CN113484871A - 激光雷达融合探测方法和计算机存储介质 - Google Patents

激光雷达融合探测方法和计算机存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种激光雷达融合探测方法和计算机存储介质。该方法包括：针对设置在同一车辆上的多个激光雷达分别依次进行编号，并按照所述编号分别计算每个激光雷达的探测角度；依次控制每个激光雷达根据设定间隔时间按照所述探测角度进行激光雷达扫描；将每个所述激光雷达的探测范围与其对应的所述探测角度的乘积求和以计算设置在所述同一车辆上的所述多个激光雷达的单车融合探测结果。实施本发明的激光雷达融合探测方法和计算机可读存储介质，能有效防止激光雷达之间存在的干涉，并且有效协同控制多个激光雷达，从而保证探测准确。

Description

激光雷达融合探测方法和计算机存储介质
技术领域
本发明涉及激光雷达领域，更具体地说，涉及一种激光雷达融合探测方法和计算机存储介质。
背景技术
激光雷达是激光技术与雷达技术相结合的产物，其一般由发射机、接收机及信息处理等部分组成。发射机是各种形式的激光器，接收机采用各种形式的光电探测器。在汽车自动驾驶中，通常采用激光雷达实现的物体以及环境的探测。然而，当同一个车辆上装载多个激光雷达时，或者多个车辆上分别装载多个激光雷达时，不同的激光雷达之间存在会彼此影响，难以进行协同控制，并且由于激光存在干涉问题，因此容易造成探测不准确的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能有效防止激光雷达之间存在的干涉，并且有效协同控制多个激光雷达，从而保证探测准确的激光雷达融合探测方法和计算机可读存储介质。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种激光雷达融合探测方法，包括：
S1、针对设置在同一车辆上的多个激光雷达分别依次进行编号，并按照所述编号分别计算每个激光雷达的探测角度；
S2、依次控制每个激光雷达根据设定间隔时间按照所述探测角度进行激光雷达扫描；
S3、将每个所述激光雷达的探测范围与其对应的所述探测角度的乘积求和以计算设置在所述同一车辆上的所述多个激光雷达的单车融合探测结果。
在本发明所述的激光雷达融合探测方法中，所述步骤S1进一步包括：
S11、针对设置在同一车辆上的多个激光雷达分别依次进行编号为1…n，其中n为正整数；
S12、将第1号激光雷达的探测角度θ1设为1，并将第2…n号激光雷达的探测角度θi按照θi＝(360/i)+1进行计算，其中i表示所述激光雷达的编号。
在本发明所述的激光雷达融合探测方法中，在所述步骤S3中，基于以下公式计算所述单车融合探测结果
Figure BDA0003117849700000021
其中E(1)表示第1号激光雷达的探测范围，E(i)表示第i号激光雷达的探测范围。
在本发明所述的激光雷达融合探测方法中，每个激光雷达的探测范围等于其包括的每个激光雷达线的探测范围之和。
在本发明所述的激光雷达融合探测方法中，所述间隔时间为20ms。
在本发明所述的激光雷达融合探测方法中，进一步包括：
S4、对多个车辆分别进行车辆编号，基于所述车辆编号和其对应的单车融合探测结果计算多车检测结果；
S5、基于设定的基准时间、所述间隔时间以及每个激光雷达的探测范围计算多车复合检测结果；
S6、基于所述单车融合探测结果、所述多车检测结果和所述多车复合检测结果计算所述多个车辆的多车融合探测结果。
在本发明所述的激光雷达融合探测方法中，在所述步骤S6中，所述多车检测结果X2＝Fx*X1，其中Fx表示所述车辆编号，X1表示所述单车融合探测结果；所述多车复合检测结果
Figure BDA0003117849700000022
其中t表示所述间隔时间，T1表示所述设定的基准时间；所述多车融合探测结果X＝X1+X2+X3。
本发明解决其技术问题采用的另一技术方案是，构造一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的激光雷达融合探测方法。
实施本发明的激光雷达融合探测方法和计算机可读存储介质，能有效防止激光雷达之间存在的干涉，并且有效协同控制多个激光雷达，从而保证探测准确。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明的激光雷达融合探测方法的第一优选实施例的流程图；
图2是本发明的激光雷达融合探测方法的第二优选实施例的流程图；
图3是本发明的激光雷达融合探测方法的同一车辆上的多个激光雷达的探测角度计算的流程示意图；
图4是本发明的激光雷达融合探测方法的多个车辆上的多个激光雷达的探测角度计算的流程示意图；
图5是本发明的激光雷达融合探测方法的错时检测的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明涉及一种激光雷达融合探测方法，包括：针对设置在同一车辆上的多个激光雷达分别依次进行编号，并按照所述编号分别计算每个激光雷达的探测角度；依次控制每个激光雷达根据设定间隔时间按照所述探测角度进行激光雷达扫描；将每个所述激光雷达的探测范围与其对应的所述探测角度的乘积求和以计算设置在所述同一车辆上的所述多个激光雷达的单车融合探测结果。实施本发明的激光雷达融合探测方法，能有效防止激光雷达之间存在的干涉，并且有效协同控制多个激光雷达，从而保证探测准确。
图1是本发明的激光雷达融合探测方法的优选实施例的流程图。图3是本发明的激光雷达融合探测方法的同一车辆上的多个激光雷达的探测角度计算的流程示意图。如图1和3所示，在步骤S1中，针对设置在同一车辆上的多个激光雷达分别依次进行编号，并按照所述编号分别计算每个激光雷达的探测角度。在本发明的优选实施例中，首先判断车辆是否存在多个激光雷达，如果只有一个激光雷达，那么直接进入现有的任何已知激光雷达探测程序。如果判定在同一车辆上设置多个激光雷达，那么需要考虑融合探测的问题，则进入本发明的步骤S1。
在本发明的优选实施例中，可以首先针对设置在同一车辆上的多个激光雷达分别依次进行编号为1…n，其中n为正整数。同时，可以将每个激光雷达发射的激光雷达信号对应编码成1-X，2-X…n-X。在本发明的优选实施例中，多个激光雷达水平设置，即在车身行进方向的垂直方向上，等距离水平设置，并且按照位置顺序，例如从左到右，或者从右到左进行排列和编号。
随后，设置每一个激光雷达的探测角度，将第1号，即最左或者最右侧的第1号激光雷达的探测角度θ1设为1，然后将第2…n号激光雷达的探测角度θi按照θi＝(360/i)+1进行计算，其中i表示所述激光雷达的编号。即第2号激光雷达的探测角度θ2＝(360/2)+1＝181。同理，第3号激光雷达的探测角度θ3＝(360/3)+1＝121，这样第n号激光雷达的探测角度θn＝(360/n)+1。通常激光雷达的数量不会太多，优选为6或8个。
然后，在步骤S2中，依次控制每个激光雷达根据设定间隔时间按照所述探测角度进行激光雷达扫描，优选地，可以判断是否同时有两个或者以上的激光雷达进行激光雷达扫描，如果是，则按照其编号由小到下，根据设定间隔时间，依次控制每个激光雷达进行激光雷达扫描，即先是第1号激光雷达工作，然后第2号激光雷达工作等等。该间隔时间可以根据实际情况确定，优选为20ms。具体流程可以参照图5所示。
在步骤S3中，将每个所述激光雷达的探测范围与其对应的所述探测角度的乘积求和以计算设置在所述同一车辆上的所述多个激光雷达的单车融合探测结果。
在本发明的优选实施例中，可以基于以下公式计算所述单车融合探测结果
Figure BDA0003117849700000041
其中E(1)表示第1号激光雷达的探测范围，E(i)表示第i号激光雷达的探测范围。即该公式可以写为X1＝E(1)+E(2)*181+E(3)*121+…+E(n)*(360/n+1)。其中E(1)表示第1号激光雷达的探测范围，E(2)表示第2号激光雷达的探测范围，依次类推，E(n)表示第n号激光雷达的探测范围。
又，每个激光雷达的探测范围等于其包括的每个激光雷达线的探测范围之和。因此，该公式可以进一步写做X1＝E(1-1)+E(1-2)+……+E(1-K)+[E(2-1)+E(2-2)+……+E(2-K)]*181+……+[E(n-1)+E(n-2)+……+E(n-K)]*(360/n+1)。其中，K表示每个激光雷达的激光雷达线数，E(i-e)表示第i号激光雷达的第e个激光雷达线的探测范围。因此，E(1-1)为第1号激光雷达的第1个激光雷达线的探测范围，E(1-2)为第1号激光雷达的第2个激光雷达线的探测范围，而E(1-K)为第1号激光雷达的第K个激光雷达线的探测范围。因此，E(1)＝E(1-1)+E(1-2)+……+E(1-K)。同理类推可得上式。
在获得上述单车融合探测结果之后，可以将该单车融合探测结果输入现有的任何已知激光雷达探测程序，进行后续距离分析等等。后续检测步骤可以采用任何已知的现有技术，在此就不再累述了。
上述单车融合探测结果，通过对激光雷达信号进行排列编码实现了多个激光雷达的协同工作，通过错时检测，解决了激光雷达的激光干涉造成的误差，并且通过融合计算，能够有效防止同一车辆上的多个激光雷达之间存在的干涉，并且有效协同控制多个激光雷达，从而保证探测准确。
图2是本发明的激光雷达融合探测方法的第二优选实施例的流程图。图4是本发明的激光雷达融合探测方法的多个车辆上的多个激光雷达的探测角度计算的流程示意图。在图2和4所示的优选实施例中，针对多个车辆进行激光雷达融合探测，每个车辆上安装了多个激光雷达。在本发明的优选实施例中，首先判断是否存在多个车辆，如果只有一个车辆那么仅执行图1所示的步骤S1-3。如果存在多个车辆，那需要考虑多个车辆的融合探测的问题，那么在执行完步骤S1-3之后，继续执行图2所示的步骤S4-6。
针对步骤S1-3，可以参照图1所示实施例，在此就不再累述了。在此，主要对S4-S6进一步说明如下。在步骤S4中，可以对多个车辆分别进行车辆编号，基于所述车辆编号和其对应的单车融合探测结果计算多车检测结果。例如，将每一辆车辆依次编号为F1,F2..Fx，因此车辆数量就为Fx。因为每个车辆上的激光雷达都是一样的，因此其单车融合探测结果X1也是一样的，那就将车辆编号Fx与该车辆的单车融合探测结果X1相乘，从而获得多车检测结果X2＝Fx*X1。
在步骤S5中，基于设定的基准时间、所述间隔时间以及每个激光雷达的探测范围计算多车复合检测结果。在本步骤中，所述多车复合检测结果
Figure BDA0003117849700000061
其中t表示所述间隔时间，T1表示所述设定的基准时间。如前所述，所述多车复合检测结果X3可以写成X3＝T1*E1+(T1+t)*E2+……+(T1+t*(n-1)*En。本领域技术人员知悉，所述基准时间，所述间隔时间可以根据实际情况设置。
在步骤S6中，基于所述单车融合探测结果、所述多车检测结果和所述多车复合检测结果计算所述多个车辆的多车融合探测结果。所述多车融合探测结果X＝X1+X2+X3。
在获得上述多车融合探测结果之后，可以将该多车融合探测结果输入现有的任何已知激光雷达探测程序，进行后续距离分析等等。后续检测步骤可以采用任何已知的现有技术，在此就不再累述了。
上述多车融合探测结果，通过对激光雷达信号进行排列编码实现了多个激光雷达的协同工作，通过错时检测，解决了激光雷达的激光干涉造成的误差，并且通过融合计算，能够有效防止多个车辆上的多个激光雷达之间存在的干涉，并且有效协同控制多个激光雷达，从而保证探测准确。
本发明还涉及一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序，所述计算机程序包含能够实现本发明方法的全部特征，当其安装到计算机系统中时，可以实现本发明的方法。本文件中的计算机程序所指的是：可以采用任何程序语言、代码或符号编写的一组指令的任何表达式，该指令组使系统具有信息处理能力，以直接实现特定功能，或在进行下述一个或两个步骤之后实现特定功能：a)转换成其它语言、编号或符号；b)以不同的格式再现。
实施本发明的激光雷达融合探测方法和计算机可读存储介质，能够准确地对地下巷道环境进行边界检测，从而确保工业车辆能够在地下巷道中安全行驶，防止发生碰撞或者危险。
虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种激光雷达融合探测方法，其特征在于，包括：
S1、针对设置在同一车辆上的多个激光雷达分别依次进行编号，并按照所述编号分别计算每个激光雷达的探测角度；
S2、依次控制每个激光雷达根据设定间隔时间按照所述探测角度进行激光雷达扫描；
S3、将每个所述激光雷达的探测范围与其对应的所述探测角度的乘积求和以计算设置在所述同一车辆上的所述多个激光雷达的单车融合探测结果。
2.根据权利要求1所述的激光雷达融合探测方法，其特征在于，所述步骤S1进一步包括：
S11、针对设置在同一车辆上的多个激光雷达分别依次进行编号为1…n，其中n为正整数；
S12、将第1号激光雷达的探测角度θ1设为1，并将第2…n号激光雷达的探测角度θi按照θi＝(360/i)+1进行计算，其中i表示所述激光雷达的编号。
3.根据权利要求2所述的激光雷达融合探测方法，其特征在于，在所述步骤S3中，基于以下公式计算所述单车融合探测结果
Figure FDA0003117849690000011
Figure FDA0003117849690000012
其中E(1)表示第1号激光雷达的探测范围，E(i)表示第i号激光雷达的探测范围。
4.根据权利要求3所述的激光雷达融合探测方法，其特征在于，每个激光雷达的探测范围等于其包括的每个激光雷达线的探测范围之和。
5.根据权利要求4所述的激光雷达融合探测方法，其特征在于，所述间隔时间为20ms。
6.根据权利要求3所述的激光雷达融合探测方法，其特征在于，进一步包括：
S4、对多个车辆分别进行车辆编号，基于所述车辆编号和其对应的单车融合探测结果计算多车检测结果；
S5、基于设定的基准时间、所述间隔时间以及每个激光雷达的探测范围计算多车复合检测结果；
S6、基于所述单车融合探测结果、所述多车检测结果和所述多车复合检测结果计算所述多个车辆的多车融合探测结果。
7.根据权利要求6所述的激光雷达融合探测方法，其特征在于，在所述步骤S6中，所述多车检测结果X2＝Fx*X1，其中Fx表示所述车辆编号，X1表示所述单车融合探测结果；所述多车复合检测结果
Figure FDA0003117849690000021
Figure FDA0003117849690000022
其中t表示所述间隔时间，T1表示所述设定的基准时间；所述多车融合探测结果X＝X1+X2+X3。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求1-7中任意一项权利要求所述的激光雷达融合探测方法。
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