CN115015874A - 激光雷达串扰点云处理方法、装置、电子设备和介质 - Google Patents

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CN115015874A CN202210943937.7A CN202210943937A CN115015874A CN 115015874 A CN115015874 A CN 115015874A CN 202210943937 A CN202210943937 A CN 202210943937A CN 115015874 A CN115015874 A CN 115015874A
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Abstract

本公开涉及一种激光雷达串扰点云处理方法、装置、电子设备和介质；其中，该方法包括：获取目标激光雷达的点云数据和目标激光雷达的目标脉宽值；基于脉宽值、距离值、间隔角度值以及目标脉宽值，确定候选串扰点集合，其中，候选串扰点集合包括：多个候选串扰点；基于候选串扰点集合中的候选串扰点的距离均值、候选串扰点的脉宽均值、间隔角度值、每个候选串扰点对应的脉宽值以及每个候选串扰点对应的距离值，确定目标串扰点集合，其中，目标串扰点集合包括：多个目标串扰点；从点云数据中剔除目标串扰点集合中包含的每个目标串扰点对应的数据，得到目标点云数据。本公开实施例能够对串扰进行滤除，还原物体的真实点云，提高整体点云的准确度。

Description

激光雷达串扰点云处理方法、装置、电子设备和介质
技术领域
本公开涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种激光雷达串扰点云处理方法、装置、电子设备和介质。
背景技术
激光雷达的测距主要是基于针对自身发射脉冲的返回时间的分析，目前市场上有多种产品，其中，拥有线阵收发系统的脉冲式激光雷达可以简化雷达系统，提升雷达的可靠性。
然而现有的线阵收发系统有着串扰问题，串扰问题的具体表现是：当阵列探测器的某一个探测单元探测到一个高反射率的物体时，会引起临近单元甚至整个器件的所有单元产生或强或弱的响应，反映在输出的点云上则体现为，高反物体对应的点云会产生“膨胀”，临近扫描通道原本已经不属于该物体的点云，同样测得了与该高反物体相同的距离值，从而导致点云失真。现有技术中，尚未有解决该问题的办法。
发明内容
为了解决上述技术问题，本公开提供了一种激光雷达串扰点云处理方法、装置、电子设备和介质。
第一方面，本公开提供了一种激光雷达串扰点云处理方法，包括：
获取目标激光雷达的点云数据和所述目标激光雷达的目标脉宽值，其中，所述点云数据包括不同水平扫描角度下得到的多个数据列，每个数据列中包括不同扫描通道的点对应的脉宽值、不同扫描通道的点对应的距离值以及相邻扫描通道的间隔角度值；
基于所述脉宽值、所述距离值、所述间隔角度值以及所述目标脉宽值，确定候选串扰点集合，其中，所述候选串扰点集合包括：多个候选串扰点；
基于所述候选串扰点集合中的候选串扰点的距离均值、候选串扰点的脉宽均值、所述间隔角度值、每个候选串扰点对应的脉宽值以及每个候选串扰点对应的距离值，确定目标串扰点集合，其中，所述目标串扰点集合包括：多个目标串扰点；
从所述点云数据中剔除所述目标串扰点集合中包含的每个目标串扰点对应的数据，得到目标点云数据。
可选的，所述基于所述脉宽值、所述距离值、所述间隔角度值以及所述目标脉宽值，确定候选串扰点集合，包括：
针对所述多个数据列中的每个数据列，基于所述间隔角度值，确定当前数据列中第一扫描通道和第二扫描通道的目标角度值，并基于所述目标角度值和所述第二扫描通道的点对应的距离值，确定第一距离阈值；
基于所述第一扫描通道的点对应的脉宽值、所述第二扫描通道的点对应的脉宽值、所述目标脉宽值、所述第一扫描通道的点对应的距离值、所述第二扫描通道的点对应的距离值以及所述第一距离阈值，确定所述多个数据列中的候选串扰列；
针对所述候选串扰列，根据每个候选串扰列中相邻扫描通道或间隔扫描通道的点对应的脉宽值和所述目标脉宽值，确定候选串扰点；
基于所述候选串扰点，确定所述候选串扰点集合。
可选的，所述基于所述第一扫描通道的点对应的脉宽值、所述第二扫描通道的点对应的脉宽值、所述目标脉宽值、所述第一扫描通道的点对应的距离值、所述第二扫描通道的点对应的距离值以及所述第一距离阈值，确定所述多个数据列中的候选串扰列，包括：
确定所述第一扫描通道的点对应的脉宽值和所述第二扫描通道的点对应的脉宽值均大于所述目标脉宽值；
确定所述第一扫描通道的点对应的距离值和所述第二扫描通道的点对应的距离值的距离差值小于所述第一距离阈值，将所述当前数据列确定为候选串扰列。
可选的，所述基于所述候选串扰点集合中的候选串扰点的距离均值、候选串扰点的脉宽均值、所述间隔角度值、每个候选串扰点对应的脉宽值以及每个候选串扰点对应的距离值，确定目标串扰点集合，包括：
基于扫描通道总数、所述间隔角度值以及所述距离均值，确定第二距离阈值；
针对所述候选串扰点集合中的每个候选串扰点，确定所述脉宽均值与当前候选串扰点对应的脉宽值之间的差值大于预设阈值，且所述距离均值与当前候选串扰点对应的距离值之间的差值的绝对值小于所述第二距离阈值，则所述当前候选串扰点为目标串扰点；
基于所述目标串扰点，确定所述目标串扰点集合。
可选的，所述第一距离阈值通过下式表示：
Figure 903778DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 186992DEST_PATH_IMAGE002
表示所述第一距离阈值，
Figure 71772DEST_PATH_IMAGE003
表示所述间隔角度值，
Figure 73226DEST_PATH_IMAGE004
表示所述目标 角度值，k取1或2，d2表示所述第二扫描通道的点对应的距离值，e为大于1的正整数。
可选的，所述第二距离阈值通过下式表示：
Figure 193497DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure 596797DEST_PATH_IMAGE006
表示所述第二距离阈值，
Figure 590160DEST_PATH_IMAGE003
表示所述间隔角度值，m表示所述扫描通道 总数，
Figure 141228DEST_PATH_IMAGE007
表示所述距离均值。
可选的，所述目标脉宽值通过以下方式确定：
使用所述目标激光雷达照射不同反射率的反射板，得到多个不同的回波能量；
对多个所述回波能量通过光电转换电路进行转换，得到对应的多个光电压波形；
根据所述多个光电压波形中上升沿与第一阈值电压的交点和下降沿与第二阈值电压的交点，确定所述多个光电压波形对应的脉宽值；
将所述多个光电压波形对应的脉宽值的平均值，确定为所述目标脉宽值。
第二方面，本公开提供了一种激光雷达串扰点云处理装置，包括：
获取模块，用于获取目标激光雷达的点云数据和所述目标激光雷达的目标脉宽值，其中，所述点云数据包括不同水平扫描角度下得到的多个数据列，每个数据列中包括不同扫描通道的点对应的脉宽值、不同扫描通道的点对应的距离值以及相邻扫描通道的间隔角度值；
第一确定模块，用于基于所述脉宽值、所述距离值、所述间隔角度值以及所述目标脉宽值，确定候选串扰点集合，其中，所述候选串扰点集合包括：多个候选串扰点；
第二确定模块，用于基于所述候选串扰点集合中的候选串扰点的距离均值、候选串扰点的脉宽均值、所述间隔角度值、每个候选串扰点对应的脉宽值以及每个候选串扰点对应的距离值，确定目标串扰点集合，其中，所述目标串扰点集合包括：多个目标串扰点；
第三确定模块，用于从所述点云数据中剔除所述目标串扰点集合中包含的每个目标串扰点对应的数据，得到目标点云数据。
可选的，第一确定模块，包括：
第一确定子单元，用于针对所述多个数据列中的每个数据列，基于所述间隔角度值，确定当前数据列中第一扫描通道和第二扫描通道的目标角度值，并基于所述目标角度值和所述第二扫描通道的点对应的距离值，确定第一距离阈值；
第二确定子单元，用于基于所述第一扫描通道的点对应的脉宽值、所述第二扫描通道的点对应的脉宽值、所述目标脉宽值、所述第一扫描通道的点对应的距离值、所述第二扫描通道的点对应的距离值以及所述第一距离阈值，确定所述多个数据列中的候选串扰列；
第三确定子单元，用于针对所述候选串扰列，根据每个候选串扰列中相邻扫描通道或间隔扫描通道的点对应的脉宽值和所述目标脉宽值，确定候选串扰点；
第四确定子单元，用于基于所述候选串扰点，确定所述候选串扰点集合。
可选的，第二确定子单元，具体用于：
确定所述第一扫描通道的点对应的脉宽值和所述第二扫描通道的点对应的脉宽值均大于所述目标脉宽值；
确定所述第一扫描通道的点对应的距离值和所述第二扫描通道的点对应的距离值的距离差值小于所述第一距离阈值，将所述当前数据列确定为候选串扰列。
可选的，第二确定模块，具体用于：
基于扫描通道总数、所述间隔角度值以及所述距离均值，确定第二距离阈值；
针对所述候选串扰点集合中的每个候选串扰点，确定所述脉宽均值与当前候选串扰点对应的脉宽值之间的差值大于预设阈值，且所述距离均值与当前候选串扰点对应的距离值之间的差值的绝对值小于所述第二距离阈值，则所述当前候选串扰点为目标串扰点；
基于所述目标串扰点，确定所述目标串扰点集合。
可选的，所述第一距离阈值通过下式表示：
Figure 612660DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 808149DEST_PATH_IMAGE002
表示所述第一距离阈值，
Figure 237994DEST_PATH_IMAGE003
表示所述间隔角度值，
Figure 948461DEST_PATH_IMAGE004
表示所述目标 角度值，k取1或2，d2表示所述第二扫描通道的点对应的距离值，e为大于1的正整数。
可选的，所述第二距离阈值通过下式表示：
Figure 20322DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure 608602DEST_PATH_IMAGE006
表示所述第二距离阈值，
Figure 678189DEST_PATH_IMAGE003
表示所述间隔角度值，m表示所述扫描通道 总数，
Figure 938269DEST_PATH_IMAGE007
表示所述距离均值。
可选的，所述目标脉宽值通过以下方式确定：
使用所述目标激光雷达照射不同反射率的反射板，得到多个不同的回波能量；
对多个所述回波能量通过光电转换电路进行转换，得到对应的多个光电压波形；
根据所述多个光电压波形中上升沿与第一阈值电压的交点和下降沿与第二阈值电压的交点，确定所述多个光电压波形对应的脉宽值；
将所述多个光电压波形对应的脉宽值的平均值，确定为所述目标脉宽值。
第三方面，本公开还提供了一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本公开实施例中的任一种所述的激光雷达串扰点云处理方法。
第四方面，本公开还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开实施例中的任一种所述的激光雷达串扰点云处理方法。
本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：首先获取目标激光雷达的点云数据和目标激光雷达的目标脉宽值；接着基于脉宽值、距离值、间隔角度值以及目标脉宽值，确定候选串扰点集合；然后基于候选串扰点集合中的候选串扰点的距离均值、候选串扰点的脉宽均值、间隔角度值、每个候选串扰点对应的脉宽值以及每个候选串扰点对应的距离值，确定目标串扰点集合；最后从点云数据中剔除目标串扰点集合中包含的每个目标串扰点对应的数据，得到目标点云数据，通过上述方案能够对串扰进行滤除，还原物体的真实点云，提高整体点云的准确度。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A是本公开实施例提供的一种激光雷达的测距方案的示意图；
图1B是本公开实施例提供的一种激光雷达串扰点云处理方法的流程示意图；
图1C是本公开实施例提供的一种脉宽值确定过程的示意图；
图2A是本公开实施例提供的另一种激光雷达串扰点云处理方法的流程示意图；
图2B是本公开实施例提供的目标激光雷达在垂直方向的第一扫描线光路图；
图2C是本公开实施例提供的目标激光雷达在垂直方向的第二扫描线光路图；
图3是本公开实施例提供的一种激光雷达串扰点云处理装置的结构示意图；
图4是本公开实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
图1A是本公开实施例提供的一种激光雷达的测距方案的示意图。如图1A所示：激 光雷达使用基于脉冲激光的飞行时间法（Time of flight，TOF）测距方案，即：激光雷达发 射端发出测距光脉冲，并同时作为START（开始）信号触发计时芯片，记录为
Figure 689187DEST_PATH_IMAGE008
；光脉冲经过 被测目标的漫反射之后，回波脉冲被接收端探测接收，经过光电转换之后，作为STOP（停止） 信号触发计时芯片，记录为
Figure 921586DEST_PATH_IMAGE009
；如此便完成了一次测距（计时），在本次计时中，光脉冲的飞 行时间为：
Figure 427653DEST_PATH_IMAGE010
，利用光速进行“时间-距离转换”即可获得最终的测距结果：
Figure 440609DEST_PATH_IMAGE011
其中，l代表激光雷达与被测目标的距离，c代表光在当前介质中的光速。
激光雷达每一次测量，只能获得一个距离值，即产生一个测量点，想要实现场景的三维扫描，则需要让激光雷达的测量光在水平和竖直两个方向上进行扫描，从而形成均匀或非均匀分布的点云，结合测量点本身携带的距离信息，即可生成被扫描场景的三维点云图。而使用阵列器件，则可以在一个或两个维度上省去扫描系统，从而可以简化雷达系统，提升雷达的可靠性，由于大尺寸面阵器件的成本过高，目前市场上常见的阵列器件，通常都是线阵器件，如线阵激光器，线阵光电探测器等。
然而现有的线阵收发系统有着串扰问题。该问题的根本原因与现有的阵列器件工艺相关，由于全部探测单元均集成在同一个器件之上，其阳极全部连接在同一块金属基底上，各单元的阴极则作为各自的输出级，与外部放大器进行连接，当某一个单元接收到较强的反射光后，会引起该单元剧烈的光电效应，从而影响整个器件的阳极电位，进而将该响应“串扰”到相邻单元甚至全部单元，导致所有受到串扰的单元都产生与该单元相同的响应，体现在测距结果上就是所有扫描通道都显示同一个测量距离，即高反射率的物体“膨胀”。该问题目前属于器件设计与工艺的问题，无法通过在后级的信号处理中加入新的硬件来修复，因此属于使用阵列器件就无法避免的问题。为了解决上述问题，本申请提出了一种激光雷达串扰点云处理方法，能够对串扰进行滤除，还原物体的真实点云，提高整体点云的准确度。
图1B是本公开实施例提供的一种激光雷达串扰点云处理方法的流程示意图。本实施例可适用于对目标激光雷达的点云数据中的串扰点云数据进行处理的情况。本实施例方法可由激光雷达串扰点云处理装置来执行，该装置可采用硬件/或软件的方式来实现，并可配置于电子设备中。如图1B所示，该方法具体包括如下：
S110，获取目标激光雷达的点云数据和目标激光雷达的目标脉宽值。
其中，目标激光雷达为拥有线阵收发系统的脉冲式激光雷达。点云数据可以理解为目标激光雷达照射被测目标后得到的数据。被测目标可以为车牌或者道路标识牌等，本实施例中对它的具体类型不做限定。点云数据包括不同水平扫描角度下得到的多个数据列，每个数据列中包括不同扫描通道的点对应的脉宽值、不同扫描通道的点对应的距离值以及相邻扫描通道的间隔角度值。目标脉宽值可以理解为能够形成串扰的脉宽值。
为了解决现有技术中线阵收发系统的串扰问题，本实施例中需要获取目标激光雷达的点云数据和目标激光雷达的目标脉宽值，以便后续确定候选串扰点集合。
S120，基于脉宽值、距离值、间隔角度值以及目标脉宽值，确定候选串扰点集合。
其中，候选串扰点集合包括：多个候选串扰点。
在获取到点云数据之后，通过对点云数据进行分析，具体是对不同水平扫描角度下的多个数据列进行遍历，通过对每个数据列中不同扫描通道的点对应的脉宽值、不同扫描通道的点对应的距离值、相邻扫描通道的间隔角度值进行分析，筛选出可能发生串扰的点，从而得到包含多个候选串扰点的候选串扰点集合。
S130，基于候选串扰点集合中的候选串扰点的距离均值、候选串扰点的脉宽均值、间隔角度值、每个候选串扰点对应的脉宽值以及每个候选串扰点对应的距离值，确定目标串扰点集合。
其中，目标串扰点集合包括：多个目标串扰点。
在得到候选串扰点集合之后，对候选串扰点集合中的候选串扰点对应的距离值求平均值，能够得到距离均值，对候选串扰点对应的脉宽值求平均值，能够得到脉宽均值。将每个候选串扰点对应的脉宽值与脉宽均值进行比较，每个候选串扰点对应的距离值与距离均值进行比较，将符合条件的点筛选出来，就能够得到包括多个目标串扰点的目标串扰点集合。
S140，从点云数据中剔除目标串扰点集合中包含的每个目标串扰点对应的数据，得到目标点云数据。
在得到目标串扰点集合之后，从点云数据中将目标串扰点集合中包含的每个目标串扰点对应的数据剔除，能够得到目标点云数据，目标点云数据中不包含串扰数据，从而能够提高目标点云数据的准确性。
在本实施例中，首先获取目标激光雷达的点云数据和目标激光雷达的目标脉宽值；接着基于脉宽值、距离值、间隔角度值以及目标脉宽值，确定候选串扰点集合；然后基于候选串扰点集合中的候选串扰点的距离均值、候选串扰点的脉宽均值、间隔角度值、每个候选串扰点对应的脉宽值以及每个候选串扰点对应的距离值，确定目标串扰点集合；最后从点云数据中剔除目标串扰点集合中包含的每个目标串扰点对应的数据，得到目标点云数据，通过上述方案能够对串扰进行滤除，还原物体的真实点云，提高整体点云的准确度。
在本实施例中，可选的，目标脉宽值具体可以通过以下方式确定：
使用目标激光雷达照射不同反射率的反射板，得到多个不同的回波能量；
对多个回波能量通过光电转换电路进行转换，得到对应的多个光电压波形；
根据多个光电压波形中上升沿与第一阈值电压的交点和下降沿与第二阈值电压的交点，确定多个光电压波形对应的脉宽值；
将多个光电压波形对应的脉宽值的平均值，确定为目标脉宽值。
其中，第一阈值电压可以为预先设定的电压，也可以视具体情况而定，本实施例对此不做限定。第二阈值电压可以为预先设定的电压，也可以视具体情况而定，本实施例不做限定。第一阈值电压和第二阈值电压可以相同，也可以不同，本实施例不做限定。
具体的，由于不同反射率的物体对光的吸收率和反射率不同，因此激光雷达的激光束照射到物体上时返回的能量不同，使用目标激光雷达照射不同反射率的反射板，能够得到多个不同的回波能量，对多个回波能量通过光电转换电路进行转换，就得到了对应的多个光电压波形。在得到了多个光电压波形之后，将每个光电压波形中下降沿与第二阈值电压的交点减去上升沿与第一阈值电压的交点，能够得到每个光电压波形对应的脉宽值，该脉宽值为出现串扰现象时的脉宽值，以此类推，可以得到多个光电压波形对应的脉宽值，对多个光电压波形对应的脉宽值求取平均值，该平均值即为目标脉宽值。
示例性的，图1C是本公开实施例提供的一种脉宽值确定过程的示意图，如图1C所示：假设有2个回波能量，分别为能量强度1和能量强度2，按照上述方法，可以得到能量强度1对应的脉宽值1（Pulse 1）和能量强度2对应的脉宽值2（Pulse 2）。
本实施例中，通过上述方法确定目标脉宽值，简单快捷、准确高效，有利于后续确定候选串扰点集合，从而得到目标点云数据。
图2A是本公开实施例提供的另一种激光雷达串扰点云处理方法的流程示意图。本实施例是在上述实施例的基础上进行优化。可选的，本实施例对确定候选串扰点集合的过程进行详细的解释说明。如图2A所示，该方法具体包括如下：
S110，获取目标激光雷达的点云数据和目标激光雷达的目标脉宽值。
S1201，针对多个数据列中的每个数据列，基于间隔角度值，确定当前数据列中第一扫描通道和第二扫描通道的目标角度值，并基于目标角度值和第二扫描通道的点对应的距离值，确定第一距离阈值。
其中，第一扫描通道可以为目标激光雷达在某一扫描角度下竖直方向的除了最后一个通道外的任意一个通道，第二扫描通道为与第一扫描通道相邻或者间隔的通道。
针对多个数据列中的每个数据列，根据每个数据列中相邻扫描通道的间隔角度值，若第二扫描通道为与第一扫描通道相邻的通道，则当前数据列中第一扫描通道和第二扫描通道的目标角度值为间隔角度值；若第二扫描通道为与第一扫描通道间隔的通道，则当前数据列中第一扫描通道和第二扫描通道的目标角度值为间隔角度值的两倍。在得到目标角度值之后，通过几何关系和相应的公式，基于目标角度值和第二扫描通道的点对应的距离值，能够确定出第一距离阈值。
S1202，基于第一扫描通道的点对应的脉宽值、第二扫描通道的点对应的脉宽值、目标脉宽值、第一扫描通道的点对应的距离值、第二扫描通道的点对应的距离值以及第一距离阈值，确定多个数据列中的候选串扰列。
在得到第一距离阈值之后，判断第一扫描通道的点对应的脉宽值与目标脉宽值的大小，第二扫描通道的点对应的脉宽值与目标脉宽值的大小，第一扫描通道的点对应的距离值和第二扫描通道的点对应的距离值之间的差值与第一距离阈值的大小，能够从多个数据列中确定出候选串扰列。
S1203，针对候选串扰列，根据每个候选串扰列中相邻扫描通道或间隔扫描通道的点对应的脉宽值和目标脉宽值，确定候选串扰点。
在得到候选串扰列之后，针对候选串扰列的每个候选串扰列，判断当前候选串扰列中相邻扫描通道或间隔扫描通道的点对应的脉宽值与目标脉宽值的大小关系，若当前候选串扰列中相邻扫描通道的点对应的脉宽值大于目标脉宽值，或者当前候选串扰列中间隔扫描通道的点对应的脉宽值大于目标脉宽值，则将符合上述条件的点确定为候选串扰点。
S1204，基于候选串扰点，确定候选串扰点集合。
在得到多个候选串扰点之后，基于多个候选串扰点，就能够得到候选串扰点集合。
S130，基于候选串扰点集合中的候选串扰点的距离均值、候选串扰点的脉宽均值、间隔角度值、每个候选串扰点对应的脉宽值以及每个候选串扰点对应的距离值，确定目标串扰点集合。
S140，从点云数据中剔除目标串扰点集合中包含的每个目标串扰点对应的数据，得到目标点云数据。
在本实施例中，通过上述方法确定候选串扰点集合，准确高效，在此基础上，基于候选串扰点集合确定目标串扰点集合，以及进一步确定目标点云数据，所得到的目标点云数据更准确，从而对串扰进行滤除的效果更好，能够更好的还原物体的真实点云，提高整体点云的准确度。
在本实施例中，可选的，基于第一扫描通道的点对应的脉宽值、第二扫描通道的点对应的脉宽值、目标脉宽值、第一扫描通道的点对应的距离值、第二扫描通道的点对应的距离值以及第一距离阈值，确定多个数据列中的候选串扰列，可以具体包括：
确定第一扫描通道的点对应的脉宽值和第二扫描通道的点对应的脉宽值均大于目标脉宽值；
确定第一扫描通道的点对应的距离值和第二扫描通道的点对应的距离值的距离差值小于第一距离阈值，将当前数据列确定为候选串扰列。
其中，距离差值为：将第一扫描通道的点对应的距离值d1减去第二扫描通道的点对应的距离值d2所得到的差值，求取绝对值之后的数值，可以通过下式表示：
Figure 57535DEST_PATH_IMAGE012
具体的，根据以下条件能够确定候选串扰列：
1）相邻或间隔的两个扫描通道的点对应的脉宽值均大于目标脉宽值；
2）相邻或间隔的两个扫描通道的点对应的距离值之间的距离差值小于第一距离阈值。
根据上述条件1）和2），在确定第一扫描通道的点对应的脉宽值和第二扫描通道的点对应的脉宽值均大于目标脉宽值，且第一扫描通道的点对应的距离值和第二扫描通道的点对应的距离值的距离差值小于第一距离阈值时，将当前数据列确定为候选串扰列，具体可以将候选串扰列的列标志（CrosstalkFlag）设为1，将不符合上述条件1）和2）中任意一个的数据列的列标志（CrosstalkFlag）设为0，以便根据列标志，能够确定多个数据列中的候选串扰列。
本实施例中，通过上述方法能够准确筛选出候选串扰列，便于后续确定候选串扰点集合。
在本实施例中，可选的，基于候选串扰点集合中的候选串扰点的距离均值、候选串扰点的脉宽均值、间隔角度值、每个候选串扰点对应的脉宽值以及每个候选串扰点对应的距离值，确定目标串扰点集合，可以具体包括：
基于扫描通道总数、间隔角度值以及距离均值，确定第二距离阈值；
针对候选串扰点集合中的每个候选串扰点，确定脉宽均值与当前候选串扰点对应的脉宽值之间的差值大于预设阈值，且距离均值与当前候选串扰点对应的距离值之间的差值的绝对值小于第二距离阈值，则当前候选串扰点为目标串扰点；
基于目标串扰点，确定目标串扰点集合。
具体的，根据扫描通道总数和间隔角度值，能够得到竖直扫描角度0度以上的扫描通道之间的最大角度值，根据该最大角度值和距离均值，通过几何关系和相应的公式，能够确定出第二距离阈值。针对候选串扰点集合中的每个候选串扰点，确定脉宽均值与当前候选串扰点对应的脉宽值之间的差值大于预设阈值，且距离均值与当前候选串扰点对应的距离值之间的差值的绝对值小于第二距离阈值，则确定当前候选串扰点为目标串扰点，在得到多个目标串扰点之后，就能够得到多个目标串扰点组成的目标串扰点集合。
其中，目标串扰点符合的条件可以如下所示：
a）
Figure 410019DEST_PATH_IMAGE013
b）
Figure 273938DEST_PATH_IMAGE014
其中，
Figure 446294DEST_PATH_IMAGE015
表示脉宽均值，P表示当前候选串扰点对应的脉宽值，
Figure 663648DEST_PATH_IMAGE016
表示预设阈 值，其取值范围可以为1~20ns（纳秒），例如可以为3ns，还可以为其他取值，本实施例不做限 定，
Figure 136218DEST_PATH_IMAGE017
表示距离均值，d表示当前候选串扰点对应的距离值，
Figure 718509DEST_PATH_IMAGE018
表示第二距离阈值。
本实施例中，通过上述方法确定目标串扰点集合，高效准确，有利于后续得到准确的目标点云数据。
在本实施例中，可选的，第一距离阈值通过下式表示：
Figure 315844DEST_PATH_IMAGE019
其中，
Figure 274572DEST_PATH_IMAGE020
表示所述第一距离阈值，
Figure 398386DEST_PATH_IMAGE003
表示所述间隔角度值，
Figure 417158DEST_PATH_IMAGE021
表示所述目标 角度值，k取1或2，d2表示所述第二扫描通道的点对应的距离值，e为大于1的正整数。
示例性的，图2B是本公开实施例提供的目标激光雷达在垂直方向的第一扫描线光 路图。以第一扫描通道、第二扫描通道为例，两个通道的距离差值为
Figure 751056DEST_PATH_IMAGE022
，由图2B可知，在目 标激光雷达的垂直视场角（A）小于90度时，相应的
Figure 513476DEST_PATH_IMAGE023
角度值大于45度，此时
Figure 429479DEST_PATH_IMAGE024
（第二扫描 通道的点与第一扫描通道的垂直距离）大于
Figure 681469DEST_PATH_IMAGE025
，仅当
Figure 315713DEST_PATH_IMAGE023
为45°时，
Figure 553927DEST_PATH_IMAGE026
与
Figure 590016DEST_PATH_IMAGE025
相等。由图2B 直角关系和三角函数公式，可以得到：
Figure 950590DEST_PATH_IMAGE027
其中，第一扫描通道和第二扫描通道为相邻通道时，k=1；第一扫描通道和第二扫描通道为间隔通道时，k=2。
由上述计算可知，在
Figure 134447DEST_PATH_IMAGE028
时，
Figure 973090DEST_PATH_IMAGE029
。此时设置
Figure 50636DEST_PATH_IMAGE030
为45°，可以得到
Figure 582112DEST_PATH_IMAGE031
，即：
Figure 190948DEST_PATH_IMAGE032
。由于目标激光雷达存在测距误 差，为避免该误差导致公式失效，需要将条件
Figure 161178DEST_PATH_IMAGE033
扩大e倍，得到第一距 离阈值，e的取值范围可以设置在1~5之间，且在e等于2时可以得到的较好的判断效果；在
Figure 906280DEST_PATH_IMAGE034
时，需要调整e的范围，此时的e大于5。
在本实施例中，可选的，第二距离阈值通过下式表示：
Figure 546340DEST_PATH_IMAGE035
其中，
Figure 642472DEST_PATH_IMAGE006
表示第二距离阈值，
Figure 822917DEST_PATH_IMAGE003
表示间隔角度值，m表示扫描通道总数，
Figure 750422DEST_PATH_IMAGE036
表示 距离均值。
示例性的，图2C是本公开实施例提供的目标激光雷达在垂直方向的第二扫描线光 路图。以下基于图2C对上述公式（5）的原理进行介绍：由于目标串扰点的特性是所有目标串 扰点的距离值相等，因此通过判断距离均值与当前候选串扰点对应的距离值之间的差值的 绝对值是否小于第二距离阈值，可以确定当前候选串扰点是否为目标串扰点。与第一距离 阈值的确定类似，根据目标激光雷达系统的垂直方向扫描线数，即扫描通道总数m以及距离 均值，可以设定目标激光雷达视场中，竖直扫描角度0度以上的扫描通道数0.5*m（即扫描通 道总数的二分之一）范围内的最大距离差为
Figure 623700DEST_PATH_IMAGE037
，同前述条件中以目标激光雷达的垂直 视场角度
Figure 207128DEST_PATH_IMAGE038
为例，相应的
Figure 378215DEST_PATH_IMAGE039
，由直角三角关系知道：
Figure 97910DEST_PATH_IMAGE040
时，
Figure 204406DEST_PATH_IMAGE041
， 因此
Figure 9551DEST_PATH_IMAGE042
，仅当
Figure 62958DEST_PATH_IMAGE043
时，
Figure 574841DEST_PATH_IMAGE044
，因此设定第二距离阈值为：
Figure 789922DEST_PATH_IMAGE045
。
图3是本公开实施例提供的一种激光雷达串扰点云处理装置的结构示意图；该装置配置于电子设备中，可实现本申请任意实施例所述的激光雷达串扰点云处理方法。该装置具体包括如下：
获取模块310，用于获取目标激光雷达的点云数据和目标激光雷达的目标脉宽值，其中，点云数据包括不同水平扫描角度下得到的多个数据列，每个数据列中包括不同扫描通道的点对应的脉宽值、不同扫描通道的点对应的距离值以及相邻扫描通道的间隔角度值；
第一确定模块320，用于基于所述脉宽值、所述距离值、所述间隔角度值以及所述目标脉宽值，确定候选串扰点集合，其中，候选串扰点集合包括：多个候选串扰点；
第二确定模块330，用于基于候选串扰点集合中的候选串扰点的距离均值、候选串扰点的脉宽均值、间隔角度值、每个候选串扰点对应的脉宽值以及每个候选串扰点对应的距离值，确定目标串扰点集合，其中，目标串扰点集合包括：多个目标串扰点；
第三确定模块340，用于从点云数据中剔除目标串扰点集合中包含的每个目标串扰点对应的数据，得到目标点云数据。
在本实施例中，可选的，第一确定模块320，包括：
第一确定子单元，用于针对多个数据列中的每个数据列，基于间隔角度值，确定当前数据列中第一扫描通道和第二扫描通道的目标角度值，并基于目标角度值和第二扫描通道的点对应的距离值，确定第一距离阈值；
第二确定子单元，用于基于第一扫描通道的点对应的脉宽值、第二扫描通道的点对应的脉宽值、目标脉宽值、第一扫描通道的点对应的距离值、第二扫描通道的点对应的距离值以及第一距离阈值，确定多个数据列中的候选串扰列；
第三确定子单元，用于针对候选串扰列，根据每个候选串扰列中相邻扫描通道或间隔扫描通道的点对应的脉宽值和目标脉宽值，确定候选串扰点；
第四确定子单元，用于基于候选串扰点，确定候选串扰点集合。
在本实施例中，可选的，第二确定子单元，具体用于：
确定第一扫描通道的点对应的脉宽值和第二扫描通道的点对应的脉宽值均大于目标脉宽值；
确定第一扫描通道的点对应的距离值和第二扫描通道的点对应的距离值的距离差值小于第一距离阈值，将当前数据列确定为候选串扰列。
在本实施例中，可选的，第二确定模块330，具体用于：
基于扫描通道总数、间隔角度值以及距离均值，确定第二距离阈值；
针对候选串扰点集合中的每个候选串扰点，确定脉宽均值与当前候选串扰点对应的脉宽值之间的差值大于预设阈值，且距离均值与当前候选串扰点对应的距离值之间的差值的绝对值小于第二距离阈值，则当前候选串扰点为目标串扰点；
基于目标串扰点，确定目标串扰点集合。
在本实施例中，可选的，第一距离阈值通过下式表示：
Figure 879101DEST_PATH_IMAGE046
其中，
Figure 736198DEST_PATH_IMAGE047
表示所述第一距离阈值，
Figure 164906DEST_PATH_IMAGE003
表示所述间隔角度值，
Figure 737838DEST_PATH_IMAGE048
表示所述目标 角度值，k取1或2，d2表示所述第二扫描通道的点对应的距离值，e为大于1的正整数。
在本实施例中，可选的，第二距离阈值通过下式表示：
Figure 517576DEST_PATH_IMAGE049
其中，
Figure 709522DEST_PATH_IMAGE006
表示第二距离阈值，
Figure 992736DEST_PATH_IMAGE048
表示间隔角度值，m表示扫描通道总数，
Figure 752882DEST_PATH_IMAGE036
表 示距离均值。
在本实施例中，可选的，目标脉宽值通过以下方式确定：
使用目标激光雷达照射不同反射率的反射板，得到多个不同的回波能量；
对多个回波能量通过光电转换电路进行转换，得到对应的多个光电压波形；
根据多个光电压波形中上升沿与第一阈值电压的交点和下降沿与第二阈值电压的交点，确定多个光电压波形对应的脉宽值；
将多个光电压波形对应的脉宽值的平均值，确定为目标脉宽值。
通过本公开实施例提供的激光雷达串扰点云处理装置，首先获取目标激光雷达的点云数据和目标激光雷达的目标脉宽值；接着基于脉宽值、距离值、间隔角度值以及目标脉宽值，确定候选串扰点集合；然后基于候选串扰点集合中的候选串扰点的距离均值、候选串扰点的脉宽均值、间隔角度值、每个候选串扰点对应的脉宽值以及每个候选串扰点对应的距离值，确定目标串扰点集合；最后从点云数据中剔除目标串扰点集合中包含的每个目标串扰点对应的数据，得到目标点云数据，通过上述方案能够对串扰进行滤除，还原物体的真实点云，提高整体点云的准确度。
本公开实施例所提供的激光雷达串扰点云处理装置可执行本公开任意实施例所提供的激光雷达串扰点云处理方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
图4是本公开实施例提供的一种电子设备的结构示意图。如图4所示，该电子设备包括处理器410和存储装置420；电子设备中处理器410的数量可以是一个或多个，图4中以一个处理器410为例；电子设备中的处理器410和存储装置420可以通过总线或其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
存储装置420作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本公开实施例中的激光雷达串扰点云处理方法对应的程序指令/模块。处理器410通过运行存储在存储装置420中的软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现本公开实施例所提供的激光雷达串扰点云处理方法。
存储装置420可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储装置420可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置420可进一步包括相对于处理器410远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
本实施例提供的一种电子设备可用于执行上述任意实施例提供的激光雷达串扰点云处理方法，具备相应的功能和有益效果。
本公开实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于实现本公开实施例所提供的激光雷达串扰点云处理方法。
当然，本公开实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本公开任意实施例所提供的激光雷达串扰点云处理方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本公开可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器（Read-Only Memory, ROM）、随机存取存储器（RandomAccess Memory, RAM）、闪存（FLASH）、硬盘或光盘等，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）执行本公开各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述激光雷达串扰点云处理装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本公开的保护范围。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种激光雷达串扰点云处理方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标激光雷达的点云数据和所述目标激光雷达的目标脉宽值，其中，所述点云数据包括不同水平扫描角度下得到的多个数据列，每个数据列中包括不同扫描通道的点对应的脉宽值、不同扫描通道的点对应的距离值以及相邻扫描通道的间隔角度值；
基于所述脉宽值、所述距离值、所述间隔角度值以及所述目标脉宽值，确定候选串扰点集合，其中，所述候选串扰点集合包括：多个候选串扰点；
基于所述候选串扰点集合中的候选串扰点的距离均值、候选串扰点的脉宽均值、所述间隔角度值、每个候选串扰点对应的脉宽值以及每个候选串扰点对应的距离值，确定目标串扰点集合，其中，所述目标串扰点集合包括：多个目标串扰点；
从所述点云数据中剔除所述目标串扰点集合中包含的每个目标串扰点对应的数据，得到目标点云数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述脉宽值、所述距离值、所述间隔角度值以及所述目标脉宽值，确定候选串扰点集合，包括：
针对所述多个数据列中的每个数据列，基于所述间隔角度值，确定当前数据列中第一扫描通道和第二扫描通道的目标角度值，并基于所述目标角度值和所述第二扫描通道的点对应的距离值，确定第一距离阈值；
基于所述第一扫描通道的点对应的脉宽值、所述第二扫描通道的点对应的脉宽值、所述目标脉宽值、所述第一扫描通道的点对应的距离值、所述第二扫描通道的点对应的距离值以及所述第一距离阈值，确定所述多个数据列中的候选串扰列；
针对所述候选串扰列，根据每个候选串扰列中相邻扫描通道或间隔扫描通道的点对应的脉宽值和所述目标脉宽值，确定候选串扰点；
基于所述候选串扰点，确定所述候选串扰点集合。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一扫描通道的点对应的脉宽值、所述第二扫描通道的点对应的脉宽值、所述目标脉宽值、所述第一扫描通道的点对应的距离值、所述第二扫描通道的点对应的距离值以及所述第一距离阈值，确定所述多个数据列中的候选串扰列，包括：
确定所述第一扫描通道的点对应的脉宽值和所述第二扫描通道的点对应的脉宽值均大于所述目标脉宽值；
确定所述第一扫描通道的点对应的距离值和所述第二扫描通道的点对应的距离值的距离差值小于所述第一距离阈值，将所述当前数据列确定为候选串扰列。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述候选串扰点集合中的候选串扰点的距离均值、候选串扰点的脉宽均值、所述间隔角度值、每个候选串扰点对应的脉宽值以及每个候选串扰点对应的距离值，确定目标串扰点集合，包括：
基于扫描通道总数、所述间隔角度值以及所述距离均值，确定第二距离阈值；
针对所述候选串扰点集合中的每个候选串扰点，确定所述脉宽均值与当前候选串扰点对应的脉宽值之间的差值大于预设阈值，且所述距离均值与当前候选串扰点对应的距离值之间的差值的绝对值小于所述第二距离阈值，则所述当前候选串扰点为目标串扰点；
基于所述目标串扰点，确定所述目标串扰点集合。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一距离阈值通过下式表示：
Figure 966884DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 541085DEST_PATH_IMAGE002
表示所述第一距离阈值，
Figure 818483DEST_PATH_IMAGE003
表示所述间隔角度值，
Figure 845345DEST_PATH_IMAGE004
表示所述目标角度 值，k取1或2，d2表示所述第二扫描通道的点对应的距离值，e为大于1的正整数。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二距离阈值通过下式表示：
Figure 623814DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure 52521DEST_PATH_IMAGE006
表示所述第二距离阈值，
Figure 704082DEST_PATH_IMAGE003
表示所述间隔角度值，m表示所述扫描通道总数，
Figure 546136DEST_PATH_IMAGE007
表示所述距离均值。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述目标脉宽值通过以下方式确定：
使用所述目标激光雷达照射不同反射率的反射板，得到多个不同的回波能量；
对多个所述回波能量通过光电转换电路进行转换，得到对应的多个光电压波形；
根据所述多个光电压波形中上升沿与第一阈值电压的交点和下降沿与第二阈值电压的交点，确定所述多个光电压波形对应的脉宽值；
将所述多个光电压波形对应的脉宽值的平均值，确定为所述目标脉宽值。
8.一种激光雷达串扰点云处理装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取目标激光雷达的点云数据和所述目标激光雷达的目标脉宽值，其中，所述点云数据包括不同水平扫描角度下得到的多个数据列，每个数据列中包括不同扫描通道的点对应的脉宽值、不同扫描通道的点对应的距离值以及相邻扫描通道的间隔角度值；
第一确定模块，用于基于所述脉宽值、所述距离值、所述间隔角度值以及所述目标脉宽值，确定候选串扰点集合，其中，所述候选串扰点集合包括：多个候选串扰点；
第二确定模块，用于基于所述候选串扰点集合中的候选串扰点的距离均值、候选串扰点的脉宽均值、所述间隔角度值、每个候选串扰点对应的脉宽值以及每个候选串扰点对应的距离值，确定目标串扰点集合，其中，所述目标串扰点集合包括：多个目标串扰点；
第三确定模块，用于从所述点云数据中剔除所述目标串扰点集合中包含的每个目标串扰点对应的数据，得到目标点云数据。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的方法。
10.一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，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的方法。
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