CN113748359B - 基于连续波测距的补偿方法、装置和激光雷达 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于连续波测距的补偿方法、装置和激光雷达。本申请通过物体的反射率自适应的选择目标DRNU校准补偿矩阵对接收单元探测到的物体的距离进行补偿,解决相关技术中使用固定的DRNU校准补偿矩阵进行距离补偿带来的测距精度不高的问题,因此可以提高测距的精度。
Description
技术领域
本申请涉及测量领域,尤其涉及一种基于连续波测距的补偿方法、装置和激光雷达。
背景技术
从原理上讲,flash激光雷达和TOF深度相机基本一致:通过控制激光或LED光源照亮场景,然后接收回波信号,以此分析光子飞行时间,来测量场景点的深度(距离)。其工作原理与传统的基于CCD的相机类似。原理上,非相干原理的flash激光雷达又可以分为连续波式和脉冲式,一般是利用脉冲或连续波的出射信号覆盖整个被探测的场景而无任何扫描结构。连续波式的flash激光雷达的基本原理是出射信号为被特征频率的载波调制的光信号,通过解算回波信号与出射信号之间的相位差,求出距离信息。
在基于CW-TOF(continues wavelength-time of flight,连续波长)的测距设备中,接收芯片(例如:CMOS器件)中包括多个接收单元(例如:像素电路),接收单元用于将接收到的光信号转换为电信号,由于接收芯片中的各个接收单元在制造工艺、环境参数或调制波形等存在差异,从而导致各个接收单元存在响应不均匀(DRNU,Distance ResponseNon-Uniformity)的现象,具体体现在通过接收单元得到的测距结果和真实的测距结果存在较大误差。
发明内容
本申请实施例所要解决的技术问题在于,提供一种基于连续波测距的补偿方法、装置和激光雷达,解决在使用连续波进行测距时测距精度不高的问题。
第一方面,本申请提供了一种基于连续波测距的补偿方法,包括:
计算接收单元探测到物体的反射率;其中,接收单元为接收芯片中的任意一个,深度图像可以是TOF相机或flash激光雷达的接收芯片中各个接收单元根据探测到的光信号生成的,接收单元的数量越多,深度图像的分辨率越高,即深度图像中像素的数量越多。接收单元探测到的物体的参数包括:空间位置、回波强度和距离;接收单元探测到的物体的反射率为物体表面上的点的反射率;反射率和物体表面的材质有关,反射率越高,像素的回波强度越大;反射率越低,像素的回波强度越小。
根据预设的映射关系查询与所述反射率关联的目标DRNU校准补偿矩阵;其中,预设的映射关系表示反射率和DRNU校准补偿矩阵之间的映射关系,DRNU校准补偿矩阵用于校准接收单元探测到的物体的距离和真实距离之间的误差;本申请中的DRNU校准补偿矩阵和反射率有关,不同的反射率关联不同的DRNU校准补偿矩阵;
根据所述目标DRNU校准补偿矩阵对接收单元探测到的物体的距离进行补偿;其中,本申请可以通过查询表或线性插值的方法基于目标DRNU校准补偿矩阵对接收单元探测到的物体的距离进行补偿。
在一种可能的设计中,所述计算接收单元探测到的物体的反射率,包括:
根据预设的标定距离、所述接收单元探测到的物体的距离和所述接收单元探测到的回波信号的振幅计算所述接收单元探测到的物体的反射率。
在一种可能的设计中,所述根据预设的标定距离、所述接收单元探测到的物体的距离和所述接收单元探测到的回波信号的振幅计算所述接收单元探测到的物体的反射率,包括:
根据如下公式计算所述接收单元探测到的物体的反射率:
其中,f1为所述接收单元探测到的物体的反射率,R0为所述预设的标定距离,A1表示所述接收单元探测到的回波信号的振幅,d1表示所述接收单元探测到的物体的距离,/>为表示预设的所述标定距离下反射率和振幅之间的关系的拟合函数。
在一种可能的设计中,所述计算接收单元探测到的物体的反射率之前,还包括:
在所述标定距离下,测量多个标定反射率各自对应的标定振幅;
对所述多个标定反射率和所述多个标定反射率各自对应对应的标定振幅进行拟合,得到所述拟合函数。
在一种可能的设计中,所述根据所述预设的标定距离、所述接收单元探测到的物体的距离和所述接收单元探测到的回波信号的振幅计算所述接收单元探测到的物体的反射率,包括:
根据预设的查找表、所述预设的标定距离、所述接收单元探测到的物体的距离和所述接收单元探测到的回波信号的振幅计算所述接收单元探测到的物体的反射率。
在一种可能的设计中,所述计算接收单元探测到的物体的反射率之前,还包括:
在标定距离下,测量多个标定反射率各自对应的标定振幅;
将所述标定距离、所述标定反射率和所述多个标定反射率各自对应的标定振幅进行映射后得到所述查找表。
在一种可能的设计中,还包括:
计算所述多个标定反射率各自对应的DRNU校准补偿矩阵;
将所述多个标定反射率和各自对应的DRNU校准补偿矩阵进行映射后生成所述映射关系,以及存储所述映射关系。
第二方面,本申请提供了一种基于连续波测距的补偿装置,包括:
计算单元,用于计算接收单元探测到的物体的反射率;
查询单元,用于根据预设的映射查询查询与所述反射率关联的目标DRNU校准补偿矩阵;
补偿单元,用于根据所述目标DRNU校准补偿矩阵对所述接收单元探测到的物体的距离进行补偿。
本申请的又一方面公开了一种基于连续波测距的补偿装置,距离补偿装置包括:接收器、发射器、存储器和处理器;其中,所述存储器中存储一组程序代码,且所述处理器用于调用所述存储器中存储的程序代码,执行上述各方面所述的基于连续波测距的补偿方法。
基于同一申请构思,由于该装置解决问题的原理以及有益效果可以参见上述各可能的距离补偿装置的方法实施方式以及所带来的有益效果,因此该装置的实施可以参见方法的实施,重复之处不再赘述。
本申请的又一方面提了供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述各方面所述的方法。
本申请的又一方面提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述各方面所述的方法。
在本申请实施例中,计算接收单元探测到的物体的反射率,根据预设的映射关系查询与反射率关联的目标DRNU校准补偿矩阵,预设的映射关系表示反射率和DRNU校准补偿矩阵之间的关系,不同的反射率对应不同的DRNU校准补偿矩阵,根据查询到的目标DRNU校准补偿矩阵对接收单元探测到的物体的距离进行补偿,本申请通过物体的反射率对应的目标DRNU校准补偿矩阵对接收单元探测到的物体的距离进行补偿,解决相关技术中使用固定的DRNU校准补偿矩阵进行距离补偿带来的测距精度不高的问题,可以提高测距的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案,下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
图1是本申请实施例提供的基于连续波进行测量的原理示意图;
图2是本申请实施例提供的一种基于连续波测距的补偿方法的流程示意图;
图3是本申请实施例提供的一种基于连续波测距的补偿装置的结构示意图;
图4是本申请实施例提供的一种基于连续波测距的补偿装置的另一结构示意图。
具体实施方式
图1为本申请提供的一种基于连续波进行测距的原理示意图。
测距设备可以基于连续波长飞行时间(CW-TOF,Continues wavelength-Time ofFlight)的原理测量物体的距离,测距设备可以是flash激光雷达或TOF相机。测距设备设置有发射器和接收器,发射器用于向物体发射连续的发射信号,接收器用于接收发射信号遇到物体形成的回波信号,测距设备根据回波信号生成深度图像,深度图像中包括多个像素,像素具有距离、回波强度和空间位置的信息。测距设备为flash激光雷达时,其收发的信号为激光信号,发射器可以为激光光源,例如:LED光源或VCSEL光源,接收器为COMS接收器。
其中,假设发射信号为s(t),接收的回波信号为r(t),发射信号s(t)在时域上的表达式如公式1所示:
s(t)=a1+a2cos(2πft)。
回波信号在时域上的表达式如公式2所示:
r(t)=Acos(2πft-2πfτ)+B。
其中,在公式1和公式2中,f为发射信号的调制频率,τ为发射信号和回波信号之间的延迟时间,φ=2πfτ表示回波信号和发射信号之间的相位差,a1为发射信号的偏置量,a2为发射信号的调制振幅,A为回波信号的振幅,B为回波信号的由于受到背景噪声的干扰产生的偏置量。
发射信号和回波信号功率的互相关函数如公式3所示:
这里,令ψ=2πfx,φ=2πft,那么公式3可以变换为如下的公式4:
其中,发射信号s(t)的调制周期为2π,在一个调制周期内取4个等相位间隔采样点的振幅值,例如:4个采样点中相邻的两个采样点之间的相位间隔为π/2,ψ0=0,ψ1=π/2,ψ2=π,ψ3=3π/2;相应的振幅值为:C0=C(0,φ),C1=C(π/2,φ),C2=C(π,φ),C3=C(3π/2,φ)。根据上述4个振幅值可以计算出回波信号r(t)中的偏置量B、振幅A和相位差φ。
相位差φ如公式5所示:
振幅A如公式6所示:
偏置量B如公式7所示:
由此计算得到测距设备和物体之间的距离值如公式8所示:
发明人分析发现,接收器包括多个接收单元(像素电路),一个接收单元对应深度图像中的一个像素,接收器中各个接收单元因制造工艺和环境因素等,造成各个接收单元之间的属性存在差异,各个接收单元在接收同一属性的回波信号时的响应不同,将导致各个接收单元对同一物体的测量距离存在差异,即各个接收单元存在距离响应不均匀(DRNU,Distance Response Non-Uniformity)的现象,换言之各个接收单元的测距差异和测量距离与真实距离存在非线性关系。
为了提高测距精度,相关技术中通常使用DRNU校准补偿矩阵对上述DRNU的差异进行校准补偿。校准补偿的过程包括:首先,对测距设备在测距量程内对某一已知反射率的物体进行标定,建立DRNU校准补偿矩阵,确定出所有接收单元对应的测量距离与真实距离的非线性关系。然后,在实际测距过程中,通过查找DRNU校准补偿矩阵和线性插值计算的方式对测量距离进行校准修正,提高测距准确度。
发明人发现,相关技术中距离补偿方式存在如下缺陷:在实际测量的物体的反射率和标定的反射率之间存在较大差异时,像素的测量距离的误差会较大,从而会影响系统的探测精度。
为了解决相关技术中进行校准不准确的问题,本申请实施例提出了一种基于连续波测距的补偿方法。
请参见图2,图2是本申请实施例提供的一种基于连续波测距的补偿方法,该方法包括但不限于如下步骤:
S201、计算接收单元探测到的物体的反射率。
其中,接收单元为接收芯片中的任意一个,深度图像可以是TOF相机或flash激光雷达的接收芯片中各个接收单元根据探测到的光信号生成的,接收单元的数量越多,深度图像的分辨率越高,即深度图像中像素的数量越多。接收单元探测到的物体的参数包括:空间位置、回波强度和距离等;接收单元探测到的物体的反射率为物体表面的反射率;反射率和物体表面的材质、出射信号的入射角度等因素有关,反射率越高,像素的回波强度越大;反射率越低,像素的回波强度越小。
在一种可能的实施方式中,计算接收单元探测到的物体的反射率包括:
根据预设的标定距离、所述接收单元探测到的物体的距离和所述接收单元探测到的回波信号的振幅计算所述接收单元探测到的物体的反射率。
其中,预设的标定距离是一个已知固定值,标定距离位于测距量程范围内,接收单元探测到的物体的距离和振幅可以基于CW-TOF原理计算得到,例如:计算接收单元探测到的物体的距离的方法可参见公式8所示,计算接收单元探测到的回波信号的振幅的方法参见公式6所示。
进一步的,根据如下公式计算接收单元探测到的物体的反射率:
其中,f1为所述接收单元探测到的物体的反射率,R0为所述预设的标定距离,标定距离表示测距设备和物体之间的距离,标定距离为已知量;A1表示所述接收单元探测到的回波信号的振幅,接收单元探测到的回波信号的振幅是测距设备根据回波信号的参数计算得到的,那么接收单元探测到的回波信号的振幅为测量值;d1表示所述接收单元探测到的物体的距离,接收单元探测到的物体的距离是测距设备根据回波信号的参数计算得到的,接收单元探测到的物体的距离也是测量值;/>为表示预设的所述标定距离下反射率和振幅之间的关系的拟合函数。
其中,是以振幅为自变量的拟合函数,拟合函数可以是一个线性函数,也可以是一个非线性函数。将测量得到的接收单元探测到的回波信号的振幅代入拟合函数之后即可得到接收单元探测到的物体的反射率。
在一种可能的实施方式中,拟合函数的生成过程包括:
在所述标定距离下,测量多个标定反射率各自对应的标定振幅;
对所述多个标定反射率和所述多个标定反射率各自对应的标定振幅进行拟合,得到所述拟合函数。多个标定反射率的的数量和取值可以根据实际需求而定,标定反射率的数量越多且数值间隔越小,拟合函数越能准确的表示标定距离下振幅和反射率之间的关系,拟合的方法本申请实施例不作限制,例如:本申请实施例可以使用最小二乘法进行拟合得到拟合函数。
例如:参见表1所示,标定距离为1m,即测距设备和各个标定靶之间的真实距离为1m,多个标定靶的标定反射率分别为10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%,测距设备分别测量上述各个反射率下接收单元探测到的回波信号的振幅分别为B1~B7,根据最小二乘法对表1中的7组数据(标定反射率和标定振幅)进行拟合得到拟合函数f为反射率,A为振幅。
表1
在一种可能的实施方式中,计算接收单元探测到的物体的反射率包括:
根据预设的查找表、所述预设的标定距离、所述接收单元探测到的物体的距离和所述接收单元探测到的回波信号的振幅计算所述接收单元探测到的物体的反射率。
其中,查询表中存储标定距离下振幅和反射率之间的映射关系,查找表中设置有多个表项,各个表型存储有标定反射率和标定振幅,测距设备根据计算得到的振幅在查找表中查询对应的反射率,然后根据计算得到的接收单元探测到的物体的距离和标定距离得到一个比例系数,将查找表中查询到的反射率和该比例系数相乘得到像素对应的实际反射率。
例如:标定距离为R0,测距设备测量得到接收单元探测到的回波信号的振幅为A1,测量得到的接收单元探测到的物体的距离为d1,根据接收单元探测到的回波信号的振幅A1在查找表中查询到的反射率为f0,那么像素对应的实际反射率
在一种可能的实施方式中,查找表的生成方法包括:
在标定距离下,测量多个标定反射率各自对应的标定振幅;
将所述标定距离、所述多个标定反射率和所述多个标定反射率各自对应的标定振幅进行映射后得到所述查找表。
其中,标定距离为测距设备和标定靶之间的真实距离,标定距离是已知的;多个反射率的数量越多和各个标定反射率之间的数值间隔越小,根据查找表计算得到物体的反射率越准确。
例如:标定距离为2m,即测距设备和各个标定靶之间的真实距离为2m,多个标定反射率分别为5%、15%、25%、35%、45%、55%、65%,测距设备分别测量上述各个反射率的标定靶,接收单元探测到的回波信号的振幅分别为C1~C7,根据上述的标定反射率和标定振幅进行映射后生成表1所示的查找表。假设测距设备根据S201中计算得到接收单元探测到的回波信号的振幅为C1,根据表2的查找表查询到的反射率为5%,测距设备测量到的接收单元探测到的物体的距离为d1,那么像素对应的实际反射率为5%×(d1/2)2。
物体编号 | 标定反射率 | 标定距离 | 标定振幅 |
1 | 5% | 1m | C1 |
2 | 15% | 1m | C2 |
3 | 25% | 1m | C3 |
4 | 35% | 1m | C4 |
5 | 45% | 1m | C5 |
6 | 55% | 1m | C6 |
7 | 65% | 1m | C7 |
表2
S202、根据预设的映射关系查询与所述反射率关联的目标DRNU校准补偿矩阵。
其中,测距设备预存储或预配置有映射关系,映射关系表示反射率和DRNU校准补偿矩阵之间的关系,DRNU校准补偿矩阵用于对接收单元探测到的物体的距离进行补偿;在映射关系中,不同反射率关联不同的DRNU校准补偿矩阵。
例如:映射关系如表3所示:
反射率 | DRNU校准补偿矩阵的编号 |
5% | 1 |
15% | 2 |
25% | 3 |
35% | 4 |
45% | 5 |
55% | 6 |
65% | 7 |
表3
在一种可能的实施方式中,建立映射关系的过程包括:
确定已知的多个标定反射率,分别计算所述多个标定反射率各自对应的DRNU校准补偿矩阵;
将所述多个标定反射率和各自对应的DRNU校准补偿矩阵进行映射后生成所述映射关系,以及存储所述映射关系。
例如:多个已知的标定反射率分别为10%、20%、…、90%反射率,分别得到对应不同标定反射率的DRNU校准补偿矩阵,因此本申请实施例的DRNU校准补偿矩阵相对于相关技术增加一维变量(反射率f),因此本申请实施例的DRNU校准补偿矩阵至少对应四维(x、y,d和f),x代表像素的横坐标,y表示像素的纵坐标,d代表接收单元探测到的物体的距离(测量距离),f代表反射率,测距设备将映射关系进行存储,以便后续进行校准时进行调用。
S203、根据所述目标DRNU校准补偿矩阵对所述接收单元探测到的物体的距离进行补偿。
其中,将像素的横坐标、像素的纵坐标、像素的测量距离和根据S201计算得到的物体的反射率代入到目标DRNU校准补偿矩阵之后,根据查找表和线性插值的方式对接收单元探测到的物体的距离d1修正得到像素的真实距离。
下面对补偿过程进行说明:DRNU现象是指接收单元的距离响应不均匀,各个接收单元探测到的测量距离与真实距离存在非线性关系。理想情况下,各个接收单元探测得到的测量距离和真实距离之间存在严格的线性关系,而且各个接收单元对相同距离的响应一致,不存在差异;由于调制方式和接收单元之间固有差异的原因,各个接收单元探测到的物体测量距离与真实距离存在非线性关系,而且各个接收单元对相同距离都存在差异。
为了校正DRNU误差,本实施例可以使用查找表和线性插值的方式对每个接收单元分别进行校正,具体方式如下:
对未经校准的激光雷达系统在最大测程内进行标定,得到关于每个接收单元P(x,y)真实距离与测试距离的表格,通过下表进行示意说明。
真实距离R1(x,y) | 测量距离R2(x,y) | 偏差△R(x,y) |
1m | 1.2m | +0.2m |
2m | 2.3m | +0.3m |
3m | 2.9m | -0.1m |
表4
将所有像素的测试距离和真实距离的关系表格合并,合并的结果称为DRNU校准补偿矩阵,将校准矩阵存入激光雷达的内存中;激光雷达雷达工作时,通过调用内存中的DRNU校准补偿矩阵,对每个接收单元的测量距离分别进行线性插值校准。例如:校准前接收单元P(x,y)的测量距离为d1=1.5m,结合上述的表4,d1对应表格R2(x,y)中1.2m和2.3m之间,映射真实距离R1(x,y)在1m和2m之间,通过线性插值公式,对d1校准的结果为d2,表达式为:
根据图2的描述,计算接收单元探测到的物体的反射率,根据预设的映射关系查询与反射率关联的目标DRNU校准补偿矩阵,预设的映射关系表示反射率和DRNU校准补偿矩阵之间的关系,不同的反射率对应不同的DRNU校准补偿矩阵,根据查询到的目标DRNU校准补偿矩阵对接收单元探测到的物体的距离进行补偿,本申请通过物体的反射率对应的目标DRNU校准补偿矩阵对接收单元探测到的物体的距离进行补偿,解决相关技术中使用固定的DRNU校准补偿矩阵进行距离补偿带来的测距精度不高的问题,可以提高测距的精度。
上述详细阐述了本申请实施例的一种基于连续波测距的补偿方法,下面提供了本申请实施例的一种基于连续波测距的补偿装置(以下简称装置3)。
在一种可能的实施方式中,图3所示的装置3可以实现图2所示实施例的基于连续波测距的补偿方法,装置3包括计算单元301、查询单元302和补偿单元303。
计算单元301,用于计算接收单元探测到的物体的反射率;
查询单元302,用于根据预设的映射关系查询与所述反射率关联的目标DRNU校准补偿矩阵;
补偿单元303,用于根据所述目标DRNU校准补偿矩阵对所述接收单元探测到的物体的距离进行补偿。
可选的,所述计算接收单元探测到的物体的反射率,包括:
根据预设的标定距离、所述接收单元探测到的物体的距离和所述接收单元探测到的回波信号的振幅计算所述接收单元探测到的物体的反射率。
可选的,所述根据所述预设的标定距离、所述接收单元探测到的物体的距离和所述接收单元探测到的回波信号的振幅计算所述接收单元探测到的物体的反射率,包括:
根据如下公式计算所述接收单元探测到的物体的反射率:
其中,f1为所述接收单元探测到的物体的反射率,R0为所述预设的标定距离,A1表示所述接收单元探测到的回波信号的振幅,d1表示所述接收单元探测到的物体的距离,/>为表示预设的所述标定距离下反射率和振幅之间的关系的拟合函数。
可选的,装置3还包括:拟合单元(图3中未画出)。
拟合单元,用于在所述标定距离下,测量多个标定反射率各自对应的标定振幅;
对所述多个标定反射率和所述多个标定反射率各自对应的标定振幅进行拟合,得到所述拟合函数。
可选的,所述根据所述预设的标定距离、所述接收单元探测到的物体的距离和所述接收单元探测到的回波信号的振幅计算所述接收单元探测到的物体的反射率,包括:
根据预设的查找表查询、所述预设的标定距离、所述接收单元探测到的物体的距离和所述接收单元探测到的回波信号的振幅计算所述接收单元探测到的物体的反射率。
可选的,装置3还包括标定单元(图3中未画出)。
标定单元,用于在标定距离下,测量多个标定反射率各自对应的标定振幅;
将所述标定距离、所述多个标定反射率和所述多个标定反射率各自对应的标定振幅进行映射后得到所述查找表。
可选的,装置3还包括:映射单元(图3中未画出),用于计算所述多个标定反射率各自对应的DRNU校准补偿矩阵;
将所述多个标定反射率和各自对应的DRNU校准补偿矩阵进行映射后生成所述映射关系,以及存储所述映射关系。
本申请实施例和图1~图3的方法实施例基于同一构思,其带来的技术效果也相同,具体过程可参照图1~图3的方法实施例的描述,此处不再赘述。
所述装置3可以为激光雷达或深度相机,所述装置3也可以为实现相关功能的现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA),专用集成芯片,系统芯片(systemon chip,SoC),中央处理器(central processor unit,CPU),网络处理器(networkprocessor,NP),数字信号处理电路,微控制器(micro controller unit,MCU),还可以采用可编程控制器(programmable logic device,PLD)或其他集成芯片。
上述详细阐述了本申请实施例的一种基于连续波测距的补偿方法,下面提供了本申请实施例的一种基于连续波测距的补偿装置(以下简称装置4)。
图4为本申请实施例提供的一种装置结构示意图,以下简称装置4,装置4可以集成于flash激光雷达或深度相机中,如图4所示,该装置包括:存储器402、处理器401、发射器404以及接收器403。
存储器402可以是独立的物理单元,与处理器401、发射器404以及接收器403可以通过总线连接。存储器402、处理器401、发射器404以及接收器401也可以集成在一起,通过硬件实现等。
发射器404可是激光光源,用于发射激光信号,例如:发射器404为LED激光器或VCSEL光源。接收器403可以为CMOS接收器,用于接收接收回波信号,回波信号为激光信号。
存储器402用于存储实现以上方法实施例,或者装置实施例各个模块的程序,处理器401调用该程序,执行以上方法实施例的操作。
可选地,当上述实施例的基于连续波测距的补偿方法中的部分或全部通过软件实现时,装置也可以只包括处理器。用于存储程序的存储器位于装置之外,处理器通过电路/电线与存储器连接,用于读取并执行存储器中存储的程序。
处理器可以是中央处理器(central processing unit,CPU),网络处理器(network processor,NP)或者CPU和NP的组合。
处理器还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application-specific integrated circuit,ASIC),可编程逻辑器件(programmablelogic device,PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(complexprogrammable logic device,CPLD),现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gatearray,FPGA),通用阵列逻辑(generic array logic,GAL)或其任意组合。
存储器可以包括易失性存储器(volatile memory),例如随机存取存储器(random-access memory,RAM);存储器也可以包括非易失性存储器(non-volatilememory),例如快闪存储器(flash memory),硬盘(hard disk drive,HDD)或固态硬盘(solid-state drive,SSD);存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。
上述实施例中,发送单元或发射器执行上述各个方法实施例发送的步骤,接收单元或接收器执行上述各个方法实施例接收的步骤,其它步骤由其他单元或处理器执行。发送单元和接收单元可以组成收发单元,接收器和发射器可以组成收发器。
本申请实施例还提供了一种计算机存储介质,存储有计算机程序,该计算机程序用于执行上述实施例提供的基于连续波测距的补偿方法。
本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述实施例提供的基于连续波测距的补偿方法。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
Claims (10)
1.一种基于连续波测距的补偿方法,其特征在于,包括:
计算接收单元探测到的物体的反射率;
根据预设的映射关系查询与所述反射率关联的目标DRNU校准补偿矩阵,其中,DRNU校准补偿矩阵至少对应四维(x、y,d和f),x代表像素的横坐标,y表示像素的纵坐标,d代表接收单元探测到的物体的距离,f代表反射率,所述DRNU校准补偿矩阵是将所有像素的测试距离和真实距离的关系合并后得到;
根据所述目标DRNU校准补偿矩阵对所述接收单元探测到的物体的距离进行补偿;
所述计算接收单元探测到的物体的反射率,包括:
根据预设的标定距离、接收单元探测到的物体的距离和所述接收单元探测到的回波信号的振幅计算所述接收单元探测到的物体的反射率。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述预设的标定距离、所述接收单元探测到的物体的距离和所述接收单元探测到的回波信号的振幅计算所述接收单元探测到的物体的反射率,包括:
根据如下公式计算所述接收单元探测到的物体的反射率:
;其中,/>为所述接收单元探测到的物体的反射率,/>为所述预设的标定距离,/>表示所述接收单元探测到的回波信号的振幅,/>表示所述接收单元探测到的物体的距离,/>表示预设的所述标定距离下反射率和振幅之间的关系的拟合函数。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述计算接收单元探测到的物体的反射率之前,还包括:
在所述标定距离下,测量多个标定反射率各自对应的标定振幅;
对所述多个标定反射率和所述多个标定反射率各自对应的标定振幅进行拟合,得到所述拟合函数。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述预设的标定距离、所述接收单元探测到的物体的距离和所述接收单元探测到的回波信号的振幅计算所述接收单元探测到的物体的反射率,包括:
根据预设的查找表、所述预设的标定距离、所述接收单元探测到的物体的距离和所述接收单元探测到的回波信号的振幅计算所述接收单元探测到的物体的反射率。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述计算接收单元探测到的物体的反射率之前,还包括:
在标定距离下,测量多个标定反射率各自对应的标定振幅;
将所述标定距离、所述多个标定反射率和所述多个标定反射率各自对应的标定振幅进行映射后得到所述查找表。
6.根据权利要求3或5所述的方法,其特征在于,还包括:
计算所述多个标定反射率各自对应的DRNU校准补偿矩阵;
将所述多个标定反射率和各自对应的DRNU校准补偿矩阵进行映射后生成所述映射关系,以及存储所述映射关系。
7.一种基于连续波测距的补偿装置,其特征在于,包括:
计算单元,用于计算接收单元探测到的物体的反射率;
查询单元,用于根据预设的映射关系查询与所述反射率关联的目标DRNU校准补偿矩阵,其中,DRNU校准补偿矩阵至少对应四维(x、y,d和f),x代表像素的横坐标,y表示像素的纵坐标,d代表接收单元探测到的物体的距离,f代表反射率,所述DRNU校准补偿矩阵是将所有像素的测试距离和真实距离的关系合并后得到;
补偿单元,用于根据所述目标DRNU校准补偿矩阵对所述接收单元探测到的物体的距离进行补偿;
所述计算接收单元探测到的物体的反射率,包括:
根据预设的标定距离、接收单元探测到的物体的距离和所述接收单元探测到的回波信号的振幅计算所述接收单元探测到的物体的反射率。
8.一种计算机程序可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有指令,当所述计算机程序可读存储介质在计算机上运行时,使得计算机执行如权利要求1至6任意一项所述的基于连续波测距的补偿方法。
9.一种基于连续波测距的补偿装置,其特征在于,包括处理器、存储器、发射器和接收器,所述处理器与所述发射器和接收器耦合,存储器用于存储计算机程序或指令,所述处理器用于执行所述存储器中的计算机程序或指令,以控制所述接收器和所述发射器收发信号;当所述处理器执行所述计算机程序或指令时,所述处理器还用于实现如权利要求1至6任意一项所述的基于连续波测距的补偿方法。
10.一种激光雷达,其特征在于,包括如权利要求7或9所述的基于连续波测距的补偿装置。
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