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用于激光雷达点云的数据处理方法、激光雷达及其系统技术方案

技术编号:41589316 阅读:17 留言:0更新日期:2024-06-07 00:02
本发明专利技术提供一种用于激光雷达点云的数据处理方法,包括:S1:获取所述激光雷达的点云;S2:确定所述激光雷达点云中的异常点,其中所述异常点包括缺失点和噪点;S3:获取所述异常点周围多个点的数据;和S4:根据所述周围多个点的数据,调整所述异常点。采用本发明专利技术的技术方案,通过异常点的周围点的数据对点云中的异常点(包括缺失点和噪点)进行调整,不仅可以填充点云中的缺失点,还可以对点云中的噪点进行替换或删除,从而实现点云优化,有助于提高激光雷达的探测结果的准确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光雷达领域,尤其涉及一种用于激光雷达点云的数据处理方法,一种激光雷达以及一种激光雷达系统。


技术介绍

1、激光雷达是一种常用的测距传感器,具有探测距离远、分辨率高、抗有源干扰能力强、体积小、质量轻等优点,广泛应用于智能机器人、无人机、无人驾驶等领域。

2、激光雷达包括发射单元、接收单元和处理单元,其中发射单元配置成发射探测光,用于探测障碍物,接收单元配置成接收所述探测光在所述障碍物上反射的回波,处理单元配置成基于所述回波生成点云,但点云中可能存在点数据缺失,也可能存在大量噪点,上述两种情况都将导致激光雷达的测距结果不准确,影响后续基于点云识别各种目标物的准确性。

3、对于缺失点形成的原因包括以下情况:发射单元包含多个激光器,多个激光器分成多组,每组激光器分时发光,分别由对应的线阵探测器探测,用于提高激光雷达的探测覆盖率,减少线阵探测器之间的相互干扰。图1示出了多个激光器分时发光的示意图。如图1所示,多个激光器分为多组(例如2组),其中第1组激光器在当前时刻发出的光束在视场中形成光斑a-1,第2组激光器在下一时刻发出的光束在视场中形成光斑b-1,光斑a-1和b-1可以认为具有同一发射周期,也就是说,在同一发射周期内形成光斑a-1和b-1(如图1左上角框出的部分所示)。在同一发射周期内形成的光斑经目标物反射后形成回波,回波在探测器平面内形成对应的回波光斑,被线阵探测器接收。图2示出了线阵探测器接收回波光斑的示意图。如图2所示,线阵探测器a和b分别具有多个像素1-n、n+1-2n,像素1-n同时激活,像素n+1-2n在下一时刻同时激活,分别接收回波产生脉冲信号,形成点云中的点数据。例如在同一发射周期内形成的图1的光斑a-1和b-1经目标物反射形成回波,回波在探测器平面内形成对应的回波光斑(如图2框出的部分所示),回波光斑a-1和b-1分别被线阵探测器a和b接收,即多个像素1-n、n+1-2n-1对应产生脉冲信号形成点云中的点数据。由于生产工艺的限制,线阵探测器a和b之间间隔较大,间隔尺寸接近一个像素尺寸,因此在像素n和n+1之间不会形成点数据,从而造成点云中具有缺失点。除了线阵探测器之间间隔大造成点云中点数据缺失之外,还可能由于激光雷达中的激光器或者探测器失效导致点云中点数据缺失。

4、对于噪点形成的原因包括以下情况:回波信号弱、环境光噪声大、激光雷达中同时探测的通道之间的串扰、探测到高反射率物体导致强回波经多次反射使其飞行时间大于激光雷达测程并被下一时刻激活的接收通道接收、或者其他激光雷达干扰等。

5、当点云中点数据缺失或者存在噪点时,都将对激光雷达的探测结果产生不利影响,因此如何识别点云中的缺失点和噪点并对其进行优化至关重要。

6、
技术介绍
部分的内容仅仅是专利技术人所知晓的技术,并不当然代表本领域的现有技术。


技术实现思路

1、针对现有技术存在问题中的一个或多个,本专利技术提供一种用于激光雷达点云的数据处理方法,用于对点云中的异常点数据进行调整,从而优化点云,提高了激光雷达的探测结果的准确度。

2、所述数据处理方法包括:

3、s1:获取所述激光雷达的点云;

4、s2:确定所述激光雷达点云中的异常点,其中所述异常点包括噪点和缺失点;

5、s3:获取所述异常点周围多个点的数据;和

6、s4:根据所述周围多个点的数据,调整所述异常点。

7、根据本专利技术的一个方面,其中所述缺失点包括:

8、所述激光雷达的探测器阵列之间的间隔造成的缺失点;和

9、所述激光雷达探测通道异常造成的缺失点。

10、根据本专利技术的一个方面,其中所述步骤s2包括:

11、对于点云中的一点,获取该点周围多个点的数据;

12、根据该点的数据以及该点周围多个点的数据,确定该点的置信度;和

13、当该点的置信度低于第一置信度阈值时,确定该点为异常点。

14、根据本专利技术的一个方面,其中所述步骤s4包括:

15、针对所述点云中的缺失点,根据所述缺失点周围多个点的数据进行插值,确定所述缺失点的数据。

16、根据本专利技术的一个方面,其中所述步骤s4还包括:

17、根据所述缺失点周围多个点的数据,确定通过插值获得的数据的置信度;

18、当通过插值获得的数据的置信度高于第二置信度阈值时,利用通过插值获得的数据恢复所述缺失点。

19、根据本专利技术的一个方面,其中所述步骤s4包括:

20、针对所述点云中的噪点,采用多种模式中的任一种,确定所述噪点的重构数据,其中所述多种模式对应于所述噪点的周围多个点的不同组合。

21、根据本专利技术的一个方面,其中所述步骤s4还包括:

22、根据所述噪点周围多个点的数据,确定所述噪点的重构数据的置信度;

23、当所述置信度高于第二置信度阈值时,利用所述重构数据替换所述噪点的数据;

24、当所述置信度低于所述第二置信度阈值时,从所述点云中删除所述噪点。

25、根据本专利技术的一个方面,其中,所述数据包括距离数据,所述确定该点的置信度包括:

26、根据该点周围多个点的距离数据是否在该点的距离数据附近的预设区间内,确定该点的置信度。

27、根据本专利技术的一个方面,其中所述数据包括发光时刻数据,所述确定该点的置信度包括:

28、根据该点周围多个点的发光时刻数据与该点的发光时刻数据是否匹配,确定该点的置信度。

29、根据本专利技术的一个方面,还包括按照以下时序处理:

30、s5:依次获取所述点云中的点数据,直至能够对已获取的点数据进行所述确定所述异常点的操作;

31、s6:利用所述已获取的点数据调整所述异常点;

32、s7:返回到所述步骤s5,直至遍历所述点云中的所有点数据。

33、本专利技术还提供一种计算机可读存储介质,包括存储于其上的计算机可执行指令,所述可执行指令在被处理器执行时实施如上所述的数据处理方法。

34、本专利技术还提供一种激光雷达,包括:

35、发射单元,配置成发射探测光,用于探测障碍物;

36、接收单元,配置成接收所述探测光在所述障碍物上反射的回波;

37、处理单元,与所述发射单元和所述探测单元耦合,配置成基于所述回波生成点云;

38、其中所述处理单元还配置成:

39、确定所述激光雷达点云中的异常点;

40、获取所述异常点周围多个点的数据,其中所述异常点包括噪点和缺失点;和

41、根据所述周围多个点的数据,确定所述异常点的数据。

42、根据本专利技术的一个方面,其中所述缺失点包括:

43、所述激光雷达的探测器阵列之间的间隔造成的缺失点;和

44、所述激光雷达探测通道异常造成的缺失点。

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【技术保护点】

1.一种用于激光雷达点云的数据处理方法,包括:

2.根据权利要求1所述的数据处理方法,其中所述步骤S2包括:

3.根据权利要求2所述的数据处理方法,其中,所述数据包括距离数据,所述确定该点的置信度包括:

4.根据权利要求2所述的数据处理方法,其中所述数据包括发光时刻数据,所述确定该点的置信度包括:

5.根据权利要求1所述的数据处理方法,其中所述步骤S4包括:

6.根据权利要求5所述的数据处理方法,其中所述步骤S4还包括:

7.根据权利要求1所述的数据处理方法,其中所述缺失点包括:

8.根据权利要求1所述的数据处理方法,其中所述步骤S4包括:

9.根据权利要求8所述的数据处理方法,其中所述步骤S4还包括:

10.根据权利要求1-9中任一项所述的数据处理方法,还包括按照以下时序处理:

11.一种计算机可读存储介质,包括存储于其上的计算机可执行指令,所述可执行指令在被处理器执行时实施如权利要求1-10中任一项所述的数据处理方法。

12.一种激光雷达,包括:

13.根据权利要求12所述的激光雷达,,其中所述缺失点包括:

14.根据权利要求12所述的激光雷达,其中所述处理单元还配置成:

15.根据权利要求12所述的激光雷达,其中所述处理单元还配置成:

16.根据权利要求15所述的激光雷达,其中所述处理单元还配置成:

17.根据权利要求12所述的激光雷达,其中所述处理单元还配置成:

18.根据权利要求17所述的激光雷达,其中所述处理单元还配置成:

19.根据权利要求14所述的激光雷达,其中,所述数据包括距离数据,其中所述处理单元还配置成:

20.根据权利要求14所述的激光雷达,其中所述数据包括发光时刻数据,其中所述处理单元还配置成:

21.根据权利要求12-20中任一项所述的激光雷达,其中所述处理单元还配置成按照以下时序处理:

22.一种激光雷达系统,包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种用于激光雷达点云的数据处理方法,包括:

2.根据权利要求1所述的数据处理方法,其中所述步骤s2包括:

3.根据权利要求2所述的数据处理方法,其中,所述数据包括距离数据,所述确定该点的置信度包括:

4.根据权利要求2所述的数据处理方法,其中所述数据包括发光时刻数据,所述确定该点的置信度包括:

5.根据权利要求1所述的数据处理方法,其中所述步骤s4包括:

6.根据权利要求5所述的数据处理方法,其中所述步骤s4还包括:

7.根据权利要求1所述的数据处理方法,其中所述缺失点包括:

8.根据权利要求1所述的数据处理方法,其中所述步骤s4包括:

9.根据权利要求8所述的数据处理方法,其中所述步骤s4还包括:

10.根据权利要求1-9中任一项所述的数据处理方法,还包括按照以下时序处理:

11.一种计算机可读存储介质,包括存储于其上的计算机可执行指令,所述可执行指令在被处理器执行时实施如权...

【专利技术属性】
技术研发人员:时从波付亚光向少卿
申请(专利权)人:上海禾赛科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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