[發(fā)明專利]一種激光雷達(dá)多徑補償方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110937368.0
• 申請日: 2021-08-16
• 公開（公告）號: CN113393509B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王坤強;應(yīng)忠建;楊金峰;張合勇
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江光珀智能科技有限公司
• 主分類號: G06T7/521
• 分類號: G06T7/521;G06T5/00;G06T7/80
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

1.一種激光雷達(dá)多徑補償方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：根據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù)進行曝光并獲取圖像幀；

S2：通過時域和空間域濾波、畸變矯正以及視角轉(zhuǎn)換的手段對圖像幀進行預(yù)處理；

S3：提取圖像幀的特征點；標(biāo)記圖像輪廓，分離不同角度圖像平面，提取各平面的幾何中心點的坐標(biāo)、深度值、灰度值及幾何中心點垂直投影在輪廓線上坐標(biāo)；

S4：特征點處理；根據(jù)幾何中心點深度值和灰度值計算各圖像平面反射率x，依據(jù)相鄰兩平面幾何中心點和其在輪廓線上的垂直投影點，計算兩相鄰平面的夾角；

S5：多徑補償；計算單個像素點到相鄰平面幾何中心的距離，并結(jié)合兩相鄰平面的夾角計算多次反射系數(shù)β；根據(jù)多徑計算式計算單個相鄰平面的多徑偏差，依次計算各相鄰平面的偏差與總矯正值；深度值減去總的矯正值獲得矯正后的深度值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光雷達(dá)多徑補償方法，其特征在于，將相機置于導(dǎo)軌，測量不同物距與相機灰度關(guān)系；計算曝光參數(shù)測距范圍，計算公式如下：

其中，M為最大測量物距；

C為光速常量；

T為曝光時間；

將確定好的曝光參數(shù)寫入相機配置文件，重啟后相機根據(jù)配置的曝光參數(shù)曝光并獲取深度圖與灰度圖。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種激光雷達(dá)多徑補償方法，其特征在于，所述的步驟S3中的標(biāo)記圖像輪廓包括以下步驟：設(shè)置圖像掃描算子和掃描方式；算子掃描和依據(jù)閾值標(biāo)記輪廓點；輪廓線上的斷續(xù)點處理；

設(shè)置圖像掃描算子和掃描方式：

分別設(shè)置灰度圖和深度圖的算子；灰度圖掃描灰度在輪廓線上的變化； 深度圖通過統(tǒng)計距離變化率的差異標(biāo)記不同平面輪廓線；灰度圖和深度圖均分別從水平和垂直方向掃描；

算子掃描和依據(jù)閾值標(biāo)記輪廓點：

灰度圖算子在水平方向與垂直方向，分別依次劃過圖像，統(tǒng)計當(dāng)前像素與窗口內(nèi)8個像素均值的差值，并計算該差值與均值的比值，當(dāng)該比值大于設(shè)定閾值時認(rèn)為是輪廓點，并進行標(biāo)記；

當(dāng)深度圖算子依次劃過圖像時，統(tǒng)計算子0，1，2，3與算子6，7，8，9像素深度變化斜率；算子6，7，8，9與算子12，13，14，15像素深度變化斜率；求與差值的絕對值；當(dāng)大于設(shè)置閾值時，表明該點在輪廓線上并標(biāo)注；

輪廓線上的斷續(xù)點處理：

使用已知輪廓點膨脹或者按照輪廓線斜率延伸的判斷方式，將斷掉輪廓點進行標(biāo)記。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種激光雷達(dá)多徑補償方法，其特征在于，所述的、和計算如下式：

其中，為算子i像素深度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種激光雷達(dá)多徑補償方法，其特征在于，采用網(wǎng)格化標(biāo)記進行不同輪廓平面分離與提取；分別從水平方向和垂直方向兩個方向掃描圖像；在同一方向按照遇到輪廓線個數(shù)依次標(biāo)注，輪廓線寬度設(shè)置為10個像素；按照水平方向和垂直方向上輪廓線標(biāo)注組合進行平面劃分和標(biāo)注。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種激光雷達(dá)多徑補償方法，其特征在于，統(tǒng)計同一平面內(nèi)水平最大坐標(biāo)、水平最小坐標(biāo)、垂直最大坐標(biāo)和垂直最小坐標(biāo)，取水平中點以及垂直中點；以此類推得到各平面幾何中心點，獲得相應(yīng)深度值和灰度值；幾何中心點到輪廓線投影點坐標(biāo)，通過輪詢輪廓線或其延伸線上坐標(biāo)點到該幾何中心的最近點得到。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或4或6所述的一種激光雷達(dá)多徑補償方法，其特征在于，所述的計算各圖像平面反射率過程為：

其中，G指為相機灰度值，單位：nW/mm²/LSB；

K為衰減系數(shù)，包括激光蓋板透射率、鏡頭透射率和傳感器轉(zhuǎn)化率；

；

x為物體反射率；

P為激光發(fā)射功率，單位：W；

d為目標(biāo)到鏡頭的物距，單位mm；

代入各輪廓平面幾何中心對應(yīng)的灰度值和深度值，分別計算各輪廓平面的反射率；為第i個輪廓平面的反射率。