[發明專利]一種模擬雪天激光雷達點云雪噪點的方法和相關裝置

在審

• 申請號: 202310201235.6
• 申請日: 2023-03-03
• 公開（公告）號: CN116338651A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 王瑩;李熙銘;劉一兵;孟凡洋;劉博;王健
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497;G06F30/25
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 李可

1.一種模擬雪天激光雷達點云雪噪點的方法，其特征在于，包括：

確定用于表征雪粒子尺寸的雪花尺度譜分布函數；

依據所述雪花尺度譜分布函數和光束的包絡空間體積，確定光束內所包含雪粒子的粒子總數，所述光束為激光雷達發射的光束；

確定所述粒子總數中的每個雪花粒子給光束造成的能量衰減；

依據所述粒子總數和每個雪花粒子給光束造成的能量衰減，得到模擬的點云雪噪點。

2.如權利要求1所述的模擬雪天激光雷達點云雪噪點的方法，其特征在于，所述確定用于表征雪粒子尺寸的雪花尺度譜分布函數，包括：

確定雪粒子的等效尺寸；

依據模擬的降雪強度，確定斜率因子；

依據所述斜率因子、雪粒子的等效尺寸、設定的雪粒子濃度因子參數和設定的雪粒子形狀因子參數，確定雪花尺度譜分布函數。

3.如權利要求1所述的模擬雪天激光雷達點云雪噪點的方法，其特征在于，所述光束的包絡空間體積的構建方式，包括：

確定所述光束的發散角的正切值，所述發散角為所述光束的中心線與所述光束的邊界線之間的夾角；

依據所述發散角的正切值和所述光束所能到達的最遠距離，確定所述光束的包絡空間體積。

4.如權利要求2所述的模擬雪天激光雷達點云雪噪點的方法，其特征在于，所述依據所述雪花尺度譜分布函數和光束的包絡空間體積，確定光束內所包含雪粒子的粒子總數，所述光束為激光雷達發射的光束，包括：

確定雪粒子的最大尺寸值和最小尺寸值；

依據所述雪花尺度譜分布函數在由所述最大尺寸值和所述最小尺寸值構成的尺寸區間內關于等效尺寸的積分，得到雪粒子濃度；

依據所述雪粒子濃度和光束的包絡空間體積，確定光束內所包含雪粒子的粒子總數。

5.如權利要求1所述的模擬雪天激光雷達點云雪噪點的方法，其特征在于，所述能量衰減為所述激光雷達的接收機接收到的理想狀態下理論光束的能量被雪花粒子衰減之后所剩下的能量，所述確定所述粒子總數中的每個雪花粒子給光束造成的能量衰減，包括：

依據模擬的降雪強度和所述光束的波長，確定所述光束的能量在由雪花粒子構成的環境中所對應的衰減系數；

確定所述光束在其中一個所述雪花粒子處的發散面積；

確定其中一個所述雪花粒子未被其它所述雪花粒子遮擋的部分所對應的相對所述光束中心的發散角，記為雪粒子未被遮擋發散角，其它所述雪花粒子位于其中一個所述雪花粒子與所述激光雷達之間；

依據其中一個所述雪花粒子的所述雪粒子未被遮擋發散角和雪粒子的等效尺寸，確定其中一個所述雪花粒子的未被遮擋表面積；

依據所述雪花粒子的未被遮擋表面積、所述光束在其中一個所述雪花粒子處的發散面積、所述衰減系數、所述光束被所述激光雷達賦予的初始能量、所述光束的傳輸效率、所述雪花粒子的反射率以及所述雪花粒子沿著光束方向與所述激光雷達之間的距離，確定每個雪花粒子給光束造成的能量衰減。

6.如權利要求5所述的模擬雪天激光雷達點云雪噪點的方法，其特征在于，所述依據模擬的降雪強度和所述光束的波長，確定所述光束的能量在由雪花粒子構成的環境中所對應的衰減系數，包括：

確定所述雪花粒子中的干雪粒子和濕雪粒子，所述濕雪粒子的濕度大于所述干雪粒子的濕度_；

依據所述光束的波長和第一常數，確定所述濕雪粒子的衰減參數值；

依據所述光束的波長和第二常數，確定所述干雪粒子的衰減參數值；

依據所述濕雪粒子的衰減參數值和模擬的降雪強度，確定所述光束的能量在由所述濕雪粒子構成的環境中所對應的衰減系數；

依據所述干雪粒子的衰減參數值和模擬的降雪強度，確定所述光束的能量在由所述干雪粒子構成的環境中所對應的衰減系數。