[發(fā)明專利]一體化激光雷達(dá)系統(tǒng)及其檢測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110248687.0
• 申請(qǐng)日: 2021-03-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112946689A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林堅(jiān);黎洪;林余斌;汪培鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州嶺緯智能科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01S17/93
• 分類(lèi)號(hào): G01S17/93;G01S7/481;G01C21/16;G06K9/00;G06K9/34;G06K9/62
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1.一體化激光雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于，所述一體化激光雷達(dá)系統(tǒng)包括檢測(cè)模組、分析模組，所述檢測(cè)模組與分析模組相連，所述檢測(cè)模組包括激光雷達(dá)單元、相機(jī)單元，所述激光雷達(dá)單元、相機(jī)單元的檢測(cè)方向重合；所述一體化激光雷達(dá)系統(tǒng)還包括顯示屏模組，所述顯示屏模組與分析模組相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一體化激光雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于，所述一體化激光雷達(dá)系統(tǒng)還包括殼體和通訊模組，所述檢測(cè)模組、分析模組、通訊模組安裝在殼體內(nèi)，所述顯示屏模組安裝在殼體上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一體化激光雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于，所述一體化激光雷達(dá)系統(tǒng)還包括矯正模組，所述矯正模組與分析模組相連，所述矯正模組包括慣性導(dǎo)航模塊、陀螺儀中的一種或多種。

4.一種權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述一體化激光雷達(dá)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其特征在于，所述檢測(cè)方法包括：

S1啟動(dòng)激光雷達(dá)單元、相機(jī)單元，根據(jù)激光雷達(dá)單元所采集信息建立世界坐標(biāo)系，根據(jù)相機(jī)單元的檢測(cè)方向建立相機(jī)坐標(biāo)系統(tǒng)，根據(jù)相機(jī)單元所采集信息建立圖像坐標(biāo)系，并根據(jù)相機(jī)單元所采集圖像建立像素坐標(biāo)；

S2將世界坐標(biāo)系向相機(jī)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換擬合；

S3將相機(jī)坐標(biāo)系向圖像坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換擬合；

S4將圖像坐標(biāo)系向像素坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換擬合；

S5獲得世界坐標(biāo)系、圖像坐標(biāo)系與像素坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系，實(shí)現(xiàn)激光雷達(dá)單元所采集信息與相機(jī)單元所采集信息的擬合。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述檢測(cè)方法，其特征在于，所述建立世界坐標(biāo)系包括：

以激光雷達(dá)單元為幾何中心，設(shè)定激光雷達(dá)單元的左右為XL軸，設(shè)定激光雷達(dá)單元的上下為YL軸，設(shè)定激光雷達(dá)單元的檢測(cè)深度為ZL軸；所述建立相機(jī)坐標(biāo)系統(tǒng)包括：

以相機(jī)單元的光心為原點(diǎn)，設(shè)定水平軸為XC軸，垂直軸為YC軸，相機(jī)單元光軸所在直線為ZC軸。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述檢測(cè)方法，其特征在于，所述S2將世界坐標(biāo)系向相機(jī)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換擬合包括：

設(shè)定3x3旋轉(zhuǎn)矩陣為R、3x1平移矩陣為T(mén)，建立世界坐標(biāo)系向相機(jī)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換公式如下：

。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述檢測(cè)方法，其特征在于，所述S3將相機(jī)坐標(biāo)系向圖像坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換擬合包括：

設(shè)定相機(jī)焦距為f，在相機(jī)坐標(biāo)系下設(shè)定實(shí)際點(diǎn)p，設(shè)定實(shí)際點(diǎn)p在圖像坐標(biāo)系中的投影點(diǎn)為p(x,y)，建立p與p(x,y)的坐標(biāo)關(guān)系如下：

根據(jù)p與p(x,y)的坐標(biāo)關(guān)系建立相機(jī)坐標(biāo)系向圖像坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換公式如下：

；

所述建立像素坐標(biāo)包括：

設(shè)定像素坐標(biāo)系為U軸，V軸，以圖像左上角起始點(diǎn)為原點(diǎn)，U軸為水平向右，V軸豎直向下；

所述S4將圖像坐標(biāo)系向像素坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換擬合包括：

設(shè)定像素坐標(biāo)系原點(diǎn)為o1，圖像坐標(biāo)系原點(diǎn)為o，o在像素坐標(biāo)系下o1的坐標(biāo)為(Uo,Vo)，單個(gè)像素在像素坐標(biāo)系中的長(zhǎng)和寬分別為dx、dy，獲得變換公式為：

根據(jù)變換公式建立圖像坐標(biāo)系向像素坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換矩陣如下：

，

獲得激光雷達(dá)單元所采集信息與相機(jī)單元所采集信息的擬合公式為f（XL,YL,ZL） =U, V。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述檢測(cè)方法，其特征在于，所述檢測(cè)方法還包括圖像識(shí)別：

根據(jù)激光雷達(dá)單元所采集信息與相機(jī)單元所采集信息的擬合公式，將圖像中的像素RGB顏色賦值到世界坐標(biāo)系XL,YL,ZL上，形成立體像素點(diǎn)；

將多個(gè)立體像素點(diǎn)組成立體像素點(diǎn)云，通過(guò)k-tree算法，篩選出相應(yīng)點(diǎn)云模型，以確定立體像素點(diǎn)云對(duì)應(yīng)的物體及物體實(shí)際距離。