量模型的數值對應的雷射雷達的參數值為最優參數值。

本發明的實施例中的雷射雷達標定方法，可以提高雷射雷達標定的效率。

與上述雷射雷達標定方法相對應，本發明實施例提供了一種雷射雷達，圖5所示為本發明實施例的雷射雷達的結構示意圖，如圖5所示，雷射雷達包括：

運動單元501，用於使所述雷射雷達運動；

位移獲取單元502，用於獲取所述雷射雷達在當前採樣時刻與上一個採樣時刻之間的相對位移；

檢測單元503，用於獲取所述雷射雷達當前採樣時刻與上一個採樣時刻之間的檢測數據；

控制單元504，用於根據所述檢測數據與所述相對位移，調整所述雷射雷達的參數值。

可選的，雷射雷達轉動一圈為一個採樣周期。

可選的，所述控制單元504還用於：

根據所述相對位移及檢測數據，獲取所述雷射雷達在當前採樣時刻與上一個採樣時刻之間的點雲數據；

建立能量模型；

根據所述點雲數據及能量模型，獲取所述能量模型的數值；

根據所述能量模型的數值，調整所述雷射雷達的參數值。

可選的，所述控制單元504還用於：

根據能量模型及多個採樣周期的點雲數據，獲取所述能量模型的數值。

可選的，所述能量模型為：

其中，b表示雷射雷達的線數；

bi是第i線雷射；

bij是bi在第j圈獲得的檢測數據；

n表示雷射在bi為所述雷射雷達累積掃過的最大圈數；

k表示一線雷射上的點數；

wk表示權重，當pk-mk大於預設閾值，則認定pk和mk不是共面的，則將這個點排除，此時wk＝0，反之wk＝1；

ηk表示在pk相鄰的最近的若干點擬合的平面所對應的法向量；

pk和mk都是bij上的點，mk是離pk最近的點。

可選的，所述控制單元504還用於：

若所述能量模型的數值最小，則確認所述能量模型的數值對應的雷射雷達的參數值為最優。

本發明實施例的雷射雷達，能提高雷射雷達的標定效率。

本發明的實施例中公開了一種雷射雷達標定方法及雷射雷達，使所述雷射雷達運動後，獲取所述雷射雷達在當前採樣時刻與上一個採樣時刻之間的相對位移和檢測數據，根據所述檢測數據與所述相對位移，調整所述雷射雷達的參數值。本發明實施例中，雷射雷達可以自行移動採集數據，根據採集的數據來調整雷射雷達的參數，無需檢測板，可以提高雷射雷達標定的效率，降低人力成本。

本領域的技術人員可以清楚地了解到本發明實施例中的技術可藉助軟體加必需的通用硬體的方式來實現，通用硬體包括通用集成電路、通用cpu、通用存儲器、通用元器件等，當然也可以通過專用硬體包括專用集成電路、專用cpu、專用存儲器、專用元器件等來實現，但很多情況下前者是更佳的實施方式。基於這樣的理解，本發明實施例中的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該計算機軟體產品可以存儲在存儲介質中，如只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、磁碟、光碟等，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，伺服器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。

本說明書中的各個實施例均採用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對於系統實施例而言，由於其基本相似於方法實施例，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。

以上所述的本發明實施方式，並不構成對本發明保護範圍的限定。任何在本發明的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。