CN115840234A - 雷达数据采集方法、装置和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种雷达数据采集方法、装置和存储介质，涉及雷达数据同步技术领域，所述方法用于雷达系统中，雷达系统包括激光雷达、电机和惯性测量单元，激光雷达固定安装在电机上，方法包括：通过激光雷达采集点云数据，解析点云数据本身的时间戳，即每个点云的采集时间；将采集时间设置为整个系统的基准时间；基于基准时间触发惯性测量单元输出位置数据；和/或，基于基准时间触发电机输出角度数据；根据基准时间为位置数据和角度数据标记时间戳。解决了现有技术中单个激光雷达在单位时间内，对空间采集到的特征数据点有限，无法实现单位空间内多特征点的数据采集的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种雷达数据采集方法、装置和存储介质，属于雷达数据同步技术领域。
背景技术
激光雷达越来越深入到我们的工业和生活应用中。对三维场景的建模和实时定位的需求要求我们可以在单位时间内，在大场景范围采集到高密度和均匀的点云数据。
然而现有方案中，激光雷达在单位时间内仅能采集固定场所的信息，单位时间内单位空间内采集的数据较为有限。
发明内容
本发明的目的在于提供一种雷达数据采集方法、装置和存储介质，用于解决现有技术中存在的问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
根据第一方面，本发明实施例提供了一种雷达数据采集方法，用于雷达系统中，所述雷达系统包括激光雷达、电机和惯性测量单元，所述激光雷达固定安装在所述电机上，所述方法包括：
通过所述激光雷达采集点云数据，解析所述点云数据本身的时间戳，即每个点云的采集时间；
将所述采集时间设置为整个系统的基准时间；
基于所述基准时间触发所述惯性测量单元输出位置数据；和/或，基于所述基准时间触发所述电机输出角度数据；
根据所述基准时间为所述位置数据和所述角度数据标记时间戳。
可选地，所述基于所述基准时间触发所述惯性测量单元输出位置数据；和/或，基于所述基准时间触发所述电机输出角度数据，包括：
基于所述基准时间触发所述惯性测量单元输出所述位置数据；
在所述惯性测量单元输出所述位置数据的同时，激励所述电机转动并输出所述角度数据。
可选地，所述基于所述基准时间触发所述惯性测量单元输出位置数据；和/或，基于所述基准时间触发所述电机输出角度数据，包括：
基于所述基准时间触发所述电机输出所述角度数据；
在所述电机输出所述角度数据的同时，激励所述惯性测量单元输出所述位置数据。
可选地，所述基于所述基准时间触发所述惯性测量单元输出位置数据；和/或，基于所述基准时间触发所述电机输出角度数据，包括：
基于所述基准时间同时触发所述惯性测量单元输出所述位置数据，以及触发所述电机输出角度数据。
可选地，所述解析所述点云数据本身的时间戳，即每个点云的采集时间，包括：
通过微控制单元解析所述点云数据的本身时间戳，即每个点云的采集时间；
在所述微控制单元解析得到所述采集时间之后，通过所述微控制单元执行所述基于所述基准时间触发所述惯性测量单元输出位置数据；和/或，基于所述基准时间触发所述电机输出角度数据的步骤。
可选地，所述电机带动所述激光雷达绕y轴旋转。
可选地，所述激光雷达在(RZ,TX,TY，RY,TZ)五个自由度移动。
第二方面，提供了一种雷达数据采集装置，所述装置包括存储器和处理器，所述存储器中存储有至少一条程序指令，所述处理器通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现如第一方面所述的方法。
第三方面，提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有至少一条程序指令，所述至少一条程序指令被处理器加载并执行以实现如第一方面所述的方法。
通过所述激光雷达采集点云数据，解析所述点云数据的本身时间戳，即每个点云的采集时间；将所述采集时间设置为整个系统的基准时间；基于所述基准时间触发所述惯性测量单元输出位置数据；和/或，基于所述基准时间触发所述电机输出角度数据；根据所述基准时间为所述位置数据和所述角度数据标记时间戳。解决了现有技术中单个激光雷达在单位时间内，对空间采集到的特征数据点有限，无法实现单位空间内多特征点的数据采集的问题，达到了通过电机可以带动激光雷达高速旋转并实现点云数据、雷达平面移动的位置数据和旋转的角度数据的时间同步，进而可以在单位时间内，采集单位空间内高密度的点云的效果。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明一个实施例提供的雷达数据采集方法的方法流程图；
图2为本发明一个实施例提供的雷达数据采集方法的原理示意图；
图3为本发明一个实施例提供的雷达数据绕y轴旋转的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
请参考图1，其示出了本申请一个实施例提供的雷达数据采集方法的方法流程图，如图1所示，所述方法包括：
步骤101，通过激光雷达采集点云数据，解析点云数据本身的时间戳，即每个点云的采集时间；
本申请的方法用于雷达系统中，雷达系统包括激光雷达、电机和惯性测量单元，激光雷达固定安装在电机上。
请参考图2，其示出了本申请提供的一种可能的原理图。如图2所示，在激光雷达采集到点云数据之后，可以通过以太网传输至微控制单元，微控制单元解析点云数据本身的时间戳，即每个点云数据的采集时间。
步骤102，将采集时间设置为整个系统的基准时间；
步骤103，基于基准时间触发惯性测量单元输出位置数据；和/或，基于基准时间触发电机输出角度数据；
此后，微控制单元可以基于基准时间触发惯性测量单元输出位置数据；和/或，基于基准时间触发电机输出角度数据。
实际实现时，本步骤可以包括如下三种可能的实现方式：
在第一种可能的实现方式中，本步骤包括：
第一，基于基准时间触发惯性测量单元输出位置数据；
可选地，结合图2，微控制单元可以通过秒脉冲单元驱动器和秒技术驱动电路驱动惯性测量单元进行测量并输出位置数据。
第二，在惯性测量单元输出位置数据的同时，激励电机转动并输出角度数据。
与上述类似，微控制单元可以通过秒脉冲单元驱动器和秒技术驱动电路驱动电机进行测量并输出角度数据。
其中，电机可以绕y轴旋转，相应的，电机可以带动固定的激光雷达绕y轴旋转。也即在本申请中激光雷达可以在(RZ,TX,TY，RY,TZ)五个自由度移动。并且，由于激光雷达固定在电机上，且激光雷达固定在电机上，因此可以通过电机的高速旋转实现激光雷达的高速旋转。
比如，请参考图3，其示出了一种可能的旋转示意图。
在第二种可能的实现方式中，本步骤包括：
第一，基于基准时间触发电机输出角度数据；
第二，在电机输出角度数据的同时，激励惯性测量单元输出位置数据。
在第三种可能的实现方式中，本步骤包括：
基于基准时间同时触发惯性测量单元输出位置数据，以及触发电机输出角度数据。
第二种可能的实现方式和第三种可能的实现方式与第一种实现方式类似，不同的是，惯性测量单元和电机的触发顺序，本申请对此并不做限定。
此外，请参考图2，在激光雷达采集到点云数据、电机输出角度数据、惯性测量单元输出位置数据之后，均可以将输出的数据发送至同步实时数据接收单元，进而通过接收单元对各个数据进行统一处理。
步骤104，根据基准时间为位置数据和角度数据标记时间戳。
微控制单元根据基准时间为位置数据和角度数据打上时间戳。
至此，点云数据、位置数据和角度数据使用同一时间戳，实现了对多传感器的硬件时间同步，激光雷达可以快速移动和旋转扫描，达到了可以在大范围内获得均匀的高密度特征点云的效果。
此后，可以将点云数据、位置数据和角度数据发送至其他处理单元进行处理，本申请在此不再赘述。
综上所述，通过所述激光雷达采集点云数据，解析所述点云数据本身的时间戳，即每个点云的采集时间；将所述采集时间设置为整个系统的基准时间；基于所述基准时间触发所述惯性测量单元输出位置数据；和/或，基于所述基准时间触发所述电机输出角度数据；根据所述基准时间为所述位置数据和所述角度数据标记时间戳。解决了现有技术中单个激光雷达在单位时间内，对空间采集到的特征数据点有限，无法实现单位空间内多特征点的数据采集的问题，达到了通过电机可以带动激光雷达高速旋转并实现点云数据、雷达平面移动的位置数据和旋转的角度数据的时间同步，进而可以在单位时间内，采集单位空间内高密度的点云的效果。
本申请还提供了一种雷达数据采集装置，所述装置包括存储器和处理器，所述存储器中存储有至少一条程序指令，所述处理器通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现如上所述的方法。
本申请还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有至少一条程序指令，所述至少一条程序指令被处理器加载并执行以实现如上所述的方法。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种雷达数据采集方法，其特征在于，用于雷达系统中，所述雷达系统包括激光雷达、电机和惯性测量单元，所述激光雷达固定安装在所述电机上，所述方法包括：
通过所述激光雷达采集点云数据，解析所述点云数据本身的时间戳，即每个点云的采集时间；
将所述采集时间设置为整个系统的基准时间；
基于所述基准时间触发所述惯性测量单元输出位置数据；和/或，基于所述基准时间触发所述电机输出角度数据；
根据所述基准时间为所述位置数据和所述角度数据标记时间戳。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述基准时间触发所述惯性测量单元输出位置数据；和/或，基于所述基准时间触发所述电机输出角度数据，包括：
基于所述基准时间触发所述惯性测量单元输出所述位置数据；
在所述惯性测量单元输出所述位置数据的同时，激励所述电机转动并输出所述角度数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述基准时间触发所述惯性测量单元输出位置数据；和/或，基于所述基准时间触发所述电机输出角度数据，包括：
基于所述基准时间触发所述电机输出所述角度数据；
在所述电机输出所述角度数据的同时，激励所述惯性测量单元输出所述位置数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述基准时间触发所述惯性测量单元输出位置数据；和/或，基于所述基准时间触发所述电机输出角度数据，包括：
基于所述基准时间同时触发所述惯性测量单元输出所述位置数据，以及触发所述电机输出角度数据。
5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述解析所述点云数据本身的时间戳，即每个点云的采集时间，包括：
通过微控制单元解析所述点云数据的本身时间戳，即每个点云的采集时间；
在所述微控制单元解析得到所述采集时间之后，通过所述微控制单元执行所述基于所述基准时间触发所述惯性测量单元输出位置数据；和/或，基于所述基准时间触发所述电机输出角度数据的步骤。
6.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述电机带动所述激光雷达绕y轴旋转。
7.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述激光雷达在(RZ,TX,TY，RY,TZ)五个自由度移动。
8.一种雷达数据采集装置，其特征在于，所述装置包括存储器和处理器，所述存储器中存储有至少一条程序指令，所述处理器通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现如权利要求1至7任一所述的方法。
9.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有至少一条程序指令，所述至少一条程序指令被处理器加载并执行以实现如权利要求1至7任一所述的方法。
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