[發明專利]一種基于激光線掃描成像的測距方法

有效

• 申請號: 201910359635.3
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN110031830B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 張永兵;黃熹之;季向陽;王好謙;戴瓊海
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: G01S11/12
• 分類號: G01S11/12
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

1.一種基于激光線掃描成像的測距方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、對固定好的激光線掃描系統采集先驗的參考圖案；

S2、將激光線掃描設備放置于真實場景中，按照線激光掃描的角度依次發射線激光，用相機采集每個角度的圖像；

S3、利用基于激光線掃描的測距算法，將采集得到的真實場景掃描圖像與先驗參考圖案融合計算，提取出周圍物體的距離信息，實現環境感知；

具體算法步驟如下：

步驟S1中，獲取采集系統的參考圖案時，其角度X₁-X_n和深度Z₁-Z_m，一共n*m張，記為M(X_iZ_j),其中i＝1,2,……,n，j＝1,2,……,m；

步驟S2中，真實場景中采集獲得角度X₁-X_n下的n張圖像，記為O(X_i)，其中i＝1,2,……,n；

步驟S3中，利用虛擬共聚焦成像的聚焦面特性，計算X_i角度Z_j深度的層析信息O(X_i)*M(X_iZ_j)，其中i＝1,2,……,n，j＝1,2,……,m；

利用結構光成像的調制特性獲得X_i角度下的表面深度，其計算公式為：

Z_surf(X_i)＝argmax_(Zj)(O(X_i)*M(X_iZ_j))，其中i＝1,2,……,n；

利用表面深度Zsurf(X_i)重建物體的三維點云圖，實現環境感知。

2.根據權利要求1所述的基于激光線掃描成像的測距方法，其特征在于，步驟S1中，采集時，參考白板分別放置在不同深度Z₁,Z₂,……,Z_m，線激光分別從不同角度X₁,X₂,……,X_n打到白板上由相機采集到參考圖案。

3.根據權利要求1所述的基于激光線掃描成像的測距方法，其特征在于，線激光的掃描通過如下方法實現：光源發出垂直于地面的線激光，激光源和相機相對固定，并繞著垂直于地面的中心軸進行機械旋轉。

4.根據權利要求1所述的基于激光線掃描成像的測距方法，其特征在于，線激光的掃描通過如下方法實現：將垂直于地面的線激光打到光源邊的旋轉振鏡上并反射出去，通過振鏡的快速轉動實現線激光的掃描。

5.根據權利要求1所述的基于激光線掃描成像的測距方法，其特征在于，步驟S3中，其使用的算法結合了結構光成像的調制特性和虛擬共聚焦成像的聚焦面特性。

6.根據權利要求1所述的基于激光線掃描成像的測距方法，其特征在于，硬件上利用掃描線激光作為光源調制，重構時分離出層析信息，構建感知模型。

7.根據權利要求1所述的基于激光線掃描成像的測距方法，其特征在于，掃描的角度范圍決定重構周圍環境的角度，參考圖案選取的深度范圍決定重構的深度。

8.一種基于激光線掃描的測距裝置，包括存儲器和處理器，其特征在于，所述存儲器中存儲有計算機程序，所述計算機程序可被處理器執行以實現如權利要求1至7中任一項所述的基于激光線掃描的測距方法。