CN113156406B - 灰度标定、目标检测方法及装置、处理设备及存储介质 - Google Patents

灰度标定、目标检测方法及装置、处理设备及存储介质 Download PDF

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CN113156406B CN202010069788.7A CN202010069788A CN113156406B CN 113156406 B CN113156406 B CN 113156406B CN 202010069788 A CN202010069788 A CN 202010069788A CN 113156406 B CN113156406 B CN 113156406B
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Abstract

本发明提供一种灰度标定方法及装置、目标检测方法及装置、计算机处理设备及存储介质，灰度标定方法包括：获取激光光源照射的反射率不同的至少两个灰度板的回波脉宽，以及至少两个灰度板与激光光源的距离；基于所获取的回波脉宽及距离，确定至少两个灰度板的回波脉宽随距离变化的对应关系；确定至少两个灰度板的距离归一化系数；确定单位反射率下的归一化脉宽变化量；获取待测物体的回波脉宽及距离，计算待测物体的回波脉宽与待测物体距离对应的距离归一化系数的乘积，计算最大灰度板或最小灰度板在待测物体距离处对应的归一化脉宽；基于归一化脉宽变化量、乘积以及最大灰度板或最小灰度板在待测物体距离处的归一化脉宽，确定待测物体的灰度值。

Description

灰度标定、目标检测方法及装置、处理设备及存储介质
技术领域
本发明涉及一种灰度标定方法及装置、目标检测方法及装置、计算机处理设备及存储介质。
背景技术
激光雷达是通过发送激光到物体表面，然后通过测量反射回来的光束的到达时间来实现对目标物体的测距和灰度测量的设备。脉冲测距方法是激光雷达领域常用的测距方法，一般通过测量脉冲的到达时间来实现对目标物体的测距，也就是飞行时间(TOF，Timeof Flight)法。时间数字转换器(TDC，Time-to-Digital Converter)是一种激光雷达测距中常见的处理装置，通过设置特定的阈值可以实现对模拟信号脉冲进行时间转换以此来获得到达时间，精度可以到皮秒(ps，picosecond)级。但是激光雷达不仅仅需要测距，还需要物体的反射率信息，也就是灰度信息。TDC只能够获取物体的到达时间和对应的回波脉冲宽度，为了获得物体的灰度信息，必须要对TDC获取的脉宽信息进行标定处理。目前的灰度标定算法相当复杂，标定效率低下。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种灰度标定方法及装置、目标检测方法及装置、计算机处理设备及存储介质。
本发明的一个方式提供一种灰度标定方法，包括：
获取激光光源照射的反射率不同的至少两个灰度板的回波脉宽，以及所述至少两个灰度板与所述激光光源的距离；
基于所获取的回波脉宽及距离，确定所述至少两个灰度板的回波脉宽随距离变化的对应关系；
基于对应关系确定所述至少两个灰度板的距离归一化系数；
基于所述对应关系及所述距离归一化系数确定单位反射率下的归一化脉宽变化量；
获取待测物体的回波脉宽及距离，计算所述待测物体的回波脉宽与所述待测物体距离对应的距离归一化系数的乘积，计算所述至少两个灰度板中最大灰度板或最小灰度板在所述待测物体距离处对应的归一化脉宽；
基于所述归一化脉宽变化量、所述乘积以及所述至少两个灰度板中最大灰度板或最小灰度板在所述待测物体距离处对应的归一化脉宽，确定所述待测物体的灰度值。
可选地，所述方法还包括：
获取所述激光光源的原始光功率值；
在所述激光光源发射线路上设置衰减片，改变所述衰减片在所述激光光源发射线路上的位置，测量所述衰减片在不同位置处通过所述衰减片后的激光的 光功率值，基于所述原始光功率值及不同位置处的光功率值，获取所述衰减片 在不同位置处的衰减系数；
确定不同位置处的衰减系数与等效距离之间的关系；
对应地，所述获取激光光源照射于反射率不同的至少两个灰度板的回波脉宽，以及所述至少两个灰度板与所述激光光源的距离，包括：
基于所述衰减片在不同位置处而确定所述至少两个灰度板的回波脉宽，基于衰减系数与等效距离之间的关系确定所述激光光源与所述至少两个灰度板之间的模拟距离，将所述模拟距离作为所述至少两个灰度板与所述激光光源的距离。
可选地，所述基于对应关系确定所述至少两个灰度板的距离归一化系数，包括：
对于N块灰度板，基于每一灰度板在不同距离处对应的回波脉宽，生成每一灰度板i对应的脉宽距离曲线为fi(r)；其中，r表示灰度板与所述激光光源之间的距离；i为1至N中任一数值，N≥2；
灰度板的距离归一化系数g(r)通过下式获得：
Figure GDA0004039788280000031
可选地，所述基于所述对应关系及所述距离归一化系数确定单位反射率下的归一化脉宽变化量，包括：
单位反射率下的归一化脉宽变化量TΔ(r)通过下式获得：
Figure GDA0004039788280000032
其中，ρi+1为灰度板i+1的灰度值，ρi为灰度板i的灰度值，T(i+1)o(r)为灰度板i+1的归一化脉宽，Tio(r)为灰度板i的归一化脉宽；N块灰度板按灰度值由小到大的顺序排列。
可选地，所述确定所述待测物体的灰度值，包括：
假设采集的所述待测物体的距离和回波脉宽分别为Rx和Tx，通过下式获取所述待测物体的灰度值ρx：
ρx＝[Tx·g(Rx)-Tlo(Rx)]·TΔ(r)+ρl；其中，ρl为N块灰度板中反射率最小的灰度板对应的灰度值；Tlo(Rx)为N块灰度板中反射率最小的灰度板与所述待测物体距离对应的归一化脉宽；
或者，通过下式获取所述待测物体的灰度值ρx：
ρx＝ρh-[Tho(Rx)-Tx·g(Rx)]·TΔ(r)；其中，ρh为N块灰度板中反射率最大的灰度板对应的灰度值；Tho(Rx)为N块灰度板中反射率最大的灰度板与所述待测物体距离对应的归一化脉宽。
本发明的另一方式提供一种目标检测方法，采用前述的灰度标定方法，获取待测物体的灰度值，至少根据灰度值进行目标检测。
本发明的又一方式提供一种灰度标定装置，包括：
第一获取单元，用于获取激光光源照射的反射率不同的至少两个灰度板的回波脉宽，以及所述至少两个灰度板与所述激光光源的距离；
第一确定单元，用于基于所获取的回波脉宽及距离，确定所述至少两个灰 度板的回波脉宽随距离变化的对应关系；
第二确定单元，用于基于对应关系确定所述至少两个灰度板的距离归一化 系数；
第三确定单元，用于基于所述对应关系及所述距离归一化系数确定单位反射率下的归一化脉宽变化量；
第二获取单元，用于获取待测物体的回波脉宽及距离；
计算单元，用于计算所述待测物体的回波脉宽与所述待测物体距离对应的距离归一化系数的乘积，计算所述至少两个灰度板中最大灰度板或最小灰度板在所述待测物体距离处对应的归一化脉宽；
第四确定单元，用于基于所述归一化脉宽变化量、所述乘积以及所述至少两个灰度板中最大灰度板或最小灰度板在所述待测物体距离处对应的归一化脉宽，确定所述待测物体的灰度值。
可选地，所述装置还包括：
第三获取单元，用于获取所述激光光源的原始光功率值；
第四获取单元，用于在所述激光光源发射线路上设置衰减片，改变所述衰减片在所述激光光源发射线路上的位置，测量所述衰减片在不同位置处通过所述衰减片后的激光的光功率值，基于所述原始光功率值及不同位置处的光功率值，获取所述衰减片在不同位置处的衰减系数；
第五确定单元，用于确定不同位置处的衰减系数与等效距离之间的关系；
对应地，所述第一获取单元，用于基于所述衰减片在不同位置处而确定所述至少两个灰度板的回波脉宽，基于衰减系数与等效距离之间的关系确定所述激光光源与所述至少两个灰度板之间的模拟距离，将所述模拟距离作为所述至少两个灰度板与所述激光光源的距离。
可选地，所述第二确定单元，还用于：对于N块灰度板，基于每一灰度板在不同距离处对应的回波脉宽，生成每一灰度板i对应的脉宽距离曲线为fi(r)；其中，r表示灰度板与所述激光光源之间的距离；i为1至N中任一数值，N≥2；
灰度板的距离归一化系数g(r)通过下式获得：
Figure GDA0004039788280000051
可选地，所述第三确定单元，还用于通过下式获得单位反射率下的归一化脉宽变化量TΔ(r)：
Figure GDA0004039788280000052
其中，ρi+1为灰度板i+1的灰度值，ρi为灰度板i的灰度值，T(i+1)o(r)为灰度板i+1的归一化脉宽，Tio(r)为灰度板i的归一化脉宽；N块灰度板按灰度值由小到大的顺序排列。
可选地，所述第四确定单元，用于：
假设采集的所述待测物体的距离和回波脉宽分别为Rx和Tx，通过下式获取所述待测物体的灰度值ρx：
ρx＝[Tx·g(Rx)-Tlo(Rx)]·TΔ(r)+ρl；其中，ρl为N块灰度板中反射率最小的灰度板对应的灰度值；Tlo(Rx)为N块灰度板中反射率最小的灰度板与所述待测物 体距离对应的归一化脉宽；
或者，通过下式获取所述待测物体的灰度值ρx：
ρx＝ρh-[Tho(Rx)-Tx·g(Rx)]·TΔ(r)；其中，ρh为N块灰度板中反射率最大的灰度板对应的灰度值；Tho(Rx)为N块灰度板中反射率最大的灰度板与所述待测物体距离对应的归一化脉宽。
本发明还提供一种目标检测装置，包括：
获取单元，用于采用所述的灰度标定装置获取待测物体的灰度值；
检测单元，用于至少根据灰度值进行目标检测。
本发明还提供一种计算机处理设备，包括：处理器和用于存储处理器可执行指令的存储器，其中，所述处理器被配置为在调用存储器中的可执行指令时，能够执行所述的灰度标定方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现所述的灰度标定方法。
根据本发明，通过采集两个以上不同灰度板的距离和脉宽数据，然后通过训练拟合即可对任意物体的TDC距离和脉宽信息进行标定，从而能够获取到该物体的灰度信息。采用本申请实施例的技术方案，计算便捷且灰度值精准可靠，具有较高的稳健便捷性和有效性。
附图说明
图1为本发明实施方式的灰度标定方法的流程示意图；
图2为本发明实施方式的灰度板测量模拟距离的实现原理示意图；
图3为本发明实施方式的灰度标定装置的组成结构示意图；
图4为本发明实施方式的计算机处理设备的组成结构示意图。
具体实施方式
本发明通过采用TDC处理后的回波信号距离和脉冲宽度信息，采用至少两块不同反射率的灰度板，通过衰减片控制激光器发光的光强，然后获取至少两块板的脉冲宽度信息来等效不同距离下的不同灰度反射板的脉宽信息，通过特定的数据训练和拟合，获取灰度计算的方法，本方法只需要采集TDC处理后的距离和脉冲宽度信息就可以计算出物体的灰度信息，该算法具有较高的稳健性和精度。
以下结合附图，详细阐明本申请实施例技术方案的实质。
图1为本发明实施方式的灰度标定方法的流程示意图，如图1所示，本发明实施方式的灰度标定方法包括以下处理步骤：
步骤101，获取激光光源照射的反射率不同的至少两个灰度板的回波脉宽，以及所述至少两个灰度板与所述激光光源的距离。
本实施方式中，使用激光发射器等作为灰度板的灰度标定光源，其他具有相应光照强度的光源也可以作为标定光源。
所使用的标定灰度板至少为两个，且每个灰度板的灰度值不同。
可以通过采集至少两个灰度板与光源之间的距离，以及处于该距离时灰度板的回波脉宽，以此来确定所述至少两个灰度板的回波脉宽随距离变化的对应 关系。考虑到移动灰度板至不同距离并采集其回波脉宽有着诸多不便，影响测量效率。本申请实施例采用线性衰减片等效衰减不同光强下的发射能量，来模拟不同距离下的TDC脉宽信息采集。
图2为本发明实施方式的灰度板测量模拟距离的实现原理示意图，如图2所示，在激光发射装置前添加一块线性衰减片，通过步进电机等驱动装置实现对衰减片的平移操作，然后距离R处搁置一块反射板，为10％或者90％。通过步进电机控制衰减片的平移，这样可以使激光发射的能量实现不同强度的衰减，因此可以实现不同强度的激光照射在灰度板上，从而可以模拟灰度板处于不同距离下的光照强度，相当于将灰度板放置于激光光源的不同位置处。衰减片并未挡住接收装置，接收装置接收到的回波信息是不同光强度激光的回波信息，而衰减强度可以通过衰减片控制，从而可以模拟不同距离下的同一反射板所接收到的回波脉宽信息，以实现回波脉宽距离曲线的确定。
步骤102，基于所获取的回波脉宽及距离，确定所述至少两个灰度板的回波脉宽随距离变化的对应关系。
当获取每个灰度板的回波脉宽及对应的模拟距离后，可以基于灰度板的距离及其对应的回波脉宽，确定出灰度板的回波脉宽随距离变化的对应关系，这里的对应关系可以是函数关系等。
步骤103，基于对应关系确定所述至少两个灰度板的距离归一化系数。
所述基于对应关系确定所述至少两个灰度板的距离归一化系数，包括：
对于N块灰度板，基于每一灰度板在不同距离处对应的回波脉宽，生成每一灰度板i对应的脉宽距离曲线为fi(r)；其中，r表示灰度板与所述激光光源之间的距离；i为1至N中任一数值，N≥2；
灰度板的距离归一化系数g(r)通过下式获得：
Figure GDA0004039788280000081
步骤104，基于所述对应关系及所述距离归一化系数确定单位反射率下的归一化脉宽变化量。
所述基于所述对应关系及所述距离归一化系数确定单位反射率下的归一化脉宽变化量，包括：
单位反射率下的归一化脉宽变化量TΔ(r)通过下式获得：
Figure GDA0004039788280000082
其中，ρi+1为灰度板i+1的灰度值，ρi为灰度板i的灰度值，T(i+1)o(r)为灰度板i+1的归一化脉宽，Tio(r)为灰度板i的归一化脉宽；N块灰度板按灰度值由小到大的顺序排列。
步骤105，获取待测物体的回波脉宽及距离，计算所述待测物体的回波脉宽与所述待测物体距离对应的距离归一化系数的乘积，计算所述至少两个灰度板中最大灰度板或最小灰度板在所述待测物体距离处对应的归一化脉宽。
步骤106，基于所述归一化脉宽变化量、所述乘积以及所述至少两个灰度 板中最大灰度板或最小灰度板在所述待测物体距离处对应的归一化脉宽，确定 所述待测物体的灰度值。
假设采集的所述待测物体的距离和回波脉宽分别为Rx和Tx，通过下式获取所述待测物体的灰度值ρx：
ρx＝[Tx·g(Rx)-Tlo(Rx)]·TΔ(r)+ρl；其中，ρl为N块灰度板中反射率最小的灰度板对应的灰度值；Tlo(Rx)为N块灰度板中反射率最小的灰度板与所述待测物体距离对应的归一化脉宽；
或者，通过下式获取所述待测物体的灰度值ρx：
ρx＝ρh-[Tho(Rx)-Tx·g(Rx)]·TΔ(r)；其中，ρh为N块灰度板中反射率最大的灰度板对应的灰度值；Tho(Rx)为N块灰度板中反射率最大的灰度板与所述待测物体距离对应的归一化脉宽。
以下通过具体示例，进一步阐明本申请实施例的技术方案的实质。
当使用两块不同反射率的灰度板时，首先选取两块不同的灰度板进行采集不同距离下的TDC距离和脉宽信息，本申请实施例中，所选取的两块灰度板的反射率的差异越大越好，假设两块不同的灰度板的反射率分别为ρl和ρh，代表低反射率板和高反射率板，然后通过采集不同距离下的TDC脉宽信息，可以拟合获取到两块反射率板接收到的脉宽随距离变化的曲线T，分别为Tl＝fl(r)和Th＝fh(r)。其中，低反射率一般是指反射率在10％-20％左右，高反射率是指反射率在80％-90％左右。两块灰度板均为灰度标准板。
此处采集方法包括不限于用线性衰减片等效衰减不同光强下的发射能量，来实现了不同距离下的TDC脉宽信息采集。如图2所示，在激光发射装置前添加一块线性衰减片，通过步进电机实现对衰减片的平移操作，然后距离R处搁置一块反射板，例如其灰度值分别为10％或者90％。通过步进电机可以控制衰减片的平移，从而可以使激光发射的能量实现不同强度的衰减，因此可以实现不同强度的激光照射在反射板上。衰减片并未挡住接收装置，接收装置接收到的回波信息是不同光强度激光的回波信息，而衰减强度可以通过衰减片控制，从而可以模拟不同距离下的同一反射板所接收到的回波脉宽信息，以实现脉宽距离曲线的绘制。
衰减片的衰减系数可以预先通过放置一个光功率计在激光发射前标定获得。首先测量衰减片未遮挡激光发射装置情况下的光功率数值，然后通过步进电机依次控制衰减片的位置使其实现不同位置遮挡激光，然后依次记下步进电机的步进量和此时对应的光功率数值，通过与初始数值进行相除就可以获得步进电机每个位置情况下的衰减片衰减系数，因此可以实现衰减片系数的标定。
根据回波的光功率计算公式，可以得出衰减系数与等效距离之间的关系如下：
Figure GDA0004039788280000101
式中的Re为距离等效因子，η为衰减系数，实际模拟的距离可以通过距离等效因子乘以真实的距离就可以获得。
下面进行灰度计算方法的详细介绍，由于已经获知了原始灰度板的标准反射率ρl和ρh，以及通过数据采集获取了两块反射率板的TDC接收脉宽随距离变化的曲线T l和T h。首先令
Figure GDA0004039788280000102
代表灰度板的距离归一化系数。 将距离归一化的目的是为了保证脉宽尽可能的少随距离变化，便于待测物体的 灰度计算。
通过对Tl和Th均乘以g(r)以获取归一化脉宽，那么对于灰度板ρl和ρh，可以分别获得表达式Tlo(r)＝fh(r)g(r)和Tho(r)＝fh(r)g(r)代表了灰度板各自的归一化脉宽。然后可以获知出单位反射率下的归一化脉宽数值的变化TΔ(r)，即反射率改变1％的情况下的脉宽变化量。具体公式为：
Figure GDA0004039788280000103
然后可以获得灰度计算的方法，对于任意的物体，假设TDC采集的距离和脉宽信息分别为Rx和Tx，假设采集的所述待测物体的距离和回波脉宽分别为Rx和Tx，通过下式获取所述待测物体的灰度值ρx：
ρx＝[Tx·g(Rx)-Tlo(Rx)]·TΔ(r)+ρl；其中，ρl为N块灰度板中反射率最小的灰度板对应的灰度值；Tlo(Rx)为N块灰度板中反射率最小的灰度板与所述待测物体距离对应的归一化脉宽；
或者，通过下式获取所述待测物体的灰度值ρx：
ρx＝ρh-[Tho(Rx)-Tx·g(Rx)]·TΔ(r)；其中，ρh为N块灰度板中反射率最大的灰度板对应的灰度值；Tho(Rx)为N块灰度板中反射率最大的灰度板与所述待测物体距离对应的归一化脉宽。
本实施例中，通过两块不同的灰度反射板获取灰度采集信息，反射率差距越大则最终计算的灰度值越准确。采集的点数必须包括足够的距离数据，距离范围越广则最终计算的灰度值越准确。
作为另一实施例，还可以采用三块以上的灰度板来进行灰度标定，以下简单介绍。采用三块以上灰度板对待测物体进行灰度标定的方式与采用两块灰度板对待测物体进行灰度标定的方式基本相同，差别仅在于距离归一化系数的计算变成了多个平均，同时单位反射率的脉宽变化率也需要更新计算方法，计算公式略有不同。
假设N块灰度板，反射率分别为ρ1ρ2…ρN，对应的脉宽距离曲线为T1T2…TN，那么灰度板距离归一化系数为：
Figure GDA0004039788280000111
同样的，单位反射率的脉宽变化率为
Figure GDA0004039788280000112
其中，Tio＝Ti(r)·g(r)。
假设采集的所述待测物体的距离和回波脉宽分别为Rx和Tx，通过下式获取所述待测物体的灰度值ρx：
ρx＝[Tx·g(Rx)-Tlo(Rx)]·TΔ(r)+ρl；其中，ρl为N块灰度板中反射率最小的灰度板对应的灰度值；Tlo(Rx)为N块灰度板中反射率最小的灰度板与所述待测物 体距离对应的归一化脉宽；
或者，通过下式获取所述待测物体的灰度值ρ x：
ρ x＝ρ h-[T ho(R x)-T x·g(R x)]·T Δ(r)；其中，ρh为N块灰度板中反射率最大的灰度板对应的灰度值；Tho(Rx)为N块灰度板中反射率最大的灰度板与所述待测物体距离对应的归一化脉宽。
本实施方式中，通过采集两个以上不同灰度板的距离和脉宽数据，然后通过训练拟合即可对任意物体的TDC距离和脉宽信息进行标定，从而能够获取到该物体的灰度信息。采用本发明，计算便捷且灰度值精准可靠，具有较高的稳健便捷性和有效性。
本发明还可以通过目标检测方法来实施。所述目标检测方法采用前述实施例的灰度标定方法，获取待测物体的灰度值，至少根据灰度值进行目标检测。计算得到灰度值后，可以用来做目标检测识别，点云的物体分割、分类，以及其他很多应用包括人员检测、路标、车道线检测等等。
图3为本发明实施方式的灰度标定装置的组成结构示意图，如图3所示，本实施方式的灰度标定装置包括：
第一获取单元301，用于获取激光光源照射的反射率不同的至少两个灰度板的回波脉宽，以及所述至少两个灰度板与所述激光光源的距离；
第一确定单元302，用于基于所获取的回波脉宽及距离，确定所述至少两个灰度板的回波脉宽随距离变化的对应关系；
第二确定单元303，用于基于对应关系确定所述至少两个灰度板的距离归一化系数；
第三确定单元304，用于基于所述对应关系及所述距离归一化系数确定单位反射率下的归一化脉宽变化量；
第二获取单元305，用于获取待测物体的回波脉宽及距离；
计算单元306，用于计算所述待测物体的回波脉宽与所述待测物体距离对应的距离归一化系数的乘积，计算所述至少两个灰度板中最大灰度板或最小灰度板在所述待测物体距离处对应的归一化脉宽；
第四确定单元307，用于基于所述归一化脉宽变化量、所述乘积以及所述至少两个灰度板中最大灰度板或最小灰度板在所述待测物体距离处对应的归一化脉宽，确定所述待测物体的灰度值。
本实施方式中，所述装置还包括：
第三获取单元(图中未示出)，用于获取所述激光光源的原始光功率值；
第四获取单元(图中未示出)，用于在所述激光光源发射线路上设置衰减片，改变所述衰减片在所述激光光源发射线路上的位置，测量所述衰减片在不同位置处通过所述衰减片后的激光的光功率值，基于所述原始光功率值及不同位置处的光功率值，获取所述衰减片在不同位置处的衰减系数；
第五确定单元(图中未示出)，用于确定不同位置处的衰减系数与等效距离之间的关系；
对应地，所述第一获取单元301，用于基于所述衰减片在不同位置处而确定所述至少两个灰度板的回波脉宽，基于衰减系数与等效距离之间的关系确定所述激光光源与所述至少两个灰度板之间的模拟距离，将所述模拟距离作为所述至少两个灰度板与所述激光光源的距离。
所述第二确定单元303还用于：对于N块灰度板，基于每一灰度板在不同 距离处对应的回波脉宽，生成每一灰度板i对应的脉宽距离曲线为fi(r)；其中，r表示灰度板与所述激光光源之间的距离；i为1至N中任一数值，N≥2；
灰度板的距离归一化系数g(r)通过下式获得：
Figure GDA0004039788280000131
本申请实施例中，所述第三确定单元304，还用于通过下式获得单位反射率下的归一化脉宽变化量TΔ(r)：
Figure GDA0004039788280000132
其中，ρi+1为灰度板i+1的灰度值，ρi为灰度板i的灰度值，T(i+1)o(r)为灰度板i+1的归一化脉宽，Tio(r)为灰度板i的归一化脉宽；N块灰度板按灰度值由小到大的顺序排列。
本申请实施例中，所述第四确定单元307，用于：
假设采集的所述待测物体的距离和回波脉宽分别为Rx和Tx，通过下式获取所述待测物体的灰度值ρx：
ρx＝[Tx·g(Rx)-Tlo(Rx)]·TΔ(r)+ρl；其中，ρl为N块灰度板中反射率最小的灰度板对应的灰度值；Tlo(Rx)为N块灰度板中反射率最小的灰度板与所述待测物体距离对应的归一化脉宽；
或者，通过下式获取所述待测物体的灰度值ρx：
ρx＝ρh-[Tho(Rx)-Tx·g(Rx)]·TΔ(r)；其中，ρh为N块灰度板中反射率最大的灰度板对应的灰度值；Tho(Rx)为N块灰度板中反射率最大的灰度板与所述待测物体距离对应的归一化脉宽。
本领域技术人员应当理解，上述灰度标定装置的相关描述可以参照作为本发明的一实施方式的灰度标定方法的相关描述进行理解。
本发明还提供一种目标检测装置，包括：
获取单元，用于采用图3所示的灰度标定装置获取待测物体的灰度值；
检测单元，用于至少根据灰度值进行目标检测。
图4为本发明实施方式的计算机处理设备的组成结构示意图，如图4所示，本申请实施例还记载了一种计算机处理设备，包括：处理器410和用于存储处理器410可执行指令的存储器420，处理器410和存储器420之间通过数据总线连接。其中，所述处理器被配置为在调用存储器中的可执行指令时，能够执行前述实施例的灰度标定方法。
本发明实施方式还提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现所述的灰度标定方法。
在本实施例中，至少一个处理器可以构成具有对一个或多个输入执行逻辑运算的电路的任何物理设备。例如，至少一个处理器可以包括一个或多个集成电路(IC)，包括专用集成电路(ASIC)、微芯片、微控制器、微处理器、中央处理单元(CPU)的全部或部分、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、现场可 编程门阵列(FPGA)或者适于执行指令或执行逻辑运算的其它电路。由至少一个 处理器执行的指令可以例如被预加载到与控制器集成的或嵌入在控制器中的存 储器中，或者可以存储在分离的存储器中。存储器可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘、光盘、磁介质、闪存，其它永久、固定或易失性存储器，或者能够存储指令的任何其它机制。在一些实施例中，至少一个处理器可以包括多于一个处理器。每个处理器可以具有相似的结构，或者处理器可以具有彼此电连接或断开的不同构造。例如，处理器可以是分离的电路或集成在单个电路中。当使用多于一个处理器时，处理器可以被配置为独立地或协作地操作。处理器可以以电、磁、光学、声学、机械或通过允许它们交互的其它手段来耦合。
在本实施例中，非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
以上所述，仅为本发明的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种灰度标定方法，其特征在于，所述方法包括：
获取激光光源照射的反射率不同的至少两个灰度板的回波脉宽，以及所述至少两个灰度板与所述激光光源的距离；
基于所获取的回波脉宽及距离，确定所述至少两个灰度板的回波脉宽随距离变化的对应关系；
基于对应关系确定所述至少两个灰度板的距离归一化系数，其中，所述基于对应关系确定所述至少两个灰度板的距离归一化系数，包括：
对于N块灰度板，基于每一灰度板在不同距离处对应的回波脉宽，生成每一灰度板i对应的脉宽距离曲线为fi(r)；其中，r表示灰度板与所述激光光源之间的距离；i为1至N中任一数值，N≥2；
灰度板的距离归一化系数g(r)通过下式获得：
Figure FDA0004039788270000011
基于所述对应关系及所述距离归一化系数确定单位反射率下的归一化脉宽变化量，其中，所述基于所述对应关系及所述距离归一化系数确定单位反射率下的归一化脉宽变化量，包括：
单位反射率下的归一化脉宽变化量TΔ(r)通过下式获得：
Figure FDA0004039788270000012
其中，ρi+1为灰度板i+1的灰度值，ρi为灰度板i的灰度值，T(i+1)o(r)为灰度板i+1的归一化脉宽，Tio(r)为灰度板i的归一化脉宽；N块灰度板按灰度值由小到大的顺序排列；
获取待测物体的回波脉宽及距离，计算所述待测物体的回波脉宽与所述待测物体距离对应的距离归一化系数的乘积，计算所述至少两个灰度板中反射率最大的灰度板或反射率最小的灰度板在所述待测物体距离处对应的归一化脉宽；
基于所述归一化脉宽变化量、所述乘积以及所述至少两个灰度板中反射率最大的灰度板或反射率最小的灰度板在所述待测物体距离处对应的归一化脉宽，确定所述待测物体的灰度值。
2.根据权利要求1所述的灰度标定方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述激光光源的原始光功率值；
在所述激光光源发射线路上设置衰减片，改变所述衰减片在所述激光光源发射线路上的位置，测量所述衰减片在不同位置处通过所述衰减片后的激光的光功率值，基于所述原始光功率值及不同位置处的光功率值，获取所述衰减片在不同位置处的衰减系数；
确定不同位置处的衰减系数与等效距离之间的关系；
对应地，所述获取激光光源照射于反射率不同的至少两个灰度板的回波脉宽，以及所述至少两个灰度板与所述激光光源的距离，包括：
基于所述衰减片在不同位置处而确定所述至少两个灰度板的回波脉宽，基于衰减系数与等效距离之间的关系确定所述激光光源与所述至少两个灰度板之 间的模拟距离，将所述模拟距离作为所述至少两个灰度板与所述激光光源的距 离。
3.根据权利要求1所述的灰度标定方法，其特征在于，所述确定所述待测物体的灰度值，包括：
假设采集的所述待测物体的距离和回波脉宽分别为Rx和Tx，通过下式获取所述待测物体的灰度值ρx：
ρx＝[Tx·g(Rx)-Tlo(Rx)]·TΔ(r)+ρl；其中，ρl为N块灰度板中所述反射率最小的灰度板对应的灰度值；Tlo(Rx)为N块灰度板中反射率最小的灰度板与所述待测物体距离对应的归一化脉宽；
或者，通过下式获取所述待测物体的灰度值ρx：
ρx＝ρh-[Tho(Rx)-Tx·g(Rx)]·TΔ(r)；其中，ρh为N块灰度板中所述反射率最大的灰度板对应的灰度值；Tho(Rx)为N块灰度板中所述反射率最大的灰度板与所述待测物体距离对应的归一化脉宽。
4.一种目标检测方法，其特征在于，采用权利要求1至3任一项所述的灰度标定方法，获取待测物体的灰度值，至少根据灰度值进行目标检测。
5.一种灰度标定装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取单元，用于获取激光光源照射的反射率不同的至少两个灰度板的回波脉宽，以及所述至少两个灰度板与所述激光光源的距离；
第一确定单元，用于基于所获取的回波脉宽及距离，确定所述至少两个灰度板的回波脉宽随距离变化的对应关系；
第二确定单元，用于基于对应关系确定所述至少两个灰度板的距离归一化系数；
其中，所述第二确定单元，还用于：对于N块灰度板，基于每一灰度板在不同距离处对应的回波脉宽，生成每一灰度板i对应的脉宽距离曲线为fi(r)；其中，r表示灰度板与所述激光光源之间的距离；i为1至N中任一数值，N≥2；
灰度板的距离归一化系数g(r)通过下式获得：
Figure FDA0004039788270000031
第三确定单元，用于基于所述对应关系及所述距离归一化系数确定单位反射率下的归一化脉宽变化量；
其中，所述第三确定单元，还用于通过下式获得单位反射率下的归一化脉宽变化量TΔ(r)：
Figure FDA0004039788270000032
其中，ρi+1为灰度板i+1的灰度值，ρi为灰度板i的灰度值，T(i+1)o(r)为灰度板i+1的归一化脉宽，Tio(r)为灰度板i的归一化脉宽；N块灰度板按灰度值由小到大的顺序排列；
第二获取单元，用于获取待测物体的回波脉宽及距离；计算单元，用于计算所述待测物体的回波脉宽与所述待测物体距离对应的距离归一化系数的乘积，计算所述至少两个灰度板中所述反射率最大的灰度板或所述反射率最小的灰度 板在所述待测物体距离处对应的归一化脉宽；
第四确定单元，用于基于所述归一化脉宽变化量、所述乘积以及所述至少 两个灰度板中所述反射率最大的灰度板或所述反射率最小的灰度板在所述待测物体距离处对应的归一化脉宽，确定所述待测物体的灰度值。
6.根据权利要求5所述的灰度标定装置，其特征在于，所述装置还包括：
第三获取单元，用于获取所述激光光源的原始光功率值；
第四获取单元，用于在所述激光光源发射线路上设置衰减片，改变所述衰减片在所述激光光源发射线路上的位置，测量所述衰减片在不同位置处通过所述衰减片后的激光的光功率值，基于所述原始光功率值及不同位置处的光功率值，获取所述衰减片在不同位置处的衰减系数；
第五确定单元，用于确定不同位置处的衰减系数与等效距离之间的关系；
对应地，所述第一获取单元，用于基于所述衰减片在不同位置处而确定所述至少两个灰度板的回波脉宽，基于衰减系数与等效距离之间的关系确定所述激光光源与所述至少两个灰度板之间的模拟距离，将所述模拟距离作为所述至少两个灰度板与所述激光光源的距离。
7.根据权利要求6所述的灰度标定装置，其特征在于，所述第四确定单元，用于：
假设采集的所述待测物体的距离和回波脉宽分别为Rx和Tx，通过下式获取所述待测物体的灰度值ρx：
ρx＝[Tx·g(Rx)-Tlo(Rx)]·TΔ(r)+ρl；其中，ρl为N块灰度板中所述反射率最小的灰度板对应的灰度值；Tlo(Rx)为N块灰度板中所述反射率最小的灰度板与所述待测物体距离对应的归一化脉宽；
或者，通过下式获取所述待测物体的灰度值ρx：
ρx＝ρh-[Tho(Rx)-Tx·g(Rx)]·TΔ(r)；其中，ρh为N块灰度板中所述反射率最大的灰度板对应的灰度值；Tho(Rx)为N块灰度板中所述反射率最大的灰度板与所述待测物体距离对应的归一化脉宽。
8.一种目标检测装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于采用权利要求5至7任一项所述的灰度标定装置获取待测物体的灰度值；
检测单元，用于至少根据灰度值进行目标检测。
9.一种计算机处理设备，其特征在于，包括：处理器和用于存储处理器可执行指令的存储器，其中，所述处理器被配置为在调用存储器中的可执行指令时，能够执行权利要求1至3任一项所述的灰度标定方法。
10.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机指令，其特征在于，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1至3中任一项所述的灰度标定方法。
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