全固态激光雷达视场角动态扩展方法、系统及存储介质.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110398747A(43)申请公布日2019.11.01(21)申请号201910684131.9(22)申请日2019.07.26(71)申请人海伯森技术（深圳）有限公司地址518100广东省深圳市宝安区西乡街道南昌社区航城大道华丰国际机器人产业园E栋一层(72)发明人王明毅王国安吴伟锋黄碧华(74)专利代理机构深圳市君胜知识产权代理事务所(普通合伙)44268代理人王永文(51)Int.Cl.G01S17/06(2006.01)G01S17/08(2006.01)G01S7/497(2006.01)G01C21/16(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图3页(54)发明名称全固态激光雷达视场角动态扩展方法、系统及存储介质(57)摘要本发明公开了全固态激光雷达视场角动态扩展方法、系统及存储介质，包括步骤：获取单个固态激光雷达测量的返回深度数据矩阵；通过计算单个固态激光雷达的返回深度数据矩阵得到相应的点云矩阵；获取三轴加速度姿态传感器测量运动后的姿态参数，并根据运动后姿态参数计算点云旋转矩阵；对所有固态激光雷达的点云矩阵与点云旋转矩阵进行点云数据融合处理，得到扩展后整体的固态激光雷达的最终深度数据矩阵及最终点云数据矩阵；对最终深度数据矩阵及最终点云数据矩阵进行点云数据渲染，得出扩展后整体的固态激光雷达的视场角数据。本发明实现了全固态激光雷达视场角的扩展，并降低由视场角而造成的测量盲区。CN110398747ACN110398747A权利要求书1/3页1.全固态激光雷达视场角动态扩展方法，其特征在于，包括步骤：获取单个固态激光雷达测量的返回深度数据矩阵；通过计算单个固态激光雷达的返回深度数据矩阵得到相应的点云矩阵；获取三轴加速度姿态传感器测量运动后的姿态参数，并根据运动后姿态参数计算点云旋转矩阵；对所有固态激光雷达的点云矩阵与点云旋转矩阵进行点云数据融合处理，得到扩展后整体的固态激光雷达的最终深度数据矩阵及最终点云数据矩阵；对最终深度数据矩阵及最终点云数据矩阵进行数据渲染，得出并验证扩展后整体的固态激光雷达的视场角数据。2.根据权利要求1所述全固态激光雷达视场角动态扩展方法，其特征在于，所述通过计算单个固态激光雷达的返回深度数据矩阵得到相应的点云矩阵的具体步骤为：选定单个全固态激光雷达的接收端的接收面作为参考面；采用相似三角形原理并以接收面的中心点作为原点建立坐标系；根据全固态面阵激光雷达视场角、接收端镜头的焦距参数以及三轴加速度姿态传感器初始姿态参数，使返回深度数据与接收面上的坐标系建立映射关系并转换为相应的点云坐标；点云坐标集合成点云矩阵。3.根据权利要求2所述全固态激光雷达视场角动态扩展方法，其特征在于，所述根据全固态面阵激光雷达视场角、接收端镜头的焦距参数以及三轴加速度姿态传感器初始姿态参数，使返回深度数据与接收面上的坐标系建立映射关系并转换为相应的点云坐标的具体步骤为：计算理论视场角及视场盲区夹角大小，计算公式为：其中，Vx1为水平方向理论可视角，Vy1为垂直方向理论可视角，θmx为水平方向盲区夹角，θmy为垂直方向盲区夹角，为初始姿态参数的x方向分量，为初始姿态参数的y方向分量，Vx为面阵固态激光雷达视场角的x方向值，Vy为面阵固态激光雷达视场角的y方向值；根据所述实时获取各个子设备测量的返回深度数据转换为点云坐标，转换公式为：P(i)z＝D(i)z，P(i)x＝D(i)z*(W/2*S-S*i)/F，P(i)y＝D(i)z*(H/2*S-S*i)/F，其中，P(i)z为第i个像素点的点云坐标的Z方向坐标值，P(i)x第i个像素点的点云坐标的X方向坐标值，P(i)y第i个像素点的点云坐标的Y方向坐标值，D(i)z为第i个像素点返回深度数据，W接收面的宽度，H为接收面的长度，F为全固态激光雷达焦距,S为接收面相邻像2CN110398747A权利要求书2/3页素点间距，i表示像素点索引值。4.根据权利要求3所述全固态激光雷达视场角动态扩展方法，其特征在于，所述获取三轴加速度姿态传感器测量运动后的姿态参数，并根据运动后姿态参数计算点云旋转矩阵的具体步骤为：对运动的三轴加速度姿态传感器的姿态参数进行实时获取；根据实时获取的姿态参数计算点云旋转矩阵。5.根据权利要求4所述全固态激光雷达视场角动态扩展方法，其特征在于，根据实时获取的姿态参数计算点云旋转矩阵的具体步骤为：实时获取姿态传感器的姿态参数；映射到坐标系旋转角，映射关系公式为：通过计算确定点云旋转矩阵，计算公式为：其中，为姿态传感器实时获取值，θx为旋转角度相对于单个坐标系的X向分量，θy为旋转角度相对于单个坐标系的Y向分量，θz为旋转角度相对于单个坐标系的Z向分量，Rzyx为点云旋转