CN113589326B - 激光雷达的物体识别方法、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雷达的物体识别方法、装置、设备及存储介质，涉及自动化技术领域。该方法包括：获取目标识别物至激光雷达的目标距离；根据目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形能量，生成目标识别物在目标距离下的光强波形能量，反射光为由目标识别物反射至激光雷达的光；根据目标距离以及目标识别物在目标距离下的光强波形能量，确定目标识别物的回光强度值；根据目标识别物的回光强度值，对目标识别物进行识别分析。本方法中，在进行回光强度计算时，将目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形能量，转换为目标识别物在目标距离下的光强波形能量，可提高回光强度计算结果的准确性，从而提高物体识别的准确性。
Description
技术领域
本申请涉及自动化技术领域，具体而言，涉及一种激光雷达的物体识别方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
车载激光雷达以其超高的距离分辨和空间分辨能力，被认为是自动驾驶的感知阶段最关键的组成部件。回光强度信息是激光雷达的出射光被目标障碍物反射后接收到的光能量，理论上它表征了目标障碍物自身反射激光的能力，可以用来对目标障碍物进行识别。
现有技术中，回光强度值一般是用目标物的反射光能量和标准目标的反射光能量的比值计算得到。其中，目标物和标准目标物的反射光能量不是直接测到的，而是要经过光电探测电路转换成电压，然后分析电压波形获得的。为了可探测距离更远，激光雷达的光电探测电路通常被设计为高增益的带放大电路，因此其输出电压都具有饱和截断效应，即当输出电压达到饱和电压后就无法再增大，电压波形就会被切顶截断。
采用上述方法，会导致计算的回光强度精确度较差，从而对目标物的识别准确性较低。
发明内容
本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种激光雷达的物体识别方法、装置、设备及存储介质，以便于解决现有技术中存在的回光强度计算结果精确度较差，从而导致目标物的识别准确性较低的问题。
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雷达的物体识别方法，包括：
获取目标识别物至激光雷达的目标距离；
根据所述目标识别物在所述目标距离下的反射光的电压波形能量，生成所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量，所述反射光为由所述目标识别物反射至所述激光雷达的光；
根据所述目标距离以及所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量，确定所述目标识别物的回光强度值；
根据所述目标识别物的回光强度值，对所述目标识别物进行识别分析。
可选地，根据所述目标识别物在所述目标距离下的反射光的电压波形能量，生成所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量，包括：
根据所述目标识别物在所述目标距离下的反射光的电压波形能量，进行电光能量转换处理，生成所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量。
可选地，所述根据所述目标识别物在所述目标距离下的反射光的电压波形能量，进行电光能量转换处理，生成所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量，包括：
将所述电压波形能量输入指数函数转换公式中，得到所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量，其中，所述指数函数转换公式的函数参数根据所述激光雷达的接收电路的增益、饱和截断电压以及回光能量的范围确定。
可选地，所述根据所述目标距离以及所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量，确定所述目标识别物的回光强度值之前，所述方法还包括：
根据获取的标准目标板在至少一个距离下的反射光的电压波形能量，生成所述标准目标板在各距离下的光强波形能量，所述距离为标准目标板距离所述激光雷达的距离；
根据各距离、所述标准目标板在各距离下的光强波形能量、以及预设的参考回光强度值，确定回光强度计算公式中各常量输入参数的值。
可选地，所述根据各距离、所述标准目标板在各距离下的光强波形能量、以及预设的参考回光强度值，确定回光强度计算公式中各常量输入参数的值，包括：
根据各距离、所述标准目标板在各距离下的光强波形能量、以及预设的参考回光强度值，进行方程拟合，得到各常量输入参数的值，所述常量输入参数包括：距离系数及线束修正因子。
可选地，所述根据所述目标距离以及所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量，确定所述目标识别物的回光强度值，包括：
将所述目标距离、所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量以及所述各常量输入参数的值输入所述回光强度计算公式中，计算得到所述目标识别物的回光强度值。
可选地，所述根据所述目标距离以及所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量，确定所述目标识别物的回光强度值，包括：
根据所述目标距离，确定标准目标板在所述目标距离下的光强波形能量；
根据所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量、所述标准目标板在所述目标距离下的光强波形能量以及所述标准目标板的回光强度值，确定所述目标识别物的回光强度值。
可选地，所述根据所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量、所述标准目标板在所述目标距离下的光强波形能量以及所述标准目标板的回光强度值，确定所述目标识别物的回光强度值，包括：
确定所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量与所述标准目标板在所述目标距离下的光强波形能量的比值；
采用所述标准目标板的回光强度值对所述比值进行转换，获取所述目标识别物的回光强度值。
可选地，所述根据所述目标识别物在所述目标距离下的反射光的电压波形能量，生成所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量之前，所述方法还包括：
获取所述激光雷达的光电探测电路输出的所述目标识别物在所述目标距离下的反射光的电压波形信号序列，所述电压波形信号序列由雷达的回波有效时间窗口下各采样时刻的电压波形信号组成；
根据所述电压波形信号序列，生成所述目标识别物在所述目标距离下的反射光的电压波形能量。
第二方面，本申请实施例还提供了一种激光雷达的物体识别装置，包括：获取模块、生成模块、确定模块及识别模块；
所述获取模块，用于获取目标识别物至激光雷达的目标距离；
所述生成模块，用于根据所述目标识别物在所述目标距离下的反射光的电压波形能量，生成所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量，所述反射光为由所述目标识别物反射至所述激光雷达的光；
所述确定模块，用于根据所述目标距离以及所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量，确定所述目标识别物的回光强度值；
所述识别模块，用于根据所述目标识别物的回光强度值，对所述目标识别物进行识别分析。
可选地，所述生成模块，具体用于根据所述目标识别物在所述目标距离下的反射光的电压波形能量，进行电光能量转换处理，生成所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量。
可选地，所述生成模块，具体用于将所述电压波形能量输入指数函数转换公式中，得到所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量，其中，所述指数函数转换公式的函数参数根据所述激光雷达的接收电路的增益、饱和截断电压以及回光能量的范围确定。
可选地，所述生成模块，还用于根据获取的标准目标板在至少一个距离下的反射光的电压波形能量，生成所述标准目标板在各距离下的光强波形能量，所述距离为标准目标板距离所述激光雷达的距离；
所述确定模块，还用于根据各距离、所述标准目标板在各距离下的光强波形能量、以及预设的参考回光强度值，确定回光强度计算公式中各常量输入参数的值。
可选地，所述确定模块，具体用于根据各距离、所述标准目标板在各距离下的光强波形能量、以及预设的参考回光强度值，进行方程拟合，得到各常量输入参数的值，所述常量输入参数包括：距离系数及线束修正因子。
可选地，所述确定模块，具体用于将所述目标距离、所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量以及所述各常量输入参数的值输入所述回光强度计算公式中，计算得到所述目标识别物的回光强度值。
可选地，所述确定模块，具体用于根据所述目标距离，确定标准目标板在所述目标距离下的光强波形能量；根据所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量、所述标准目标板在所述目标距离下的光强波形能量以及所述标准目标板的回光强度值，确定所述目标识别物的回光强度值。
可选地，所述确定模块，具体用于确定所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量与所述标准目标板在所述目标距离下的光强波形能量的比值；采用所述标准目标板的回光强度值对所述比值进行转换，获取所述目标识别物的回光强度值。
可选地，所述获取模块，还用于获取所述激光雷达的光电探测电路输出的所述目标识别物在所述目标距离下的反射光的电压波形信号序列，所述电压波形信号序列由雷达的回波有效时间窗口下各采样时刻的电压波形信号组成；
所述生成模块，还用于根据所述电压波形信号序列，生成所述目标识别物在所述目标距离下的反射光的电压波形能量。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、存储介质和总线，存储介质存储有处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，处理器与存储介质之间通过总线通信，处理器执行机器可读指令，以执行时执行如第一方面中提供的方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如第一方面提供的方法的步骤。
本申请的有益效果是：
本申请提供一种激光雷达的物体识别方法、装置、电子设备及存储介质，该方法包括：获取目标识别物至激光雷达的目标距离；根据目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形能量，生成目标识别物在目标距离下的光强波形能量，反射光为由目标识别物反射至激光雷达的光；根据目标距离以及目标识别物在目标距离下的光强波形能量，确定目标识别物的回光强度值；根据目标识别物的回光强度值，对目标识别物进行识别分析。本方法中，在进行回光强度计算时，将目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形能量，转换为目标识别物在目标距离下的光强波形能量，以有效降低因电压饱和截断所带来的回光能量计算偏差问题，从而提高了回光强度计算结果的准确性，进一步地基于回光强度计算结果可提高物体识别的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，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激光雷达的物体识别方法的流程示意图一；
图2为本申请实施例提供的激光雷达的物体识别方法的流程示意图二；
图3为本申请实施例提供的激光雷达的物体识别方法的流程示意图三；
图4为本申请实施例提供的激光雷达的物体识别方法的流程示意图四；
图5为本申请实施例提供的激光雷达的物体识别方法的流程示意图五；
图6为本申请实施例提供的一种回光强度值曲线示意图；
图7为本申请实施例提供的一种激光雷达的物体识别装置的示意图；
图8为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本申请中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
另外，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请实施例中将会用到术语“包括”，用于指出其后所声明的特征的存在，但并不排除增加其它的特征。
首先，对本申请方案所涉及的相关技术背景进行简单介绍：
车载激光雷达以其超高的距离分辨和空间分辨能力，被认为是自动驾驶的感知阶段最关键的组成部件。测距范围、回光强度信息、空间分辨率、点频是激光雷达最主要的性能指标。其中，距离信息是目标障碍物的实际距离，在已知扫描时刻的水平方位角和垂直俯仰角时，可以直接计算得到目标障碍物的空间三维坐标信息，从而精确定位目标物的空间位置；回光强度信息是激光雷达的出射光被目标障碍物反射后接收到的光能量，理论上它表征了目标障碍物自身反射激光的能力，可以用来识别目标障碍物的类别。在实际环境中，激光雷达的回光强度不只跟目标障碍物的反射激光能力有关，还跟目标物表面的角度和距离有关。目标物表面跟入射光角度越偏离直角，回光强度越弱；目标物的距离越远，回光强度越弱。
现有激光雷达中，通过标定获得回光强度信息的方法有两种。第一种方法里，回光强度值是用目标物的反射光能量和出射光总能量的比值，因为目标物的反射光能量随距离急剧减弱，这种方法在距离较远时精确度很差，甚至无法使用。第二种标定方法里，回光强度值是用目标物的反射光能量和标准目标的反射光能量的比值，标准目标一般选择特定反射率(例如20％)的郎伯反射板。在多个不同距离下使用这种方法，可以避免第一种方法在距离较远时的回光强度的精确度差的问题，因此第二种回光强度标定方法是现有的常用方法。
针对上述第二种方法，回光强度值是用目标物的反射光能量和标准目标的反射光能量的比值，标准目标一般选择特定反射率(例如20％)的漫反射板。在激光雷达中，目标物和标准目标物的反射光能量不是直接测到的，而是要经过光电探测电路转换成电压，然后分析电压波形获得的。为了可探测距离更远，激光雷达的光电探测电路通常被设计为高增益的带放大电路，因此其输出电压都具有饱和截断效应，即当输出电压达到饱和电压后就无法再增大，电压波形就会被切顶截断。因此，在现有的激光雷达中，距离越近的目标物，反射光能量越大，光电探测电路输出的电压波形越容易出现饱和截断，此时采用该方法来计算回光强度值，其精确度很差。也即，应用上述第二种方法，当存在近距离目标物的情况下，回光强度值的精确度不好，有较大误差。
基于上述现有技术存在的缺点，本申请提出了一种激光雷达的物体识别方法，通过将获取的电压波形能量转换为光强波形能量，以削弱电压截断饱和所带来的误差，提高回光强度值的精确度，减小误差，从而增强了激光雷达对目标物分类和识别的能力。
如下将通过多个具体实施例对本申请的方法的实现原理及带来的有益效果进行说明。
图1为本申请实施例提供的激光雷达的物体识别方法的流程示意图一；本方法的执行主体可以是激光雷达，也可以是独立于激光雷达之外且与激光雷达进行通信的计算设备。当执行主体为激光雷达时，可以是由激光雷达中的处理器或控制器对获取的各数据进行处理计算，以得到回光强度值。而当执行主体是独立于激光雷达之外且与激光雷达进行通信的计算设备时，可以是由激光雷达中的处理器或控制器将获取的数据发送至计算设备，计算设备进行相应的处理计算，以得到回光强度值。如图1所示，该方法可包括：
S101、获取目标识别物至激光雷达的目标距离。
目标识别物可以是置于激光雷达前方的待识别的物体。以应用于自动驾驶场景为例，在自动驾驶过程中，可通过安装于汽车上的激光雷达对位于汽车前方的物体进行识别，以及时避开障碍物等，提高驾驶安全。
可选地，可通过脉冲飞行时间法获取目标识别物至激光雷达的目标距离，也即从激光雷达向目标识别物发射激光，根据激光的飞行速度和飞行时间，计算获取目标识别物至激光雷达的目标距离。
S102、根据目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形能量，生成目标识别物在目标距离下的光强波形能量，反射光为由目标识别物反射至激光雷达的光。
可选地，激光雷达发射至目标识别物上之后，会进行反射，可获取目标识别物在该目标距离下的反射光的电压波形能量。
通常，目标识别物的反射光是不能直接被激光雷达所测到的，可通过激光雷达中的光电探测电路接收反射光，并转换为电压输出，从而得到目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形能量。
在一种可实现的方式中，可将目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形能量转换为目标识别物在目标距离下的光强波形能量，以此来除去电压饱和截断效应引入的能量计算偏差。
S103、根据目标距离以及目标识别物在目标距离下的光强波形能量，确定目标识别物的回光强度值。
可选地，基于上述目标识别物至激光雷达的目标距离、以及转换得到的目标识别物在目标距离下的光强波形能量，可计算得到激光雷达发射至目标识别物后，被目标识别物发射后所接收到的光能量，也即得到目标识别物的回光强度值。
S104、根据目标识别物的回光强度值，对目标识别物进行识别分析。
基于计算得到的目标识别物的回光强度值，可对目标识别物的特性、类别等进行分析。
在一种可实现的方式中，可根据目标识别物的回光强度值的数值区间，参考分类表，对应获取目标识别物的类型，例如：回光强度值在12-30之间，则目标识别物可能为车道标线；回光强度值在5-8之间，则目标识别物可能为道路或房屋；回光强度值在45-150之间，则目标识别物可能为灌木丛或车辆等。当然，也可以有其他的分析方法，并不限于所列举的。
综上，本实施例提供的激光雷达的物体识别方法，包括：获取目标识别物至激光雷达的目标距离；根据目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形能量，生成目标识别物在目标距离下的光强波形能量，反射光为由目标识别物反射至激光雷达的光；根据目标距离以及目标识别物在目标距离下的光强波形能量，确定目标识别物的回光强度值；根据目标识别物的回光强度值，对目标识别物进行识别分析。本方法中，在进行回光强度计算时，将目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形能量，转换为目标识别物在目标距离下的光强波形能量，以有效降低因电压饱和截断所带来的回光能量计算偏差问题，从而提高了回光强度计算结果的准确性，进一步地基于回光强度计算结果可提高物体识别的准确性。
可选地，步骤S102中，根据目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形能量，生成目标识别物在目标距离下的光强波形能量，可以包括：根据目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形能量，进行电光能量转换处理，生成目标识别物在目标距离下的光强波形能量。
可选地，上述可通过电光能量转换处理，以将目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形能量转换为目标识别物在目标距离下的光强波形能量。
可选地，上述步骤中，根据目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形能量，进行电光能量转换处理，生成目标识别物在目标距离下的光强波形能量，可以包括：将电压波形能量输入指数函数转换公式中，得到目标识别物在目标距离下的光强波形能量，其中，指数函数转换公式的函数参数根据激光雷达的接收电路的增益、饱和截断电压以及回光能量的范围确定。
本实施例中，在进行电光转换处理时，所采用的指数函数可以是通过对电放大器的饱和效应进行建模研究之后所提出的。假设目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形能量为Etgt,电，那么，可采用如下转换公式转换得到目标识别物在目标距离下的光强波形能量：
其中，a1,a2,a3,a4分别为指数函数的参数。参数a1,a2,a3,a4要根据激光雷达的接收电路的增益、饱和截断电压以及回光能量的范围来预设定，它决定了电压波形能量和光强波形能量的转换效果，也决定了抑制电压饱和截断影响的效果。
图2为本申请实施例提供的激光雷达的物体识别方法的流程示意图二；可选地，步骤S103中，根据目标距离以及目标识别物在目标距离下的光强波形能量，确定目标识别物的回光强度值之前，本申请的方法还可包括：
S201、根据获取的标准目标板在至少一个距离下的反射光的电压波形能量，生成标准目标板在各距离下的光强波形能量，距离为标准目标板距离激光雷达的距离。
在一种可实现的方式中，可先根据标准目标板的相关数据确定出回光强度值计算参数，从而利于回光强度值计算参数，对目标识别物的回光强度值进行计算。
可选地，可选取反射率为10％的标准目标板依次放置于激光雷达的前方不同预设距离处，激光雷达向标准目标板发射激光，并通过光电探测电路输出电压波形信号，带有饱和截断现象，从而根据电压波形信号可生成标准目标板在各距离下的反射光的电压波形能量，并进一步转换得到标准目标板在各距离下的光强波形能量。
其中，标准目标板的反射率值不限于上述所选取的10％，也可以选其他的，例如5％、10％、20％、50％、90％等。根据激光雷达的使用场景来选择，例如矿山测煤用的激光雷达，标准板反射率要选5％，自动驾驶用的激光雷达，标准板反射率要选10％等。
而各预设距离的选择则可以根据激光雷达的测距量程来定，一般在量程内选择至少20个距离值。距离值的间隔可以是均匀的，但是推荐采用近距离间隔小、远距离间隔大的不均匀方式，这是为了提高回光强度标定后不同距离处的精确度。因为目标识别物的回光能量随距离的变化是不均匀的，近距离的变化量比远距离的大。一般地认为，距离值延长2倍，回光能量减小为1/4。
S202、根据各距离、标准目标板在各距离下的光强波形能量、以及预设的参考回光强度值，确定回光强度计算公式中各常量输入参数的值。
可选地，基于上述所确定的各距离，以及标准目标板在各距离下的光强波形能量，以及预先设定的参考回光强度值，可以获取回光强度值计算公式中需要的各常量输入参数的值。
可选地，步骤S202中，根据各距离、标准目标板在各距离下的光强波形能量、以及预设的参考回光强度值，确定回光强度计算公式中各常量输入参数的值，可以包括：根据各距离、标准目标板在各距离下的光强波形能量、以及预设的参考回光强度值，进行方程拟合，得到各常量输入参数的值，常量输入参数包括：距离系数及线束修正因子。
可选地，回光强度计算公式可以如下所示：
Intensity＝E光*[b1*(d+b2)2+b3]*b4
其中，E光指标准目标板在一距离下的光强波形能量，如上述计算得到的标准目标板在各距离下的光强波形能量；Intensity是回光强度值，在这里可以取参考回光强度值；d指的是距离，也即上述标准目标板所对应的各距离；b1,b2,b3,b4则分别为各常量输入参数。
由于上述已经获取到标准目标板与激光雷达的各距离，假设为{d1,d2,d3…}，以及在各距离下的光强波形能量，假设为{Eref,光(d1),Eref,光(d2),Eref,光(d3)…}，那么，通过将不同的距离，以及将不同距离下的光强波形能量分别代入回光强度计算公式中，则可以得到方程组，例如：
其中，intensity取值为上述的参考光强度值，而E和d的值均是已知，未知参数仅包括b1,b2,b3,b4，则通过解方程或者是拟合的方式则可以得到参数b1,b2,b3,b4的值，其中，b1,b2,b3是距离项系数，b4是线束修正因子。
可选地，步骤S103中，根据目标距离以及目标识别物在目标距离下的光强波形能量，确定目标识别物的回光强度值，可以包括：将目标距离、目标识别物在目标距离下的光强波形能量以及各常量输入参数的值输入回光强度计算公式中，计算得到目标识别物的回光强度值。
在一些实施例中，基于上述的方法可确定出回光强度计算公式中的各常量输入参数的值，而可将目标识别物与激光雷达的目标距离、以及目标识别物在目标距离下的光强波形能量带入如下公式中，以计算目标识别物的回光强度值：
Intensity＝E光*[b1*(d+b2)2+b3]*b4
在此计算过程中，intensity指的是回光强度值，为未知量，而E光指的是目标识别物在目标距离下的光强波形能量，d则为目标识别物与激光雷达的目标距离，由于参数b1,b2,b3,b4均已知，则可以计算得到目标识别物的回光强度值。
图3为本申请实施例提供的激光雷达的物体识别方法的流程示意图三；可选地，步骤S103中，根据目标距离以及目标识别物在目标距离下的光强波形能量，确定目标识别物的回光强度值，可以包括：
S301、根据目标距离，确定标准目标板在目标距离下的光强波形能量。
在另一种可实现的方式中，可不采用回光强度计算公式计算目标识别物的回光强度值，那么，则不需要通过标准目标板的相关数据确定回光计算公式中的各常量输入参数的值。
可选地，可基于获取的目标识别物至激光雷达的目标距离，查询数据表，直接获取标准目标板在该目标距离下的光强波形能量。其中，数据表中可存储有标准目标板在不同距离下所对应的光强波形能量。
S302、根据目标识别物在目标距离下的光强波形能量、标准目标板在目标距离下的光强波形能量以及标准目标板的回光强度值，确定目标识别物的回光强度值。
可选地，基于生成的目标识别物在目标距离下的光强波形能量、以及查询得到的标准目标板在目标距离下的光强波形能量，结合标准目标板的回光强度值，则可计算得到目标识别物的回光强度值。其中，对于标准目标板而言，标准目标板的回光强度值与上述所选取的标准目标板的反射率取值相同。
图4为本申请实施例提供的激光雷达的物体识别方法的流程示意图四；可选地，步骤S302中，根据目标识别物在目标距离下的光强波形能量、标准目标板在目标距离下的光强波形能量以及标准目标板的回光强度值，确定目标识别物的回光强度值，可以包括：
S401、确定目标识别物在目标距离下的光强波形能量与标准目标板在目标距离下的光强波形能量的比值。
S402、采用标准目标板的回光强度值对比值进行转换，获取目标识别物的回光强度值。
假设目标识别物在目标距离下的光强波形能量为Etgt,光，标准目标板在目标距离下的光强波形能量为Eref，光，标准目标板的回光强度值为20％，则目标识别物的回光强度值可计算如下：
图5为本申请实施例提供的激光雷达的物体识别方法的流程示意图五；可选地，步骤S102中，根据目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形能量，生成目标识别物在目标距离下的光强波形能量之前，本申请的方法还可包括：
S501、获取激光雷达的光电探测电路输出的目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形信号序列，电压波形信号序列由雷达的回波有效时间窗口下各采样时刻的电压波形信号组成。
可选地，当激光雷达向前方的目标识别物发出激光后，该目标识别物的反射光将通过激光雷达中的光电探测电路输出电压波形信号rtgt(t)，带有饱和截断现象。其中，在激光雷达的回波有效时间窗口内可获得按时间排序的多个rtgt(t)，从而得到目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形信号序列。
S502、根据电压波形信号序列，生成目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形能量。
可选地，可根据输出的目标距离下的反射光的电压波形信号rtgt(t)，采用如下计算方式得到目标识别物的反射光的电压波形能量：
Etgt，电＝∫Trtgt(t)dt
其中，T是激光雷达的回波有效时间窗口，如果信号rtgt(t)被离散成rtgt(n),n＝1,2,3…是采样时刻序号，上述公式的积分则可以用求和来代替。
可选地，基于得到的目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形能量，可以采用上述的公式，转换生成目标识别物在目标距离下的光强波形能量：
需要说明的是，对于标准目标板在各距离下的反射光的电压波形能量的计算、以及转换生成在各距离下的光强波形能量的方式，与目标识别物的计算方式是相同的，此处不再一一赘述。
图6为本申请实施例提供的一种回光强度值曲线示意图。在固定距离放置不同反射率的标准目标板，分别采用现有方法以及本申请的方法来做回光强度值的计算。横轴是预设目标识别物的回光强度的实际值。曲线1是实际值的参考曲线；曲线2是现有方法；曲线3是本申请的方法，指数函数的a1,a2,a3,a4参数选取是[10,1,0,1]。由图可知，本申请的方法可获得精确度更高的回光强度值，为激光雷达后续的目标物识别、分析、分类等提供了更可靠的探测数据。
综上所述，本实施例提供的激光雷达的物体识别方法，包括：获取目标识别物至激光雷达的目标距离；根据目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形能量，生成目标识别物在目标距离下的光强波形能量，反射光为由目标识别物反射至激光雷达的光；根据目标距离以及目标识别物在目标距离下的光强波形能量，确定目标识别物的回光强度值；根据目标识别物的回光强度值，对目标识别物进行识别分析。本方法中，在进行回光强度计算时，将目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形能量，转换为目标识别物在目标距离下的光强波形能量，以有效降低因电压饱和截断所带来的回光能量计算偏差问题，从而提高了回光强度计算结果的准确性，进一步地基于回光强度计算结果可提高物体识别的准确性。
下述对用以执行本申请所提供的激光雷达的物体识别方法的装置、设备及存储介质等进行说明，其具体的实现过程以及技术效果参见上述，下述不再赘述。
图7为本申请实施例提供的一种激光雷达的物体识别装置的示意图，该激光雷达的物体识别装置实现的功能对应上述方法执行的步骤。该装置可以理解为上述的激光雷达，也可以理解为独立于激光雷达之外的计算设备。如图7所示，该装置可包括：获取模块710、生成模块720、确定模块730及识别模块740；
获取模块710，用于获取目标识别物至激光雷达的目标距离；
生成模块720，用于根据目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形能量，生成目标识别物在目标距离下的光强波形能量，反射光为由目标识别物反射至激光雷达的光；
确定模块730，用于根据目标距离以及目标识别物在目标距离下的光强波形能量，确定目标识别物的回光强度值；
识别模块740，用于根据目标识别物的回光强度值，对目标识别物进行识别分析。
可选地，生成模块720，具体用于根据目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形能量，进行电光能量转换处理，生成目标识别物在目标距离下的光强波形能量。
可选地，生成模块720，具体用于将电压波形能量输入指数函数转换公式中，得到目标识别物在目标距离下的光强波形能量，其中，指数函数转换公式的函数参数根据激光雷达的接收电路的增益、饱和截断电压以及回光能量的范围确定。
可选地，生成模块720，还用于根据获取的标准目标板在至少一个距离下的反射光的电压波形能量，生成标准目标板在各距离下的光强波形能量，距离为标准目标板距离激光雷达的距离；
确定模块730，还用于根据各距离、标准目标板在各距离下的光强波形能量、以及预设的参考回光强度值，确定回光强度计算公式中各常量输入参数的值。
可选地，确定模块730，具体用于根据各距离、标准目标板在各距离下的光强波形能量、以及预设的参考回光强度值，进行方程拟合，得到各常量输入参数的值，常量输入参数包括：距离系数及线束修正因子。
可选地，确定模块730，具体用于将目标距离、目标识别物在目标距离下的光强波形能量以及各常量输入参数的值输入回光强度计算公式中，计算得到目标识别物的回光强度值。
可选地，确定模块730，具体用于根据目标距离，确定标准目标板在目标距离下的光强波形能量；根据目标识别物在目标距离下的光强波形能量、标准目标板在目标距离下的光强波形能量以及标准目标板的回光强度值，确定目标识别物的回光强度值。
可选地，确定模块730，具体用于确定目标识别物在目标距离下的光强波形能量与标准目标板在目标距离下的光强波形能量的比值；采用标准目标板的回光强度值对比值进行转换，获取目标识别物的回光强度值。
可选地，获取模块710，还用于获取激光雷达的光电探测电路输出的目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形信号序列，电压波形信号序列由雷达的回波有效时间窗口下各采样时刻的电压波形信号组成；
生成模块720，还用于根据电压波形信号序列，生成目标识别物在目标距离下的反射光的电压波形能量。
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。
上述模块可以经由有线连接或无线连接彼此连接或通信。有线连接可以包括金属线缆、光缆、混合线缆等，或其任意组合。无线连接可以包括通过LAN、WAN、蓝牙、ZigBee、或NFC等形式的连接，或其任意组合。两个或更多个模块可以组合为单个模块，并且任何一个模块可以分成两个或更多个单元。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考方法实施例中的对应过程，本申请中不再赘述。
需要说明的是，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(Central Processing 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8为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图，该设备可以是具备数据处理功能的计算设备。
该设备可包括：处理器801、存储器802。
存储器802用于存储程序，处理器801调用存储器802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。
其中，存储器802存储有程序代码，当程序代码被处理器801执行时，使得处理器801执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本申请各种示例性实施方式的方法中的各种步骤。
处理器801可以是通用处理器，例如中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
存储器802作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。存储器可以包括至少一种类型的存储介质，例如可以包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器、随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)、静态随机访问存储器(Static Random Access Memory，SRAM)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，PROM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、带电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等等。存储器是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。本申请实施例中的存储器802还可以是电路或者其它任意能够实现存储功能的装置，用于存储程序指令和/或数据。
可选地，本申请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。
在本申请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，在本申请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)执行本申请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)
1.一种激光雷达的物体识别方法，其特征在于，包括：
获取目标识别物至激光雷达的目标距离；
根据所述目标识别物在所述目标距离下的反射光的电压波形能量，生成所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量，所述反射光为由所述目标识别物反射至所述激光雷达的光；
根据所述目标距离以及所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量，确定所述目标识别物的回光强度值；
根据所述目标识别物的回光强度值，对所述目标识别物进行识别分析；
其中，根据所述目标识别物在所述目标距离下的反射光的电压波形能量，生成所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量，包括：
根据所述目标识别物在所述目标距离下的反射光的电压波形能量，进行电光能量转换处理，生成所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量；
所述根据所述目标识别物在所述目标距离下的反射光的电压波形能量，进行电光能量转换处理，生成所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量，包括：
将所述电压波形能量输入指数函数转换公式中，得到所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量，其中，所述指数函数转换公式的函数参数根据所述激光雷达的接收电路的增益、饱和截断电压以及回光能量的范围确定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标距离以及所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量，确定所述目标识别物的回光强度值之前，所述方法还包括：
根据获取的标准目标板在至少一个距离下的反射光的电压波形能量，生成所述标准目标板在各距离下的光强波形能量，所述距离为标准目标板距离所述激光雷达的距离；
根据各距离、所述标准目标板在各距离下的光强波形能量、以及预设的参考回光强度值，确定回光强度计算公式中各常量输入参数的值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据各距离、所述标准目标板在各距离下的光强波形能量、以及预设的参考回光强度值，确定回光强度计算公式中各常量输入参数的值，包括：
根据各距离、所述标准目标板在各距离下的光强波形能量、以及预设的参考回光强度值，进行方程拟合，得到各常量输入参数的值，所述常量输入参数包括：距离系数及线束修正因子。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标距离以及所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量，确定所述目标识别物的回光强度值，包括：
将所述目标距离、所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量以及所述各常量输入参数的值输入所述回光强度计算公式中，计算得到所述目标识别物的回光强度值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标距离以及所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量，确定所述目标识别物的回光强度值，包括：
根据所述目标距离，确定标准目标板在所述目标距离下的光强波形能量；
根据所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量、所述标准目标板在所述目标距离下的光强波形能量以及所述标准目标板的回光强度值，确定所述目标识别物的回光强度值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量、所述标准目标板在所述目标距离下的光强波形能量以及所述标准目标板的回光强度值，确定所述目标识别物的回光强度值，包括：
确定所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量与所述标准目标板在所述目标距离下的光强波形能量的比值；
采用所述标准目标板的回光强度值对所述比值进行转换，获取所述目标识别物的回光强度值。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标识别物在所述目标距离下的反射光的电压波形能量，生成所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量之前，所述方法还包括：
获取所述激光雷达的光电探测电路输出的所述目标识别物在所述目标距离下的反射光的电压波形信号序列，所述电压波形信号序列由雷达的回波有效时间窗口下各采样时刻的电压波形信号组成；
根据所述电压波形信号序列，生成所述目标识别物在所述目标距离下的反射光的电压波形能量。
8.一种激光雷达的物体识别装置，其特征在于，包括：获取模块、生成模块、确定模块及识别模块；
所述获取模块，用于获取目标识别物至激光雷达的目标距离；
所述生成模块，用于根据所述目标识别物在所述目标距离下的反射光的电压波形能量，生成所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量，所述反射光为由所述目标识别物反射至所述激光雷达的光；
所述确定模块，用于根据所述目标距离以及所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量，确定所述目标识别物的回光强度值；
所述识别模块，用于根据所述目标识别物的回光强度值，对所述目标识别物进行识别分析；
其中，所述生成模块，具体用于根据所述目标识别物在所述目标距离下的反射光的电压波形能量，进行电光能量转换处理，生成所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量；
所述生成模块，具体用于将所述电压波形能量输入指数函数转换公式中，得到所述目标识别物在所述目标距离下的光强波形能量，其中，所述指数函数转换公式的函数参数根据所述激光雷达的接收电路的增益、饱和截断电压以及回光能量的范围确定。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的程序指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述程序指令，以执行时执行如权利要求1至7任一所述的方法的步骤。
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至7任一所述的方法的步骤。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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