CN114630040B - 一种用于激光雷达与球机联动的自适应跟踪系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种用于激光雷达与球机联动的自适应跟踪系统及方法，包括激光雷达、处理器和球机，所述激光雷达的输出端与所述处理器的输入端连接，所述处理器的输出端与所述球机的输入端连接。通过激光雷达获取被检测目标的位置坐标(x，y，z)，根据所述位置坐标(x，y，z)，通过预设参数模型得到对应的初始调整角度p1和t1，获取球机的位移距离h，根据所述初始调整角度p1和t1和所述位移距离h，计算得到当前调整角度p2和t2，根据所述当前调整角度p2和t2对球机监测角度进行调整。解决了在球机和雷达高度变化时模型重新标定问题，能够自适应调整模型参数，无需重新标定，从而保持原有视频跟踪效果。

Description

一种用于激光雷达与球机联动的自适应跟踪系统及方法
技术领域
本申请涉及激光雷达应用技术领域，尤其涉及一种用于激光雷达与球机联动的自适应跟踪系统及方法。
背景技术
雷达球机联动是通过雷达与球机进行连接，根据雷达实时提供的坐标信息，在原始跟踪模型中，获得与所述雷达获取到的目标空间信息对应的球机转动角度、镜头焦距，实现雷达与球机之间的联动，实现对该空间、地理位置的场景图像进行实时复核。
现有激光雷达与球机联动视频跟踪方法大多是固定参数模型，在实际应用中，要求雷达与球机位置固定不动，在球机和雷达位置发生变化时，需要重新标定跟踪模型参数。
针对上述问题，本发明提供了一种用于激光雷达与球机联动的自适应跟踪系统及方法，当球机位置发生变化时，无需重新标定跟踪模型参数，便可实现雷达与球机进行联动，实现对该空间、地理位置的场景图像进行实时复核。
发明内容
本申请提供了一种用于激光雷达与球机联动的自适应跟踪系统及方法，以解决现有激光雷达与球机联动视频跟踪方法在球机和雷达位置发生变化时，需要重新标定跟踪模型参数，严重影响工作效率的问题。
一方面，本申请提供一种用于激光雷达与球机联动的自适应跟踪系统，包括激光雷达、处理器和球机；
所述激光雷达的输出端与所述处理器的输入端连接；所述激光雷达被配置为获取被检测目标的位置坐标；
所述处理器的输出端与所述球机的输入端连接，所述处理器被配置为接收所述位置信息，根据预设参数模型，得到所述球机的初始调整角度；所述处理器还被配置为获取所述球机的位移距离，根据所述初始调整角度和所述位移距离，计算所述球机的当前调整角度，并将所述当前调整角度发送给所述球机；
所述球机被配置为接收所述当前调整角度，并根据所述当前调整角度对球机监测角度进行调整。
所述激光雷达的坐标系的ox轴、oy轴以及oz轴分别设置为与大地坐标系的三条轴平行。
所述球机设置在所述激光雷达的oz轴上，位于所述激光雷达的正上方，所述球机可沿着所述激光雷达的oz轴方向移动，所述球机的P角零位线与雷达坐标系的ox轴平行。
另一方面，本申请提供一种用于激光雷达与球机联动的自适应跟踪方法，包括以下步骤：
通过激光雷达获取被检测目标的位置坐标(x，y，z)；
根据所述位置坐标(x，y，z)，通过预设参数模型，得到对应的初始调整角度p1和t1；
获取球机的位移距离h；
根据所述初始调整角度p1和t1和所述位移距离h，计算得到当前调整角度p2和t2；
根据所述当前调整角度p2和t2对球机监测角度进行调整。
所述预设参数模型被配置为根据被检测目标的位置坐标，计算得到与所述被检测目标的位置坐标对应的初始调整角度p1和t1。
所述pi(i＝1,2)为被检测目标与所述激光雷达的连线与雷达坐标系ox轴的夹角，所述ti(i＝1,2)为所述被检测目标与所述球机的连线与雷达坐标系oz轴夹角。
所述获取球机的位移距离h，具体包括以下步骤：
获取所述球机的初始高度h1和当前高度h2；
计算所述球机的初始高度h1和当前高度h2的差值，得到所述球机的位移距离h。
根据所述初始调整角度p1和t1和所述位移距离h，计算得到当前调整角度p2和t2，所述p2具体的计算过程为：
根据所述激光雷达的位置未发生改变，被检测目标与所述激光雷达的连线与水平线的夹角未发生改变，
得到p1＝p2。
根据所述初始调整角度p1和t1和所述位移距离h，计算得到当前调整角度p2和t2，所述t2具体的计算过程为：
通过公式；
Figure BDA0002828461230000021
Figure BDA0002828461230000022
h＝h1-h2 (3)
联立公式(1)(2)(3)得到：
Figure BDA0002828461230000023
得到所述t2为：
Figure BDA0002828461230000031
由以上技术方案可知，本申请提供一种用于激光雷达与球机联动的自适应跟踪系统及方法，雷达和处理器和球机，所述激光雷达的输出端与所述处理器的输入端连接，所述处理器的输出端与所述球机的输入端连接。通过激光雷达获取被检测目标的位置坐标(x，y，z)，根据所述位置坐标(x，y，z)，通过预设参数模型得到对应的初始调整角度p1和t1，获取球机的位移距离h，根据所述初始调整角度p1和t1和所述位移距离h，计算得到当前调整角度p2和t2，根据所述当前调整角度p2和t2对球机监测角度进行调整。解决了在球机和雷达高度变化时模型重新标定问题，能够自适应调整模型参数，无需重新标定，从而保持原有视频跟踪效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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的附图。
图1为本申请的一种用于激光雷达与球机联动的自适应跟踪系统的应用场景图；
图2为本申请的所述用于激光雷达与球机联动的自适应跟踪系统的连接示意图；
图3为本申请的所述用于激光雷达与球机联动的自适应跟踪方法的工作流程图。
具体实施方式
下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。
参见图1，为本申请提供的一种用于激光雷达与球机联动的自适应跟踪系统，包括激光雷达1、处理器2和球机3；
所述激光雷达1的输出端与所述处理器2的输入端连接；所述激光雷达被配置为获取被检测目标的位置坐标；
所述处理器2的输出端与所述球机3的输入端连接，所述处理器2被配置为接收所述位置信息，根据预设参数模型，得到所述球机3的初始调整角度；所述处理器2还被配置为获取所述球机3的位移距离，根据所述初始调整角度和所述位移距离，计算所述球机3的当前调整角度，并将所述当前调整角度发送给所述球机3；
所述球机3被配置为接收所述当前调整角度，并根据所述当前调整角度对球机监测角度进行调整。
更为具体的是，参见图2，所述激光雷达1的坐标系的ox轴、oy轴以及oz轴分别设置为与大地坐标系的三条轴平行。更为具体的是大地坐标系owxwywzw，其中所述激光雷达1扫描坐标系为oxyz，雷达坐标系和大地坐标系三个轴平行，所述雷达坐标系原点在大地坐标系的z轴上。所述球机3安装在大地坐标系zw轴上，处于雷达上方。
更为具体的是，所述球机3设置在所述激光雷达1的oz轴上，位于所述激光雷达(1)的正上方，所述球机3可沿着所述激光雷达1的oz轴方向移动，所述球机(3)的P角零位线与雷达坐标系的ox轴平行。更为具体的是大地坐标系owxwywzw，其中激光雷达扫描坐标系为oxyz，雷达坐标系和大地坐标系三个轴平行，雷达坐标系原点在大地坐标系z轴上。球机安装在大地坐标系zw轴上，处于雷达上方，球机云台P角零位线与雷达坐标系的ox轴平行。
另一方面，参见图3，本申请还一种用于激光雷达与球机联动的自适应跟踪方法，包括以下步骤：
S1：通过激光雷达获取被检测目标的位置坐标(x，y，z)；
S2：根所数据位置坐标(x，y，z)，通过预设参数模型，得到对应的初始调整角度p1和t1；
S3：获取球机的位移距离h；
S4：根据所述初始调整角度p1和t1和所述位移距离h，计算得到当前调整角度p2和t2；
S5：根据所述当前调整角度p2和t2对球机监测角度进行调整。
进一步的，所述预设参数模型被配置为根据被检测目标的位置坐标，计算得到与所述被检测目标的位置坐标对应的初始调整角度p1和t1。
进一步的，所述pi(i＝1,2)为被检测目标与所述激光雷达的连线与雷达坐标系ox轴的夹角，所述ti(i＝1,2)为所述被检测目标与所述球机的连线与雷达坐标系oz轴夹角。
进一步的，所述获取球机的位移距离h，具体包括以下步骤：
获取所述球机的初始高度h1和当前高度h2；
计算所述球机的初始高度h1和当前高度h2的差值，得到所述球机的位移距离h。
进一步的，根据所述初始调整角度p1和t1和所述位移距离h，计算得到当前调整角度p2和t2，所述p2具体的计算过程为：
根据所述激光雷达的位置未发生改变，被检测目标与所述激光雷达的连线与水平线的夹角未发生改变，
得到p1＝p2。
进一步的，根据所述初始调整角度p1和t1和所述位移距离h，计算得到当前调整角度p2和t2，所述t2具体的计算过程为：
通过公式；
Figure BDA0002828461230000051
Figure BDA0002828461230000052
h＝h1-h2 (3)
联立公式(1)(2)(3)得到：
Figure BDA0002828461230000053
得到所述t2为：
Figure BDA0002828461230000054
由以上技术方案可知，本申请提供一种用于激光雷达与球机联动的自适应跟踪系统及方法，包括激光雷达1、处理器2和球机3，所述激光雷达1的输出端与所述处理器2的输入端连接，所述处理器2的输出端与所述球机3的输入端连接。通过所述激光雷达1获取被检测目标的位置坐标(x，y，z)，根据所述位置坐标(x，y，z)，通过预设参数模型得到对应的初始调整角度p1和t1，获取所述球机3的位移距离h，根据所述初始调整角度p1和t1和所述位移距离h，计算得到当前调整角度p2和t2，根据所述当前调整角度p2和t2对所述球机3监测角度进行调整。实现了在不对原始预设参数模型进行修改的基础上，通过球机高度调整量对跟踪模型的计算结果进行修正，得到球机新位置时的目标跟踪参数。修正输入参数操作简单，易于应用实现。解决了在所述球机3高度变化时模型重新标定问题，能够自适应调整模型参数，无需重新标定，从而保持原有视频跟踪效果。
本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于激光雷达与球机联动的自适应跟踪系统，其特征在于，包括激光雷达（1）、处理器（2）和球机（3）；
所述激光雷达（1）的输出端与所述处理器（2）的输入端连接；所述激光雷达（1）被配置为获取被检测目标的位置坐标；
所述处理器（2）的输出端与所述球机（3）的输入端连接，所述处理器（2）被配置为接收所述位置坐标，根据预设参数模型，得到所述球机（3）的初始调整角度；所述处理器（2）还被配置为获取所述球机（3）的位移距离，根据所述初始调整角度和所述位移距离，计算所述球机（3）的当前调整角度，并将所述当前调整角度发送给所述球机（3）；根据初始调整角度p1和t1和位移距离h，计算得到当前调整角度p2和t2，所述t2具体的计算过程为：
通过公式；
Figure QLYQS_1
（1）
Figure QLYQS_2
（2）
Figure QLYQS_3
（3）
联立公式（1）（2）（3）得到：
Figure QLYQS_4
；得到所述t2为：
Figure QLYQS_5
；
其中，pi（i=1,2）为被检测目标与激光雷达的连线与雷达坐标系ox轴的夹角，ti（i=1,2）为被检测目标与球机的连线与雷达坐标系oz轴夹角；所述球机的位移距离h为所述球机的初始高度h1和当前高度h2的差值；
所述p2具体的计算过程为：
根据所述激光雷达的位置未发生改变，被检测目标与所述激光雷达的连线与水平线的夹角未发生改变，
得到p1=p2；
所述球机（3）被配置为接收所述当前调整角度，并根据所述当前调整角度对球机监测角度进行调整。
2.根据权利要求1所述的用于激光雷达与球机联动的自适应跟踪系统，其特征在于，所述激光雷达（1）的坐标系的ox轴、oy轴以及oz轴分别设置为与大地坐标系的三条轴平行。
3.根据权利要求1所述的用于激光雷达与球机联动的自适应跟踪系统，其特征在于，所述球机（3）设置在所述激光雷达（1）的oz轴上，位于所述激光雷达（1）的正上方，所述球机（3）可沿着所述激光雷达（1）的oz轴方向移动，所述球机（3）的P角零位线与雷达坐标系的ox轴平行。
4.一种用于激光雷达与球机联动的自适应跟踪方法，应用于权利要求1~3任一项所述的用于激光雷达与球机联动的自适应跟踪系统，其特征在于，包括以下步骤：
通过激光雷达获取被检测目标的位置坐标（x，y，z）；
根据所述位置坐标（x，y，z），通过预设参数模型，得到对应的初始调整角度p1和t1；
获取球机的位移距离h；
根据所述初始调整角度p1和t1和所述位移距离h，计算得到当前调整角度p2和t2；
根据所述当前调整角度p2和t2对球机监测角度进行调整。
5.根据权利要求4所述的用于激光雷达与球机联动的自适应跟踪方法，其特征在于，所述预设参数模型被配置为根据被检测目标的位置坐标，计算得到与所述被检测目标的位置坐标对应的初始调整角度p1和t1。
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