点云矫正方法技术

本申请实施例涉及激光雷达技术领域，公开了一种点云矫正方法

【技术实现步骤摘要】
点云矫正方法、激光雷达及机器人


[0001]本申请实施例涉及机器人
，尤其涉及一种点云矫正方法
、
激光雷达及机器人
。

技术介绍

[0002]随着科技的不断发展，激光雷达广泛应用于机器人
、
无人驾驶
、
无人车等领域
。
激光雷达
(Laser Detection and Ranging,LADAR)
是以发射激光光束来探测目标的位置
、
速度等特征量的雷达系统
。
激光雷达包括发射器和接收器，发射器向目标发射探测信号
(
激光
)
，接收器接收从目标反射回来的信号
(
反射光
)
，然后，激光雷达将接收到的信号与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，例如目标距离
、
方位
、
高度
、
速度
、
姿态
、
甚至形状等参数
。
[0003]其中，激光雷达采用的测距方法有三角测距法和
TOF
测距法
(Time of Flight,TOF)。TOF
测距法通过信号在发射器和接收器之间的往返的飞行时间来测量目标物体到激光雷达的距离
。
然而，在测距过程中，受物体材质
、
角度等影响，影响测距精度
。
此外，
TOF
测距法对于近距离的测距，其点云所表现为抖动大，误差比率高
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请一些实施例提供了一种点云矫正方法
、
激光雷达及机器人，该方法应用于激光雷达，激光雷达能够针对不同反射率的材质和不同角度的倾斜点，均能实现较高的测量精度，还能平滑改善点云形态，提高输出点云的精度和质量
。
[0005]第一方面，本申请一些实施例提供了一种点云矫正方法，包括：
[0006]获取点云数据；
[0007]采用距离矫正模型对点云数据中各个激光点的距离进行校正，得到第一矫正点云；
[0008]对第一矫正点云进行平滑处理，得到第二矫正点云
。
[0009]在一些实施例中，距离矫正模型中的参数由标定数据确定得到，标定数据包括激光雷达对不同距离下的标靶进行测量得到的数据；
[0010]标靶包括垂直于激光雷达的垂直标靶和与激光雷达呈倾斜角度的倾斜标靶，和
/
或，标靶包括至少两种不同反射率的材质
。
[0011]在一些实施例中，倾斜标靶是由垂直标靶以预设步长调整角度得到的
。
[0012]在一些实施例中，激光雷达包括感光区域，感光区域包括第一感光区域和第二感光区域，
[0013]采用距离矫正模型对点云数据中各个激光点的距离进行校正，得到第一矫正点云，包括：
[0014]对于每个激光点，获取距离测量值
、
第一感光区域的第一亮度值以及第二感光区域的第二亮度值，并根据距离矫正模型中的非线性函数
、
线性函数，确定距离误差值和距离
偏移值；
[0015]根据距离测量值
、
距离误差值和距离偏移值，确定第一矫正距离，得到矫正后的激光点，各个矫正后的激光点构成第一矫正点云
。
[0016]在一些实施例中，对第一矫正点云进行平滑处理，得到第二矫正点云，包括：
[0017]预设长度的滑动窗口在第一矫正点云上滑动，当前激光点位于滑动窗口的中间位置；
[0018]若当前激光点的距离小于或等于第一阈值，根据滑动窗口中的激光点，确定当前激光点的第二矫正距离，待滑动窗口在第一矫正点云上滑动完成后，得到第二矫正点云
。
[0019]在一些实施例中，根据滑动窗口中的激光点，确定当前激光点的第二矫正距离，包括：
[0020]获取滑动窗口中待调整的激光点；
[0021]将待调整的激光点的距离调整为与其相邻的且最近的激光点的距离；
[0022]将调整后的滑动窗口中的激光点的距离进行加权均值滤波处理，得到当前激光点的第二矫正距离
。
[0023]在一些实施例中，获取滑动窗口中待调整的激光点，包括：
[0024]获取滑动窗口中距离最近的两个激光点，若两个激光点的距离差小于或等于第二阈值，则确定两个激光点的平均距离；
[0025]对于滑动窗口中的其它激光点，若某一激光点的距离与平均距离的差大于或等于第三阈值，则确定激光点为待调整的激光点
。
[0026]在一些实施例中，滑动窗口中的激光点对应的权重值，离当前激光点越近权重越大，离当前激光点越远权重越小
。
[0027]第二方面，本申请一些实施例提供了一种激光雷达，包括：
[0028]至少一个处理器；以及，
[0029]与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0030]存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行第一方面的方法
。
[0031]第三方面，本申请一些实施例提供了一种机器人，包括如第二方面的激光雷达
。
[0032]本申请实施例的有益效果：区别于现有技术的情况，本申请实施例提供的点云矫正方法，采用距离矫正模型对点云数据中各个激光点的距离进行校正，得到第一矫正点云
。
对第一矫正点云进行平滑处理，得到第二矫正点云
。
在此实施例中，分层次进行点云矫正，首先考虑单个激光点的距离精度，采用距离矫正模型进行距离矫正，能够有效减少单个激光点的距离误差和距离偏差，使得各个激光点的距离准确，激光雷达针对不同反射率的材质和不同角度的倾斜点，均能实现较高的测量精度
。
然后，从点云整体形态出发，结和附近点云形态，进行平滑处理，使得激光雷达输出的第二矫正点云具有较好的点云形态和点云质量
。
附图说明
[0033]一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除
非有特别申明，附图中的图不构成比例限制
。
[0034]图1为本申请一些实施例中应用点云矫正方法的环境示意图；
[0035]图2为本申请一些实施例中激光雷达的测距示意图；
[0036]图3为本申请一些实施例中
TOF
测距法的原理示意图；
[0037]图4为本申请一些实施例中点云矫正方法的流程示意图；
[0038]图5为本申请一些实施例中点云数据的示意图；
[0039]图6为本申请一些实施例中点云数据的示意图；
[0040]图7为本申请一些实施例中点云数据的示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种点云矫正方法，其特征在于，包括：获取点云数据；采用距离矫正模型对所述点云数据中各个激光点的距离进行校正，得到第一矫正点云；对所述第一矫正点云进行平滑处理，得到第二矫正点云
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述距离矫正模型中的参数由标定数据确定得到，所述标定数据包括激光雷达对不同距离下的标靶进行测量得到的数据；所述标靶包括垂直于所述激光雷达的垂直标靶和与所述激光雷达呈倾斜角度的倾斜标靶，和
/
或，所述标靶包括至少两种不同反射率的材质
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述倾斜标靶是由所述垂直标靶以预设步长调整角度得到的
。4.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述激光雷达包括感光区域，所述感光区域包括第一感光区域和第二感光区域，所述采用距离矫正模型对所述点云数据中各个激光点的距离进行校正，得到第一矫正点云，包括：对于每个激光点，获取距离测量值
、
第一感光区域的第一亮度值以及第二感光区域的第二亮度值，并根据所述距离矫正模型中的非线性函数
、
线性函数，确定距离误差值和距离偏移值；根据所述距离测量值
、
距离误差值和距离偏移值，确定第一矫正距离，得到矫正后的激光点，各个矫正后的激光点构成所述第一矫正点云
。5.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一矫正点云进行平滑处理，得到第二矫正点云，包括：预设长度的滑动窗口在所述第一矫正点云上滑动，当前激光点位于所述滑动窗口的...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳家斌，陈悦，徐权，张鹏，揭平良，黄纶，何松骏，
申请(专利权)人：深圳市欢创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：