CN111679262A - 激光点云强度标定方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种激光点云强度标定方法、装置、设备及存储介质,涉及激光点云重建技术领域。该方法包括:采集激光扫描仪在标靶沿激光出光线方向移动过程中激光点对准标靶的强度标定数据;根据强度标定数据,确定距离与强度的关系曲线;再根据关系曲线来确定参考距离;根据参考距离以及强度标定数据中各检测距离的强度数据,确定激光扫描仪的强度数据改正函数。本发明的方案中,通过根据强度标定数据来确定距离与强度的关系曲线,使得可以根据参考距离以及强度标定数据中各检测距离的强度数据,确定强度改正函数,能够有效的去除其他因子对强度的影响,使得改正后的强度尽可能反应目标本身的特性,提高了激光点云的显示效果。
Description
技术领域
本发明涉及激光点云重建技术领域,具体而言,涉及一种激光点云强度标定方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
近年来,激光雷达以其高效率、高精度获取地理信息数据的优势,在地形测绘、智慧城市等领域有着广泛应用。激光雷达数据以点云形式呈现,每个点的信息主要包括该点三维坐标和强度信息。其中,强度信息反映了地物目标反射特性,在点云数据处理和信息提取方面具有重要意义,激光点强度与地物反射特性、激光发射功率、入射角和地物距扫描仪的距离有关。但实际上,在其它因素一定的情况下,地物距离越远,反射的强度信息越弱,造成在一个场景中,同样的地物类型,不同距离处的点会产生不同的反射强度值,使得点云以强度值渲染时,点云强度分布不自然,造成显示效果差。
目前,激光点云强度标定方法普遍采用地面三维激光扫描强度改正,地面三维激光扫描除了能获取高精度的三维空间信息外,还能记录目标的激光强度。由于地面三维激光雷达扫描距离相对较近,大气等环境因素可以忽略不计,激光强度改正主要考虑扫描距离和入射角因素。
但是,采用现有理论模型,在实际作业时,采集的数据并不一定完全满足预设的条件,容易受多种因素的综合影响,导致改正效果不佳,存在激光点云强度分布不自然,导致激光点云显示效果差的问题。
发明内容
本发明的目的在于,针对上述现有技术中的不足,提供一种激光点云强度标定方法、装置、设备及存储介质,以便提高激光点云的显示效果。
为实现上述目的,本申请实施例采用的技术方案如下:
第一方面,本申请实施例提供了一种激光点云强度标定方法,该方法包括:
采集激光扫描仪在标靶沿激光出光线方向移动过程中激光点对准所述标靶的强度标定数据;
根据所述强度标定数据,确定距离与强度的关系曲线;
根据所述关系曲线,确定参考距离;
根据所述参考距离以及所述强度标定数据中各检测距离的强度数据,确定所述激光扫描仪的强度数据改正函数,所述强度改正函数为:所述参考距离、检测距离、强度数据以及改正后强度数据的对应关系。
可选地,所述根据所述强度标定数据,确定间隔距离与强度的对应关系曲线,包括:
根据所述强度标定数据,按照预设的间隔距离进行强度归化,得到归化后的多个距离段的强度数据;
根据所述多个距离段的强度数据进行曲线拟合,确定所述关系曲线。
可选地,所述根据所述关系曲线,确定参考距离,包括:
根据所述关系曲线中波峰处对应的距离为所述参考距离。
可选地,所述根据所述强度标定数据,按照预设的间隔距离进行强度归化,得到归化后的多个距离段的强度数据,包括:
根据预设的不同通道的强度比例系数,将所述强度标定数据中所述预设的不同通道得到的强度数据归化至预设通道的强度数据,得到重叠距离的强度数据;
根据强度比例系数,将所述强度标定数据中其他距离的强度数据归化至所述预设通道的强度数据,得到所述其他距离的强度数据。
可选地,所述根据预设的不同通道的强度比例系数,将所述强度标定数据中所述预设的不同通道得到的强度数据归化至预设通道的强度数据,得到重叠距离的强度数据,包括:
根据预设的不同通道的强度比例系数,将所述强度标定数据中所述预设的不同通道得到的强度数据归化至所述预设通道的强度数据;
根据归化后的所述预设的不同通道的强度数据的平均值,确定所述重叠距离的强度数据。
可选地,所述多个距离段的强度数据中,每个距离段的强度数据为所述每个距离段的平均强度数据。
可选地,所述方法还包括:获取所述激光扫描仪的点云强度数据;
根据所述参考距离,采用所述强度数据改正函数,将所述点云强度数据改正为所述点云强度数据所在的激光点在所述参考距离下的强度数据。
第二方面,本申请实施例还提供了一种激光点云强度标定装置,所述装置包括:采集模块以及确定模块;
所述采集模块,用于采集激光扫描仪在标靶沿激光出光线方向移动过程中激光点对准所述标靶的强度标定数据;
所述确定模块,用于根据所述强度标定数据,确定距离与强度的关系曲线;根据所述关系曲线,确定参考距离;根据所述参考距离以及所述强度标定数据中各检测距离的强度数据,确定所述激光扫描仪的强度数据改正函数,所述强度改正函数为:所述参考距离、检测距离、强度数据以及改正后强度数据的对应关系。
可选地,所述确定模块,还用于根据所述强度标定数据,按照预设的间隔距离进行强度归化,得到归化后的多个距离段的强度数据;
根据所述多个距离段的强度数据进行曲线拟合,确定所述关系曲线。
可选地,所述确定模块,还用于根据所述关系曲线中波峰处对应的距离为所述参考距离。
可选地,所述确定模块,具体用于根据预设的不同通道的强度比例系数,将所述强度标定数据中所述预设的不同通道得到的强度数据归化至预设通道的强度数据,得到重叠距离的强度数据;
根据强度比例系数,将所述强度标定数据中其他距离的强度数据归化至所述预设通道的强度数据,得到所述其他距离的强度数据。
可选地,所述确定模块,用于根据预设的不同通道的强度比例系数,将所述强度标定数据中所述相邻通道得到的强度数据归化至所述预设通道的强度数据;
根据归化后的所述预设的不同通道的强度数据的平均值,确定所述重叠距离的强度数据。
可选地,所述多个距离段的强度数据中,每个距离段的强度数据为所述每个距离段的平均强度数据。
可选地,所述采集模块,用于获取所述激光扫描仪的点云强度数据;
所述确定模块,用于根据所述参考距离,采用所述强度数据改正函数,将所述点云强度数据改正为所述点云强度数据所在的激光点在所述参考距离下的强度数据。
第三方面,本申请实施例还提供了一种激光点云强度标定设备,包括:存储器和处理器,所述存储器存储有所述处理器可执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面实施例提供的任一项所述的激光点云强度标定方法。
第四方面,本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行如第一方面实施例提供的任一项所述的激光点云强度标定方法。
本申请的有益效果是:
本申请所提供的激光点云强度标定方法、装置、设备及存储介质,该方法包括:采集激光扫描仪在标靶沿激光出光线方向移动过程中激光点对准标靶的强度标定数据;根据强度标定数据,确定距离与强度的关系曲线;根据关系曲线,确定参考距离;根据参考距离以及强度标定数据中各检测距离的强度数据,确定激光扫描仪的强度数据改正函数,强度改正函数为:参考距离、检测距离、强度数据以及改正后强度数据的对应关系。本发明的方案中,通过根据强度标定数据来确定距离与强度的关系曲线,使得可以根据参考距离以及强度标定数据中各检测距离的强度数据,确定强度改正函数,这样能够克服直接应用理论模型来确定点云强度的弊端,能够有效的去除其他因子对强度的影响,使得改正后的强度尽可能反应目标本身的特性,提高了激光点云的显示效果。
另外,通过根据强度标定数据,按照预设的间隔距离进行强度归化,得到归化后的多个距离段的强度数据;根据多个距离段的强度数据进行曲线拟合,确定关系曲线;这样使得能够从激光扫描仪采集数据的实际特点出发,确定强度和主要影响因子距离段的函数关系,适用于不同类型的激光扫描仪,即接近实际,又简化了计算量,使得近处的点云强度有所减弱,以及远处点云强度有所增强,点云整体强度分布有很大改善,提高了激光点云的显示效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种激光点云强度标定的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种激光点云强度标定方法的流程示意图;
图3为本申请实施例提供的另一种激光点云强度标定方法的流程示意图;
图4为本申请实施例提供的一种激光点云强度标定方法中分段拟合距离-强度曲线图;
图5为本申请实施例提供的又一种激光点云强度标定方法的流程示意图;
图6为本申请实施例提供的一种激光点云强度标定方法中不同通道点云强度分布图;
图7为本申请实施例提供的一种激光点云强度标定方法中将多通道归化至预设通道的点云强度分布图;
图8为本申请实施例提供的另一种激光点云强度标定方法的流程示意图;
图9为本申请实施例提供的又一种激光点云强度标定方法的流程示意图;
图10为本申请实施例提供的一种激光点云强度标定装置的结构示意图;
图11为本申请实施例提供的一种激光点云强度标定设备的结构示意图。
图标:100-激光点云强度标定设备;101-激光扫描仪;102-标靶;103-安装台。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
图1为本申请实施例提供的一种激光点云强度标定的结构示意图;如图1所示,该激光点云强度标定设备100包括:激光扫描仪101、标靶102和安装台103。
需要说明的是,在使用激光扫描仪101采集数据时,应该避免可能由于颠簸或者激光扫描仪101安装倾斜或者安装台103本身的坡度,而造成地面在雷达坐标系中不是水平的,进而对激光点云强度标定造成影响。
标靶102可以选择具有一定面积的同质平面材料,满足漫反射特性,例如,纸板或防水布。这样可以保证标靶材料容易获取,且,无需知道标靶的实际反射率。
可以理解,强度改正的目的是去除距离、入射角、发射功率、大气特性等系统变量的影响,使强度信息仅与目标本身特性有关。
一般激光雷达方程:式中,Pr为接收激光功率;Pt为发射激光功率;Dr为接收孔径;ρ为目标反射系数;α为激光入射角,d为激光扫描仪到目标的距离(也称激光测距值);ηsys为激光雷达的光学系统传输系数;ηatm为单程大气传输系数;可见,在其它因子不变的情况下,接收激光功率Pr与目标距离d平方成反比。
假设,强度I与接收功率Pr单调相关,则强度I的影响因素主要是激光测距值d、激光入射角α、目标反射特性ρ,可建立强度与三者的关系:
其中,F为常数,ρ仅与目标特性相关。
其中,ds为参考距离,αs为参考入射角,改正后的强度仅与目标特性相关。将(1)和(2)式相除得:
(3)式中Ic为将距离d处且入射角为α时的强度I归化到参考距离ds和参考入射角αs条件下,使得改正后的强度相当于该激光点在参考距离ds处和参考入射角αs条件下得到的强度。
但在实际采集的数据并不一定完全满足假设条件,且受噪声和激光扫描仪本身设计等多种因素的综合影响,实际数据与理论模型不吻合,(1)式并不成立。因此,需要从数据本身特点出发,得到与实际相符的函数关系式。通过如下具体步骤对该方法进行详细介绍。
图2为本申请实施例提供的一种激光点云强度标定方法的流程示意图;该方法可由与激光扫描仪连接的标定设备,其具体的产品形态可以为台式电脑、笔记本电脑或者其他任何具有处理功能的计算机设备。如图2所示,该方法包括:
S201、采集激光扫描仪在标靶沿激光出光线方向移动过程中激光点对准标靶的强度标定数据。
具体的,选择开阔环境,将激光扫描仪对准标靶,并沿激光出光线方向以预设的速度匀速移动标靶,并确保激光点始终对准标靶。在移动过程中,激光扫描仪的入射角保持不变,即可完成对激光强度标定数据的采集。
或者,标定数据采集时,也可固定标靶,通过移动激光扫描仪的位置来采集强度标定数据。
另外,该标定数据的采集可基于一个标靶便可实现,无需依赖专用设备和仪器,可在实验室和现场进行标定操作。
S202、根据强度标定数据,确定距离与强度的关系曲线。
具体的,根据上述采集的强度标定数据,来拟合激光扫描仪到标靶之间的距离与对应距离处的激光点强度的关系曲线图。
在本实施例中,例如,设强度I与距离d的函数关系式为:
S203、根据关系曲线,确定参考距离。
其中,根据上述拟合的距离与强度的关系曲线来确定参考距离ds。
S204、根据参考距离以及强度标定数据中各检测距离的强度数据,确定激光扫描仪的强度数据改正函数。
其中,强度改正函数为:参考距离、检测距离、强度数据以及改正后强度数据的对应关系。
具体的,通过上述确定的参考距离、以及强度标定数据中各个检测距离处的强度数据,来获取该激光扫描仪的强度数据改正函数。
另外,还可以根据该改正函数进行如点云配准、特征提取、点云分类和分割、对象提取和识别、时间序列数据处理等。
综上所述,本申请实施例提供一种激光点云强度标定方法,该方法包括:采集激光扫描仪在标靶沿激光出光线方向移动过程中激光点对准标靶的强度标定数据;根据强度标定数据,确定距离与强度的关系曲线;根据关系曲线,确定参考距离;根据参考距离以及强度标定数据中各检测距离的强度数据,确定激光扫描仪的强度数据改正函数;其中,强度改正函数为:参考距离、检测距离、强度数据以及改正后强度数据的对应关系。在该方法中,通过根据强度标定数据来确定距离与强度的关系曲线,并在该关系曲线确定参考距离,使得可以根据参考距离以及强度标定数据中各检测距离的强度数据,来确定激光扫描仪的强度数据改正函数,这样能够克服直接应用理论模型来确定点云强度的弊端,能够有效的去除其他因子对强度的影响,使得改正后的强度尽可能反应目标本身的特性,提高了激光点云的显示效果。
图3为本申请实施例提供的另一种激光点云强度标定方法的流程示意图;如图3所示,在上述实施例的基础上,根据强度标定数据,确定间隔距离与强度的对应关系曲线,包括:
S301、根据强度标定数据,按照预设的间隔距离进行强度归化,得到归化后的多个距离段的强度数据。
可以理解,在标靶移动的过程中,在不同的距离处激光扫描仪采集的点云数据,强度在不同距离处的变化规律可能并不一致,可以按照预设的间隔距离进行强度归化处理,并得到归化后的多个距离段的强度数据。
例如,可设置预设间隔距离,按预设间隔距离将激光测距值分为近距离和远距离,对近距离和远距离的数据分别拟合距离-强度函数关系式,并检查两段曲线的衔接情况,若两段曲线不能衔接,可调整分段距离重新拟合曲线,使得归化后的点云强度更能反应目标本身的特性。
举例说明,在采集强度数据的过程中,标靶或者激光扫描仪的移动范围是0米-45米之间,在采集到不同距离段的强度数据之后,可以按照预设的间隔距离进行对强度进行归化。如果预设的间隔距离是10厘米,在此对预设的间隔距离不做具体限制,则可以每隔10厘米统计采集的强度均值,并得到多个距离段的强度数据。
S302、根据多个距离段的强度数据进行曲线拟合,确定关系曲线。
其中,可以通过上述归化后的多个距离段的强度数据本身特点来进行曲线拟合,可以是多项式拟合、幂函数拟合或者是其他函数关系的拟合。
例如,图4为本申请实施例提供的一种激光点云强度标定方法中分段拟合距离-强度曲线图,如图4所示,例如,当第一距离L1在0-7米时,将第一个距离称为近距离,当第二距离L2大于7米或者小于45米时,将第二个距离称为远距离,可以发现对近距离段L1、远距离段L2等距离段的强度数据需采用不同的函数曲线进行拟合。
其中,L1曲线表示在0米-7米近距离处的距离-强度关系,并通过对公式(4)进行5次多项式函数I=f1(d),L2曲线表示在7米-45米远距离处的距离-强度关系,并采用幂函数表示I=f2(d)。如果在重叠距离7米处两条曲线L1、L2能够平滑衔接,则可以确定该关系曲线是拟合的距离-强度的曲线关系图。
可选地,在进行分段距离来拟合距离-强度关系,可以根据距离-强度分布的特点,来进行划分1个或多个分段距离,在此不限于分段距离的个数。
可选地,根据关系曲线,确定参考距离,包括:根据关系曲线中波峰处对应的距离为参考距离。
具体的,可以根据多个距离段的强度数据进行曲线拟合来得到关系曲线,并根据该关系曲线中波峰处对应的距离为参考距离。
在本实施例中,例如,继续参考图4所示,可以将该关系曲线图中波峰值对应的距离确定为参考距离ds。
或者,参考距离也可自动获取,当确定该关系曲线图中波峰值对应的距离是属于近距离L1曲线段,还可以对I=f1(d)函数进行求导,解算导数为0时对应的距离,即为参考距离ds。
图5为本申请实施例提供的另一种激光点云强度标定方法的流程示意图;如图5所示,根据强度标定数据,按照预设的间隔距离进行强度归化,得到归化后的多个距离段的强度数据,包括:
S501、根据预设的不同通道的强度比例系数,将强度标定数据中预设的不同通道得到的强度数据归化至预设通道的强度数据,得到重叠距离的强度数据。
其中,可以通过上述实施例解释重叠距离,例如,可以参考后面的图7所示,在4.8米-5米处,同时存在第一通道C1和第二通道C2的激光点,这个距离范围可以称为重叠距离。
需要说明的是,由于扫描距离和物体材质的不同,回波能量的动态范围较宽,为了适应回波能量较大的动态范围,激光扫描仪在信号处理上普遍采用分级放大策略,不同通道给予不同信号放大倍数,返回的每个激光点均属于某一个通道,激光点强度表示该通道回波信号的强度。
图6为本申请实施例提供的一种激光点云强度标定方法中不同通道点云强度分布图;如图6所示,例如,标靶或者激光扫描仪移动的范围是0米-45米之间,包含了三个通道的数据,即第一通道C1、第二通道C2和第三通道C3的激光点数据。
举例说明,继续参考图6,7米-15米之间的激光点都属于第二通道C2,但在3米-5米之间采集的激光点有的属于第一通道C1,有的属于第二通道C2,此时,就需要将第二通道C2激光点的强度按比例系数归化到预设通道,得到重叠距离的强度数据。
S502、根据强度比例系数,将强度标定数据中其他距离的强度数据归化至预设通道的强度数据,得到其他距离的强度数据。
具体的,根据强度比例系数将不同通道的激光点强度归化到预设通道的强度数据。
可以理解,由于受信噪比的影响,不同通道获取的信号强度并不是严格的比例关系,需要通过采集实际数据,并获取不同通道的强度比例系数。比如,将第一通道C1的强度比例设为1,其它通道的强度比例可以根据相对于第一通道C1的强度值计算出。
例如,在激光扫描仪采集数据时,返回的激光点强度会经第二通道C2和第三通道C3进行相应的放大,但经第一通道C1的激光点强度未作放大处理。假设,预设通道是第一通道C1,第二通道C2的强度放大了10倍,第三通道C3的强度放大了100倍,将第二通道C2的强度和第三通道C3的强度均归化至第一通道C1,则第二通道C2的实际强度I=第二通道C2获取的强度*0.1;第三通道C3的实际强度I=第三通道C3获取的强度*0.01,这样就实现了将其他通道的强度数据归化至预设通道的强度数据。
在本实施例中,例如,图7为本申请实施例提供的一种激光点云强度标定方法中将多通道归化至预设通道的点云强度分布图;如图7所示,是将第二通道C2、第三通道C3归化至预设第一通道C1,距离-强度散点构成近似连续变化曲线。
例如,在3米-5米之间,第一通道C1对应的距离段和第二通道C2对应的距离段有重叠部分,则上述得到的多个距离段的强度数据包括此处有重叠距离的强度数据;还有,在20米-45米之间,第三通道C3对应的距离段与任何距离段均没有重叠部分,此时,得到的强度数据也包括没有重叠距离处的强度数据。
可选地,对于无多通道设计的激光扫描仪,可无需进行将各通道的激光点强度归化到预设通道的强度数据的操作。
图8为本申请实施例提供的另一种激光点云强度标定方法的流程示意图;如图8所示,根据预设的不同通道的强度比例系数,将强度标定数据中所述预设的不同通道得到的强度数据归化至预设通道的强度数据,得到重叠距离的强度数据,包括:
S801、根据预设的不同通道的强度比例系数,将强度标定数据中预设的不同通道得到的强度数据归化至预设通道的强度数据。
具体的,在某些距离段,会同时包含多个通道的激光点,首先根据强度比例系数将预设的不同通道的激光点强度归化到预设通道的强度。
例如,在距离5米处,第一通道C1和第二通道C2存在返回的激光点数据有重叠,根据第一通道C1和第二通道C2的强度比例系数,将第二通道C2的强度数据归化到第一通道C1,即在重叠距离处,第二通道C2实际强度I=第二通道获取的强度*第二通道C2的强度比例系数。例如,继续参考图7所示,第二通道C2在重叠距离5米处的强度是700,第二通道C2的强度比例系数是0.1285,则第二通道C2实际强度I=700*0.1285=90。
S802、根据归化后预设的不同通道的强度数据的平均值,确定重叠距离的强度数据。
例如,在5米的重叠距离处,第二通道C2归化后的强度数据是90,第一通道C1的强度数据是90,则在重叠距离5米处的强度数据是90。
图9为本申请实施例提供的又一种激光点云强度标定方法的流程示意图;如图9所示,该激光点云强度标定方法还包括:
S901、获取激光扫描仪的点云强度数据。
S902、根据参考距离,采用强度数据改正函数,将点云强度数据改正为点云强度数据所在的激光点在参考距离下的强度数据。
其中,对强度按距离归化,即将强度归化到参考距离ds上,则改正后强度为Is=I*f(ds)/f(d),即如下式所示:
使得改正后的强度相当于该激光点在参考距离ds处条件下得到的强度。
在本实施例中,本申请提供的该激光点云强度标定方法能够从激光扫描仪采集强度数据的实际特点出发,并根据强度数据的特点来确定函数关系,以适用于不同类型的激光扫描仪,例如,激光测距模块、二维线扫激光雷达、三维激光扫描仪、多线激光扫描仪等多种形式激光雷达产品强度标定。
综上所述,本申请实施例提供的一种激光点云强度标定方法,通过根据强度标定数据,按照预设的间隔距离进行强度归化,得到归化后的多个距离段的强度数据;根据多个距离段的强度数据进行曲线拟合,确定关系曲线;这样使得能够从激光扫描仪采集数据的实际特点出发,确定强度和主要影响因子距离段的函数关系,适用于不同类型的激光扫描仪,即接近实际,又简化了计算量,使得近处的点云强度有所减弱,以及远处点云强度有所增强,点云整体强度分布有很大改善,提高了激光点云的显示效果。
图10为本申请实施例提供的一种激光点云强度标定装置的结构示意图;需要说明的是,本实施例所提供的激光点云强度标定装置,其基本原理及产生的技术效果与前述对应的方法实施例相同,为简要描述,本实施例中未提及部分,可参考方法实施例中的相应内容。如图10所示,该装置包括:采集模块1001以及确定模块1002;
采集模块1001,用于采集激光扫描仪在标靶沿激光出光线方向移动过程中激光点对准标靶的强度标定数据;
确定模块1002,用于根据强度标定数据,确定距离与强度的关系曲线;根据关系曲线,确定参考距离;根据参考距离以及强度标定数据中各检测距离的强度数据,确定激光扫描仪的强度数据改正函数,强度改正函数为:参考距离、检测距离、强度数据以及改正后强度数据的对应关系。
可选地,确定模块1002,还用于根据强度标定数据,按照预设的间隔距离进行强度归化,得到归化后的多个距离段的强度数据;
根据多个距离段的强度数据进行曲线拟合,确定所述关系曲线。
可选地,确定模块1002,还用于根据关系曲线中波峰处对应的距离为参考距离。
可选地,确定模块1002,具体用于根据预设的不同通道的强度比例系数,将强度标定数据中预设的不同通道得到的强度数据归化至预设通道的强度数据,得到重叠距离的强度数据;
根据强度比例系数,将所述强度标定数据中所述其他距离的强度数据归化至所述预设通道的强度数据,得到所述其他距离的强度数据。
可选地,确定模块1002,用于根据预设的不同通道的强度比例系数,将强度标定数据中预设的不同通道得到的强度数据归化至预设通道的强度数据;
根据归化后的预设的不同通道的强度数据的平均值,确定重叠距离的强度数据。
可选地,多个距离段的强度数据中,每个距离段的强度数据为每个距离段的平均强度数据。
可选地,采集模块1001,用于获取激光扫描仪的点云强度数据;
确定模块1002,用于根据参考距离,采用强度数据改正函数,将点云强度数据改正为点云强度数据所在的激光点在参考距离下的强度数据。
上述装置用于执行前述实施例提供的方法,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路,例如:一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit,简称ASIC),或,一个或多个微处理器(digital singnal processor,简称DSP),或,一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)等。再如,当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时,该处理元件可以是通用处理器,例如中央处理器(CentralProcessing Unit,简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如,这些模块可以集成在一起,以片上系统(system-on-a-chip,简称SOC)的形式实现。
图11为本申请实施例提供的一种激光点云强度标定设备的结构示意图,该设备可以集成于终端设备或者终端设备的芯片,该终端可以是具备数据处理功能的计算设备。
该设备包括:处理器1101、存储器1102。
存储器1102用于存储程序,处理器1101调用存储器1102存储的程序,以执行上述方法实施例。具体实现方式和技术效果类似,这里不再赘述。
可选地,本发明还提供一种程序产品,例如计算机可读存储介质,包括程序,该程序在被处理器执行时用于执行上述方法实施例。
在本发明所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)或处理器(英文:processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(英文:Read-Only Memory,简称:ROM)、随机存取存储器(英文:Random Access Memory,简称:RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
Claims (10)
1.一种激光点云强度标定方法,其特征在于,所述方法包括:
采集激光扫描仪在标靶沿激光出光线方向移动过程中激光点对准所述标靶的强度标定数据;
根据所述强度标定数据,确定距离与强度的关系曲线;
根据所述关系曲线,确定参考距离;
根据所述参考距离以及所述强度标定数据中各检测距离的强度数据,确定所述激光扫描仪的强度数据改正函数,所述强度改正函数为:所述参考距离、检测距离、强度数据以及改正后强度数据的对应关系。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述强度标定数据,确定间隔距离与强度的对应关系曲线,包括:
根据所述强度标定数据,按照预设的间隔距离进行强度归化,得到归化后的多个距离段的强度数据;
根据所述多个距离段的强度数据进行曲线拟合,确定所述关系曲线。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述关系曲线,确定参考距离,包括:
根据所述关系曲线中波峰处对应的距离为所述参考距离。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述强度标定数据,按照预设的间隔距离进行强度归化,得到归化后的多个距离段的强度数据,包括:
根据预设的不同通道的强度比例系数,将所述强度标定数据中所述预设的不同通道得到的强度数据归化至预设通道的强度数据,得到重叠距离的强度数据;
根据强度比例系数,将所述强度标定数据中其他距离的强度数据归化至所述预设通道的强度数据,得到所述其他距离的强度数据。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据预设的不同通道的强度比例系数,将所述强度标定数据中所述预设的不同通道得到的强度数据归化至预设通道的强度数据,得到重叠距离的强度数据,包括:
根据预设的不同通道的强度比例系数,将所述强度标定数据中所述预设的不同通道得到的强度数据归化至所述预设通道的强度数据;
根据归化后的所述预设的不同通道的强度数据的平均值,确定所述重叠距离的强度数据。
6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述多个距离段的强度数据中,每个距离段的强度数据为所述每个距离段的平均强度数据。
7.根据权利要求1-6中任一所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取所述激光扫描仪的点云强度数据;
根据所述参考距离,采用所述强度数据改正函数,将所述点云强度数据改正为所述点云强度数据所在的激光点在所述参考距离下的强度数据。
8.一种激光点云强度标定装置,其特征在于,所述装置包括:采集模块以及确定模块;
所述采集模块,用于采集激光扫描仪在标靶沿激光出光线方向移动过程中激光点对准所述标靶的强度标定数据;
所述确定模块,用于根据所述强度标定数据,确定距离与强度的关系曲线;根据所述关系曲线,确定参考距离;根据所述参考距离以及所述强度标定数据中各检测距离的强度数据,确定所述激光扫描仪的强度数据改正函数,所述强度改正函数为:所述参考距离、检测距离、强度数据以及改正后强度数据的对应关系。
9.一种激光点云强度标定设备,其特征在于,包括:存储器和处理器,所述存储器存储有所述处理器可执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1-7任一项所述的激光点云强度标定方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1-7任一项所述的激光点云强度标定方法。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022135172A1 (zh) * | 2020-12-25 | 2022-06-30 | 北京一径科技有限公司 | 激光雷达点云处理方法和装置、存储介质及电子装置 |
CN116879857A (zh) * | 2023-09-07 | 2023-10-13 | 成都远望科技有限责任公司 | 一种远场目标和雷达中心波束对准方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100157280A1 (en) * | 2008-12-19 | 2010-06-24 | Ambercore Software Inc. | Method and system for aligning a line scan camera with a lidar scanner for real time data fusion in three dimensions |
US20110317153A1 (en) * | 2010-06-24 | 2011-12-29 | Apple Inc. | Laser peak energy point calibration method and apparatus |
CN103038761A (zh) * | 2010-04-13 | 2013-04-10 | 视觉智能有限合伙公司 | 自校准的远程成像和数据处理系统 |
CN106646429A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-05-10 | 北京空间机电研究所 | 一种用于激光雷达的自标定几何因子的装置及方法 |
CN107328719A (zh) * | 2017-07-21 | 2017-11-07 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 光谱仪线形函数获取方法及装置 |
CN110031809A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-19 | 北京电子工程总体研究所 | 一种雷达多接收通道幅相一致性标校方法和可读存储介质 |
CN110208771A (zh) * | 2019-07-01 | 2019-09-06 | 南京林业大学 | 一种移动二维激光雷达的点云强度改正方法 |
CN110275155A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-09-24 | 北京航空航天大学 | 一种地基激光雷达强度数据的自校正方法 |
-
2020
- 2020-07-06 CN CN202010644970.0A patent/CN111679262B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100157280A1 (en) * | 2008-12-19 | 2010-06-24 | Ambercore Software Inc. | Method and system for aligning a line scan camera with a lidar scanner for real time data fusion in three dimensions |
CN103038761A (zh) * | 2010-04-13 | 2013-04-10 | 视觉智能有限合伙公司 | 自校准的远程成像和数据处理系统 |
US20110317153A1 (en) * | 2010-06-24 | 2011-12-29 | Apple Inc. | Laser peak energy point calibration method and apparatus |
CN106646429A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-05-10 | 北京空间机电研究所 | 一种用于激光雷达的自标定几何因子的装置及方法 |
CN107328719A (zh) * | 2017-07-21 | 2017-11-07 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 光谱仪线形函数获取方法及装置 |
CN110275155A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-09-24 | 北京航空航天大学 | 一种地基激光雷达强度数据的自校正方法 |
CN110031809A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-19 | 北京电子工程总体研究所 | 一种雷达多接收通道幅相一致性标校方法和可读存储介质 |
CN110208771A (zh) * | 2019-07-01 | 2019-09-06 | 南京林业大学 | 一种移动二维激光雷达的点云强度改正方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
杨梅洁 等: "距离因素对地面激光扫描精度影响分析", 《激光与光电子学进展》, vol. 57, no. 12, pages 122804 - 1 * |
程小龙 等: "基于分段多项式模型的地面三维激光扫描激光强度改正", 《激光与光电子学进展》, pages 122802 - 1 * |
赵松 等: "基于回光强度的地面三维激光扫描仪测距误差模型", 《测绘科学》, vol. 38, no. 3, pages 169 - 171 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022135172A1 (zh) * | 2020-12-25 | 2022-06-30 | 北京一径科技有限公司 | 激光雷达点云处理方法和装置、存储介质及电子装置 |
CN116879857A (zh) * | 2023-09-07 | 2023-10-13 | 成都远望科技有限责任公司 | 一种远场目标和雷达中心波束对准方法 |
CN116879857B (zh) * | 2023-09-07 | 2023-11-17 | 成都远望科技有限责任公司 | 一种远场目标和雷达中心波束对准方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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