CN116520285A - 激光雷达的回波数据的降噪方法、装置及激光雷达 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于雷达技术领域,提供了一种激光雷达的回波数据的降噪方法、装置及激光雷达,该方法包括:获取目标点对应的待降噪的回波数据;获取待降噪的回波数据对应的参考回波数据,其中,参考回波数据是指目标点对应的相邻点的回波数据;将待降噪的回波数据与参考回波数据进行互相关运算,以生成待降噪的回波数据与参考回波数据的互相关运算结果;根据互相关运算结果,确定待降噪的回波数据对应的降噪后的目标回波数据。由此,通过将待降噪的回波数据与相邻点的回波数据进行互相关运算,以将待降噪的回波数据中的有效回波数据和噪声数据进行分离,从而实现对回波数据的降噪,提升了回波数据的信噪比,进而改善了激光雷达的探测准确性。
Description
技术领域
本申请属于雷达技术领域,尤其涉及一种激光雷达的回波数据的降噪方法、装置、激光雷达及计算机可读存储介质。
背景技术
随着激光雷达、毫米波雷达的兴起,各类雷达设备已经广泛应用在机器人、车辆等设备中,以通过雷达设备进行测距、目标检测等。比如,激光雷达可以通过测定激光发射器与目标物体之间的传播距离,分析目标物体表面的反射能量大小、反射波谱的幅度、频率和相位等信息,从而呈现出目标物体精确的三维结构信息。
相关技术中,通常使用硅光电倍增管(Silicon photomultiplier,SiPM)作为激光雷达的接收传感器,其特点是接收灵敏度高,但是容易收到环境光(主要是太阳光)的影响,从而导致激光雷达获取到的回波数据的信噪比较低,进而影响了激光雷达的探测准确性。
发明内容
本申请实施例提供了一种激光雷达的回波数据的降噪方法、装置、激光雷达及计算机可读存储介质,可以解决使用SiPM作为激光雷达的接收传感器时,容易收到环境光(主要是太阳光)的影响,从而导致激光雷达获取到的回波数据的信噪比较低,进而影响了激光雷达的探测准确性的问题。
第一方面,本申请实施例提供了一种激光雷达的回波数据的降噪方法,包括:获取目标点对应的待降噪的回波数据,其中,目标点是指激光雷达探测到的空间中的任意一点;获取待降噪的回波数据对应的参考回波数据,其中,参考回波数据是指目标点对应的相邻点的回波数据;将待降噪的回波数据与参考回波数据进行互相关运算,以生成待降噪的回波数据与参考回波数据的互相关运算结果;根据互相关运算结果,确定待降噪的回波数据对应的降噪后的目标回波数据。
在第一方面的一种可能的实现方式中,上述获取待降噪的回波数据对应的参考回波数据,包括:
确定目标点对应的目标线数和目标序号;
根据目标点对应的目标线数和目标序号,确定目标点对应的至少一个相邻点;
将至少一个相邻点的回波数据确定为至少一个参考回波数据。
可选的,在第一方面另一种可能的实现方式中,上述参考回波数据的数量为1;相应的,上述根据目标点对应的目标线数和目标序号,确定目标点对应的至少一个相邻点,包括:
将目标线数中与目标点相邻的任意一个点,确定为相邻点;
或者,
确定与目标线数相邻的任意一个相邻线数;
将任意一个相邻线数中序号与目标序号相同的点,确定为相邻点。
可选的,在第一方面再一种可能的实现方式中,上述根据互相关运算结果,确定待降噪的回波数据对应的降噪后的目标回波数据,包括:
将互相关运算结果,确定为目标回波数据。
可选的,在第一方面又一种可能的实现方式中,上述参考回波数据的数量为多个;相应的,上述根据目标点对应的目标线数和目标序号,确定目标点对应的至少一个相邻点,包括:
将目标线数中与目标点相邻的各个点,确定为相邻点;
或者,
确定与目标线数相邻的各个相邻线数;
将各个相邻线数中序号与目标序号相同的点,确定为相邻点。
可选的,在第一方面又一种可能的实现方式中,上述参考回波数据的数量为多个;相应的,上述根据目标点对应的目标线数和目标序号,确定目标点对应的至少一个相邻点,包括:
将目标线数中与目标点相邻的各个点,确定为相邻点;
确定与目标线数相邻的各个相邻线数;
将各个相邻线数中序号与目标序号相同的点,确定为相邻点。
可选的,在第一方面另一种可能的实现方式中,上述参考回波数据的数量为多个;相应的,上述将待降噪的回波数据与参考回波数据进行互相关运算,以生成待降噪的回波数据与参考回波数据的互相关运算结果,包括:
对待降噪的回波数据与每个参考回波数据依次进行互相关运算,以生成待降噪的回波数据与每个参考回波数据的互相关运算结果。
可选的,在第一方面再一种可能的实现方式中,上述根据互相关运算结果,确定待降噪的回波数据对应的降噪后的目标回波数据,包括:
将各个互相关运算结果的均值,确定为目标回波数据。
可选的,在第一方面又一种可能的实现方式中,上述根据互相关运算结果,确定待降噪的回波数据对应的降噪后的目标回波数据,包括:
确定每个互相关运算结果对应的信噪比;
将信噪比最大的互相关运算结果,确定为目标回波数据。
可选的,在第一方面又一种可能的实现方式中,上述互相关运算结果为电压与时间的对应关系;相应的,上述确定每个互相关运算结果对应的信噪比,包括:
根据预设的电压阈值,确定每个互相关运算结果中包括的有效数据及有效数据的前沿值;
将每个互相关运算结果中处于前沿值之前的波形数据,分别确定为每个互相关运算结果对应的噪声数据;
将每个互相关运算结果中包括的有效数据与噪声数据的信噪比,分别确定为每个互相关运算结果对应的信噪比。
可选的,在第一方面另一种可能的实现方式中,上述将待降噪的回波数据与参考回波数据进行互相关运算,以生成待降噪的回波数据与参考回波数据的互相关运算结果之前,还包括:
获取所述激光雷达中的模拟数字转换器的采样时间间隔;
根据采样时间间隔,确定互相关运算采用的步距。
第二方面,本申请实施例提供了一种激光雷达的回波数据的降噪装置,包括:第一获取模块,用于获取目标点对应的待降噪的回波数据,其中,目标点是指激光雷达探测到的空间中的任意一点;第二获取模块,用于获取待降噪的回波数据对应的参考回波数据,其中,参考回波数据是指目标点对应的相邻点的回波数据;互相关运算模块,用于将待降噪的回波数据与参考回波数据进行互相关运算,以生成待降噪的回波数据与参考回波数据的互相关运算结果;第一确定模块,用于根据互相关运算结果,确定待降噪的回波数据对应的降噪后的目标回波数据。
在第二方面的一种可能的实现方式中,上述第二获取模块,包括:
第一确定单元,用于确定目标点对应的目标线数和目标序号;
第二确定单元,用于根据目标点对应的目标线数和目标序号,确定目标点对应的至少一个相邻点;
第三确定单元,将至少一个相邻点的回波数据确定为至少一个参考回波数据。
可选的,在第二方面另一种可能的实现方式中,上述参考回波数据的数量为1;相应的,上述第二确定单元,具体用于:
将目标线数中与目标点相邻的任意一个点,确定为相邻点;
或者,
确定与目标线数相邻的任意一个相邻线数;
将任意一个相邻线数中序号与目标序号相同的点,确定为相邻点。
可选的,在第二方面再一种可能的实现方式中,上述第一确定模块,包括:
第四确定单元,用于将互相关运算结果,确定为目标回波数据。
可选的,在第二方面又一种可能的实现方式中,上述参考回波数据的数量为多个;相应的,上述第二确定单元,还用于:
将目标线数中与目标点相邻的各个点,确定为相邻点;
或者,
确定与目标线数相邻的各个相邻线数;
将各个相邻线数中序号与目标序号相同的点,确定为相邻点。
可选的,在第二方面又一种可能的实现方式中,上述参考回波数据的数量为多个;相应的,上述第二确定单元,还用于:
将目标线数中与目标点相邻的各个点,确定为相邻点;
确定与目标线数相邻的各个相邻线数;
将各个相邻线数中序号与目标序号相同的点,确定为相邻点。
可选的,在第二方面另一种可能的实现方式中,上述参考回波数据的数量为多个;相应的,上述互相关运算模块,包括:
互相关运算单元,用于对待降噪的回波数据与每个参考回波数据依次进行互相关运算,以生成待降噪的回波数据与每个参考回波数据的互相关运算结果。
可选的,在第二方面再一种可能的实现方式中,上述第一确定模块,包括:
第五确定单元,用于将各个互相关运算结果的均值,确定为目标回波数据。
可选的,在第二方面又一种可能的实现方式中,上述第一确定模块,包括:
第六确定单元,用于确定每个互相关运算结果对应的信噪比;
第七确定单元,用于将信噪比最大的互相关运算结果,确定为目标回波数据。
可选的,在第二方面又一种可能的实现方式中,上述互相关运算结果为电压与时间的对应关系;相应的,上述第六确定单元,具体用于:
根据预设的电压阈值,确定每个互相关运算结果中包括的有效数据及有效数据的前沿值;
将每个互相关运算结果中处于前沿值之前的波形数据,分别确定为每个互相关运算结果对应的噪声数据;
将每个互相关运算结果中包括的有效数据与噪声数据的信噪比,分别确定为每个互相关运算结果对应的信噪比。
可选的,在第二方面另一种可能的实现方式中,上述装置,还包括:
第三获取模块,用于获取所述激光雷达中的模拟数字转换器的采样时间间隔;
第二确定模块,用于根据采样时间间隔,确定互相关运算采用的步距。
第三方面,本申请实施例提供了一种激光雷达,包括:存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序,其中,处理器执行计算机程序时实现如前所述的激光雷达的回波数据的降噪方法。
第四方面,本申请实施例提供了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,所述计算机程序被处理器执行时实现如前所述的激光雷达的回波数据的降噪方法。
第五方面,本申请实施例提供了一种计算机程序产品,当计算机程序产品在激光雷达上运行时,使得激光雷达执行如前所述的激光雷达的回波数据的降噪方法。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是:由于激光雷达探测到的相邻点之间的距离通常极近,因此相邻点在空间中的位置特征以及与激光雷达之间的距离等特征通常也极为相似,从而相邻点对应的有效回波数据也是极为相似的,因此通过将待降噪的回波数据与相邻点的回波数据进行互相关运算,可以将待降噪的回波数据中的有效回波数据和噪声数据进行分离,从而实现对回波数据的降噪,提升了回波数据的信噪比,进而改善了激光雷达的探测准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,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,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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的附图。
图1是本申请一实施例提供的激光雷达的回波数据的降噪方法的流程示意图;
图2是本申请一实施例提供的一种多线激光雷达发射激光的示意图;
图3是本申请另一实施例提供的激光雷达的回波数据的降噪方法的流程示意图;
图4是本申请一实施例提供的一种多线激光雷达探测到的点的示意图;
图5是本申请再一实施例提供的激光雷达的回波数据的降噪方法的流程示意图;
图6是本申请一实施例提供的一种回波波形的示意图;
图7为本申请一实施例提供的一种待降噪的回波数据的示意图;
图8为本申请一实施例提供的一种待降噪的回波数据对应的参考回波数据的示意图;
图9为本申请一实施例提供的一种待降噪的回波数据与参考回波数据的互相关运算结果的示意图。
图10是本申请实施例提供的激光雷达的回波数据的降噪装置的结构示意图;
图11是本申请实施例提供的激光雷达的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本申请实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解,当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解,在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样,术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地,短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外,在本申请说明书和所附权利要求书的描述中,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
下面参考附图对本申请提供的激光雷达的回波数据的降噪方法、装置、激光雷达、存储介质及计算机程序进行详细描述。
图1示出了本申请实施例提供的一种激光雷达的回波数据的降噪方法的流程示意图。
步骤101,获取目标点对应的待降噪的回波数据,其中,目标点是指激光雷达探测到的空间中的任意一点。
需要说明的是,本申请实施例的激光雷达的回波数据的降噪方法可以由本申请实施例的激光雷达的回波数据的降噪装置执行。本申请实施例的激光雷达的回波数据的降噪装置可以配置在任意激光雷达中,以执行本申请实施例的激光雷达的回波数据的降噪方法。比如,本申请实施例的激光雷达的回波数据的降噪装置可以配置在激光雷达的处理单元中,以对激光雷达获取到的回波数据进行处理,提升回波数据的信噪比。
其中,目标点,可以是指激光雷达发射出去的激光束探测到的任意一点。
其中,回波数据,可以是指激光雷达发射出去的激光束被目标物体反射后、并由激光雷达的接收器接收到的回波数据;回波数据可以用于表示电压随时间的变化情况。
在本申请实施例中,激光雷达在工作过程中,激光雷达的发射器可以按照一定的频率发射激光束,发射出的激光束被目标物体反射后可以形成回波并被激光雷达的接收器接收。激光雷达中的模拟数字转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)可以按照一定的采样时间间隔对接收到的回波进行采样,以生成电压关于时间的离散序列,即本申请实施例中的回波数据。因此,本申请实施例中,每获取到ADC生成的一个点的回波数据,即可以将该点确定为目标点,并将该目标点的回波数据确定为待降噪的回波数据,以对该待降噪的回波数据进行降噪处理。
步骤102,获取待降噪的回波数据对应的参考回波数据,其中,参考回波数据是指目标点对应的相邻点的回波数据。
其中,假设探测到目标点的激光束为目标激光束,则相邻点可以是指发射时刻与目标激光束相邻的激光束探测到的点;或者,在激光雷达为多线激光雷达时,相邻点还可以是指发射时刻与目标激光束相同、且位置与目标激光束相邻的激光束探测到的点。
在本申请实施例中,由于激光雷达探测到的相邻点之间的距离通常极近,因此相邻点在空间中的位置特征以及与激光雷达之间的距离等特征通常也极为相似,从而相邻点对应的有效回波数据也是极为相似的,但是不同回波数据总引入的环境光噪声数据却是随机的,因此通过将待降噪的回波数据与相邻点的回波数据进行互相关运算,可以将待降噪的回波数据中的有效回波数据和噪声数据进行分离,从而实现对回波数据的降噪。因此,获取到待降噪的回波数据之后,可以根据探测到目标点的目标激光束的发射时刻,确定当前是否已经获取到目标点对应的相邻点的回波数据,并获取到的一个或多个相邻点的回波数据作为参考回波数据。
进一步的,在激光雷达为多线激光雷达时,如8线、16线、128线等,可以根据探测到目标点的激光束所在的线数及目标点在该线数中的序号,确定目标点对应的相邻点。即在本申请实施例一种可能的实现方式中,上述步骤102,可以包括:
确定目标点对应的目标线数和目标序号;
根据目标点对应的目标线数和目标序号,确定目标点对应的至少一个相邻点;
将至少一个相邻点的回波数据确定为至少一个参考回波数据。
其中,目标线数,可以是指探测到目标点的目标激光束在激光雷达同时发射出的多线激光束中的线数。
举例来说,如图2所示,为本申请一实施例提供的一种多线激光雷达发射激光的示意图,假设该多线激光雷达为8线激光雷达,则该多线激光雷达可以同时发射如图2所示的8线激光束,比如各线激光束的线数由上至下分别可以为线数1、线数2、线数3、线数4、线数5、线数6、线数7、线数8。假设目标点是由线数2的激光束探测到的,则目标点对应的目标线数即为线数2。
其中,目标序号,可以表示探测到目标点的目标激光束在激光雷达旋转一周的过程中的次序。
举例来说,假设激光雷达的水平角度分辨率为0.01度,则激光雷达旋转一周可以发射36000次激光束,每线激光束可以探测到空间中的一个点。若目标点是激光雷达第30次发射的线数2的激光束探测到的点,则目标点对应的目标线数为线数2,对应的目标序号为30。
作为一种可能的实现方式,在确定出目标点对应的目标线数和目标序号之后,可以将与目标点处于同一线数的一个或多个相邻点的回波数据确定参考回波数据,即可以将目标线数中序号与目标序号相邻的一个或两个点,确定相邻点,并将相邻点的回波数据确定为参考回波数据
作为一种可能的实现方式,在确定出目标点对应的目标线数和目标序号之后,还可以将与目标点处于相邻线数中的一个或多个相邻点的回波数据,确定为参考回波数据。
步骤103,将待降噪的回波数据与参考回波数据进行互相关运算,以生成待降噪的回波数据与参考回波数据的互相关运算结果。
在本申请实施例中,确定出待降噪的回波数据与参考回波数据之后,即可以将待降噪的回波数据与参考回波数据进行互相关运算,以通过互相关运算提取出待降噪的回波数据与参考回波数据中的相似成分,即互相关运算结果为待降噪的回波数据中包含的有效回波数据,并去除待降噪的回波数据与参考回波数据中不同的随机噪声成分。其中,互相关运算的公式如下:
其中,Rxy(τ)为待降噪的回波数据与参考回波数据的互相关运算结果,x(t)为待降噪的回波数据对应的函数表达式,y(t+τ)为参考回波数据的自变量平移τ后对应的函数表达式,t为时间,是回波数据的自变量;τ为互相关运算结果的自变量,其物理意义为时间。
需要说明的是,互相关运算结果的物理意义为降噪后的回波数据,即为降噪后的电压随时间的变化关系,因此τ的物理意义为时间。
进一步的,由于互相关运算结果可以是指提取出的待降噪的回波数据的有效回波数据,因此为了使得互相关运算结果更加接近准确的回波数据,进一步提升降噪效果,可以根据待降噪的回波数据对应的时间范围及各点之间的时间间隔,确定互相关运算过程中对参考回波数据进行平移的步距。即在本申请实施例一种可能的实现方式中,上述步骤103之前,还可以包括:
获取激光雷达中的ADC的采样时间间隔;
根据采样时间间隔,确定互相关运算采用的步距。
作为一种可能的实现方式,由于本申请实施例是对激光雷达中ADC处理后的离散回波数据进行降噪处理,即待降噪的回波数据是电压关于时间的离散序列,因此待降噪的回波数据中各点的时间间隔是由ADC的采样时间间隔决定的,因此,进行互相关运算之前,可以获取ADC的采样时间间隔,并可以将该采样时间间隔作为互相关运算时对参考回波信号进行平移的步距,即使得上述公式中τ的取值范围与待降噪的回波数据t的取值范围相同,以及使得互相关运算结果中相邻电压对应的τ的差值与待降噪的回波数据中相邻电压对应的t的差值相同,均为ADC的采样时间间隔,以进一步提升降噪后的回波数据与准确的回波数据之间的相似性,进而进一步提升降噪效果。
步骤104,根据互相关运算结果,确定待降噪的回波数据对应的降噪后的目标回波数据。
在本申请实施例中,由于在对待降噪的回波数据与参考回波数据进行互相关运算之后,可以去除待降噪的回波数据中的随机噪声,并保留待降噪的回波数据与参考回波数据中的相同成分,即有效回波数据,从而可以确定互相关运算结果即为对待降噪的回波数据进行降噪后得到的数据,因此,可以根据互相关运算结果,确定降噪后的目标回波数据。
举例来说,在参考回波数据为1个,即互相关运算结果为1个时,可以直接将互相关运算结果确定为目标回波数据;在参考回波数据为多个,即互相关运算结果为多个时,可以将任一互相关运算结果确定为目标回波数据,或者,还可以将降噪效果最好的互相关运算结果确定为目标回波数据。
本申请实施例提供的激光雷达的回波数据的降噪方法,通过获取目标点对应的待降噪的回波数据及待降噪的回波数据对应的参考回波数据,其中,参考回波数据是指目标点对应的相邻点的回波数据,并将待降噪的回波数据与参考回波数据进行互相关运算,以生成待降噪的回波数据与参考回波数据的互相关运算结果,进而根据互相关运算结果,确定待降噪的回波数据对应的降噪后的目标回波数据。由此,由于激光雷达探测到的相邻点之间的距离通常极近,因此相邻点在空间中的位置特征以及与激光雷达之间的距离等特征通常也极为相似,从而相邻点对应的有效回波数据也是极为相似的,但是相邻回波数据中引入的环境光噪声却是随机的,因此通过将待降噪的回波数据与相邻点的回波数据进行互相关运算,可以将待降噪的回波数据中的有效回波数据和噪声数据进行分离,从而实现对回波数据的降噪,提升了回波数据的信噪比,进而改善了激光雷达的探测准确性。
在本申请一种可能的实现形式中,可以选取目标点对应的任意一个相邻点的回波数据作为参考回波数据,以进一步降低降噪处理的计算复杂度,提升降噪效率。
下面结合图3,对本申请实施例提供的激光雷达的回波数据的降噪方法进行进一步说明。
图3示出了本申请实施例提供的另一种激光雷达的回波数据的降噪方法的流程示意图。
如图3所示,该激光雷达的回波数据的降噪方法,包括以下步骤:
步骤201,获取目标点对应的待降噪的回波数据,其中,目标点是指激光雷达探测到的空间中的任意一点。
步骤202,确定目标点对应的目标线数和目标序号。
上述步骤201-202的具体实现过程及原理,可以参照上述实施例的详细描述,此处不再赘述。
步骤203,根据目标点对应的目标线数和目标序号,确定目标点对应的一个相邻点。
作为一种可能的实现方式,可以利用与目标点处于同一线数中的一个相邻点的回波数据作为参考回波数据,对待降噪的回波数据进行降噪处理。即在本申请实施例一种可能的实现方式中,上述步骤203,可以包括:
将目标线数中与目标点相邻的任意一个点,确定为相邻点。
作为一种示例,可以将目标线数中与目标点相邻、且序号小于目标序号的点,确定为目标点的相邻点。举例来说,如图4所示,为本申请一实施例提供的一种多线激光雷达探测到的点的示意图,图2中示例性的示出了3线激光束探测到的点的示意图,并示例性的示出了每线激光束在不同时刻探测到的8个点。假设目标点为线数2中序号为4的点,即目标点为多线激光雷达在旋转一周的过程中第4次发射的线数2的激光束探测到的点,则可以将线数2中序号为3的点确定为目标点对应的相邻点。
需要说明的是,在这种情况下,若目标点为目标线数中序号为1的点,即目标点为激光雷达在旋转一周的过程中第一次发射激光束探测到的点,则可以将目标线数中序号为2的点确定为目标点对应的相邻点。
作为一种示例,可以将目标线数中与目标点相邻、且序号大于目标序号的点,确定为目标点的相邻点。举例来说,如图4所示,假设目标点为线数2中序号为4的点,则可以将线数2中序号为5的点确定为目标点对应的相邻点。
需要说明的是,在这种情况下,若目标点为目标线数中的最后一个点(假设序号为n),即目标点为激光雷达在旋转一周的过程中最后一次发射激光束探测到的点,则可以将目标线数中序号为n-1的点确定为目标点对应的相邻点。
作为一种可能的实现方式,由于激光雷达与目标物体可能处于运动状态,因此将不同时刻探测到的点的位置差异可能比静止状态时的差异要大,从而导致不同时刻探测到的点的回波数据之间的相似性可能会降低,因此,还可以将目标点的相邻线数中与目标点相邻的点的回波数据作为参考回波数据,以进一步提升降噪的可靠性。即在本申请实施例一种可能的实现方式中,上述步骤203,可以包括:
确定与目标线数相邻的任意一个相邻线数;
将任意一个相邻线数中序号与目标序号相同的点,确定为相邻点。
在本申请实施例中,如果激光雷达为多线激光雷达,则激光雷达可以同时发射多线激光束,从而可以通过发射一次激光同时探测到空间中的多个点,而同一时刻发射的多线激光束探测到的点在空间中的位置也是相近的,因此,还可以从相邻线数中确定目标点的相邻点,以消除激光雷达或目标物体运动引入的降噪误差。
作为一种示例,可以将小于目标线数且与目标线数相邻的线数,确定为相邻线数,并将相邻线数中序号与目标序号相同的点,确定为目标点的相邻点。举例来说,如图4所示,假设目标点为线数2中序号为4的点,即目标点为多线激光雷达在旋转一周的过程中第4次发射的线数2的激光束探测到的点,则可以将线数1确定为相邻线数,并将线数1中序号为4的点确定为目标点对应的相邻点。
需要说明的是,在这种情况下,若目标线数为线数1,则可以将线数2确定为相邻线数。
作为一种示例,可以将大于目标线数且与目标线数相邻的线数,确定为相邻线数,并将相邻线数中序号与目标序号相同的点,确定为目标点的相邻点。举例来说,如图4所示,假设目标点为线数2中序号为4的点,即目标点为多线激光雷达在旋转一周的过程中第4次发射的线数2的激光束探测到的点,则可以将线数3确定为相邻线数,并将线数3中序号为4的点确定为目标点对应的相邻点。
需要说明的是,在这种情况下,若目标线数为激光雷达发射的最后一个线数(假设为线数n),则可以将线数n-1确定为相邻线数。
步骤204,将一个相邻点的回波数据确定为参考回波数据。
步骤205,将待降噪的回波数据与参考回波数据进行互相关运算,以生成待降噪的回波数据与参考回波数据的互相关运算结果。
上述步骤204-205的具体实现过程及原理,可以参照上述实施例的详细描述,此处不再赘述。
步骤206,将互相关运算结果,确定为目标回波数据。
在本申请实施例中,若参考回波数据为1个,则可以直接将待降噪的回波数据与参考回波数据的互相关运算结果,确定为目标回波数据。
本申请实施例提供的激光雷达的回波数据的降噪方法,通过获取目标点对应的待降噪的回波数据,并根据目标点对应的目标线数和目标序号,确定目标点对应的一个相邻点,以及将该相邻点的回波数据确定为参考回波数据,之后将待降噪的回波数据与参考回波数据进行互相关运算,以生成待降噪的回波数据与参考回波数据的互相关运算结果,进而将互相关运算结果,确定为目标回波数据。由此,通过将目标点对应的待降噪的回波数据与任意一个相邻点的回波数据进行互相关运算,以分离出回波数据中的随机噪声,因此简化了相邻点选取的过程及互相关运算的计算量,从而不仅提升了回波数据的信噪比,改善了激光雷达的探测准确性,而且进一步降低了降噪处理的计算复杂度,提升了降噪效率。
在本申请一种可能的实现形式中,还可以选取目标点对应的多个相邻点的回波数据作为参考回波数据,以综合待降噪的回波数据与各个参考回波数据的互相关运算结果,确定出降噪效果最佳的回波波形,从而进一步提升降噪的可靠性。
下面结合图5,对本申请实施例提供的激光雷达的回波数据的降噪方法进行进一步说明。
图5示出了本申请实施例提供的再一种激光雷达的回波数据的降噪方法的流程示意图。
如图5所示,该激光雷达的回波数据的降噪方法,包括以下步骤:
步骤301,获取目标点对应的待降噪的回波数据,其中,目标点是指激光雷达探测到的空间中的任意一点。
步骤302,确定目标点对应的目标线数和目标序号。
上述步骤301-302的具体实现过程及原理,可以参照上述实施例的详细描述,此处不再赘述。
步骤303,根据目标点对应的目标线数和目标序号,确定目标点对应的多个相邻点。
作为一种可能的实现方式,可以利用与目标点处于同一线数中的各个相邻点的回波数据作为参考回波数据,对待降噪的回波数据进行降噪处理。即在本申请实施例一种可能的实现方式中,上述步骤303,可以包括:
将目标线数中与目标点相邻的各个点,确定为相邻点。
作为一种示例,可以将目标线数中与目标点相邻、且序号小于目标序号的点,以及序号大于目标序号的点,确定为目标点的相邻点。举例来说,如图4所示,假设目标点为线数2中序号为4的点,则可以将线数2中序号为3的点与序号为5的点,确定为目标点对应的相邻点。
需要说明的是,在这种情况下,若目标点为目标线数中序号为1的点,即目标点为激光雷达在旋转一周的过程中第一次发射激光束探测到的点,则可以将近目标线数中序号为2的点确定为目标点对应的相邻点;若目标点为目标线数中的最后一个点(假设序号为n),即目标点为激光雷达在旋转一周的过程中最后一次发射激光束探测到的点,则可以仅将目标线数中序号为n-1的点确定为目标点对应的相邻点。
作为一种可能的实现方式,由于激光雷达与目标物体可能处于运动状态,因此将不同时刻探测到的点的位置差异可能比静止状态时的差异要大,从而导致不同时刻探测到的点的回波数据之间的相似性可能会降低,因此,还可以将目标点的相邻线数中与目标点相邻的各个点的回波数据作为参考回波数据,以进一步提升降噪的可靠性。即在本申请实施例一种可能的实现方式中,上述步骤303,可以包括:
确定与目标线数相邻的各个相邻线数;
将各个相邻线数中序号与目标序号相同的点,确定为相邻点。
在本申请实施例中,如果激光雷达为多线激光雷达,则激光雷达可以同时发射多线激光束,从而可以通过发射一次激光同时探测到空间中的多个点,而同一时刻发射的多线激光束探测到的点在空间中的位置也是相近的,因此,还可以从相邻线数中确定目标点的相邻点,以消除激光雷达或目标物体运动引入的降噪误差。
作为一种示例,可以将与目标线数相邻的所有线数,确定为相邻线数,并将各个相邻线数中序号与目标序号相同的点,确定为目标点的相邻点。举例来说,如图4所示,假设目标点为线数2中序号为4的点,即目标点为多线激光雷达在旋转一周的过程中第4次发射的线数2的激光束探测到的点,则可以将线数1与线数3确定为相邻线数,并将线数1与线数3中序号为4的点确定为目标点对应的相邻点。
需要说明的是,在这种情况下,若目标线数为线数1,则可以仅将线数2确定为相邻线数;若目标线数为激光雷达发射的最后一个线数(假设为线数n),则可以仅将线数n-1确定为相邻线数。
作为一种可能的实现方式,由于激光雷达与目标物体处于运动状态时,不同时刻探测到的点的位置差异可能比静止状态时的差异要大,并且在激光雷达的线数较少时,或者目标物体与激光雷达之间距离较远时,可能导致不同线数的激光束在同一时刻探测到的点之间的位置差异也较大,从而还可以将与目标点处于同一线数和相邻线数的各个相邻点的回波数据均作为参考回波数据,以综合得出最优的降噪结果,进一步提升降噪的可靠性。即在本申请实施例一种可能的实现方式中,上述步骤303,可以包括:
将目标线数中与目标点相邻的各个点,确定为相邻点;
确定与目标线数相邻的各个相邻线数;
将各个相邻线数中序号与目标序号相同的点,确定为相邻点。
作为一种示例,可以将目标线数中与目标点相邻、且序号小于目标序号的点,以及序号大于目标序号的点,确定为目标点的相邻点;并且,可以将与目标线数相邻的所有线数,确定为相邻线数,并将各个相邻线数中序号与目标序号相同的点,确定为目标点的相邻点。
举例来说,如图4所示,假设目标点为线数2中序号为4的点,则可以将线数2中序号为3的点、序号为5的点,确定为目标点对应的相邻点;并可以将线数1与线数3确定为相邻线数,并将线数1与线数3中序号为4的点确定为目标点对应的相邻点。
步骤304,将多个相邻点的回波数据确定为多个所述参考回波数据。
上述步骤304的具体实现过程及原理,可以参照上述实施例的详细描述,此处不再赘述。
步骤305,对待降噪的回波数据与每个参考回波数据依次进行互相关运算,以生成待降噪的回波数据与每个参考回波数据的互相关运算结果。
在本申请实施例中,若参考回波数据为多个,则可以将待降噪的回波数据分别与每个参考回波数据进行互相关运算,以生成待降噪的回波数据与每个参考回波数据的互相关运算结果。
需要说明的是,上述步骤的其他具体实现过程及原理,可以参照上述实施例的详细描述,此处不再赘述。
步骤306,根据互相关运算结果,确定待降噪的回波数据对应的降噪后的目标回波数据。
在本申请实施例中,若参考回波数据为多个,则可以综合待降噪的回波数据与每个参考回波数据的互相关运算结果,确定出降噪效果最优的目标回波数据,以进一步提升回波数据降噪的可靠性。
作为一种可能的实现方式,可以将各个互相关运算结果的均值,确定为目标回波数据。
作为一种可能的实现方式,还可以将信噪比最大的互相关运算结果,确定为目标回波数据。即在本申请实施例一种可能的实现方式中,上述步骤306,可以包括:
确定每个互相关运算结果对应的信噪比;
将信噪比最大的互相关运算结果,确定为目标回波数据。
在本申请实施例中,由于信号的信噪比可以反应信号的优劣,并且互相关运算结果对应的信噪比越大,说明互相关运算结果的降噪效果越好,因此,在确定出待降噪的回波数据与每个参考回波数据的互相关运算结果之后,可以将确定每个互相关运算结果的信噪比,并将信噪比最大的互相关运算结果确定为目标回波数据。
进一步的,由于在回波数据中,可以将回波数据对应的前沿值与后沿值之间的回波数据认为是真正有效的回波数据,其他回波数据可以认为是激光传播过程中引入的噪声数据,因此可以根据互相关运算结果中有效数据的前沿值区分出互相关运算结果中的有效数据与噪声数据,进而确定出互相关运算结果的信噪比。即在本申请实施例一种可能的实现方式中,上述确定每个互相关运算结果对应的信噪比,可以包括:
根据预设的电压阈值,确定每个互相关运算结果中包括的有效数据及有效数据的前沿值;
将每个互相关运算结果中处于前沿值之前的波形数据,分别确定为每个互相关运算结果对应的噪声数据;
将每个互相关运算结果中包括的有效数据与噪声数据的信噪比,分别确定为每个互相关运算结果对应的信噪比。
其中,前沿值,可以是指回波波形中电压等于预设的电压阈值的最小时间点,是计算激光雷达与目标物体之间距离的依据。如图6所示,为本申请一实施例提供的一种回波波形的示意图,其中,start即为该回波波形的前沿值,stop为该回波波形的后沿值。
在本申请实施例中,对于一个互相关运算结果,可以根据预设的电压阈值,确定出该互相关运算结果中有效数据的前沿值与后沿值,进而将处于该前沿值与后沿值之间的数据确定为有效数据,并将处于该前沿值之前的数据确定为噪声数据,进而可以将该有效数据与噪声数据的信噪比,确定为该互相关运算结果的信噪比。
举例来说,如图7和图8所示,图7为本申请一实施例提供的一种待降噪的回波数据的示意图,图8为图7中的待降噪的回波数据对应的一个参考回波数据的示意图,将图7和图8中的回波数据进行互相关运算,得到的互相关运算结果如图9所示。通过对比图7、图8、图9可知,图9中的互相关计算结果,有效去除了图7和图8中不相似的噪声部分,有效保留了图7和图8中高度相似的部分,即待降噪的回波数据与参考回波数据中的有效数据(图9中401中的部分),从而可以根据预设的电压阈值,确定出401部分的前沿值与后沿值,并将前沿值与后延值之间的有效数据与前沿值之前的噪声数据的信噪比,确定为该互相关运算结果的信噪比。
本申请实施例提供的激光雷达的回波数据的降噪方法,通过获取目标点对应的待降噪的回波数据,并根据目标点对应的目标线数和目标序号,确定目标点对应的多个相邻点,以及将多个相邻点的回波数据确定为多个参考回波数据,之后将待降噪的回波数据与多个参考回波数据进行互相关运算,以生成待降噪的回波数据与各个参考回波数据的互相关运算结果,进而根据所述互相关运算结果,确定所述待降噪的回波数据对应的降噪后的目标回波数据。由此,通过选取目标点对应的多个相邻点的回波数据作为参考回波数据,以综合待降噪的回波数据与各个参考回波数据的互相关运算结果,确定出降噪效果最佳的回波波形,从而不仅提升了回波数据的信噪比,改善了激光雷达的探测准确性,而且进一步提升了回波降噪的可靠性。
应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
对应于上文实施例所述的激光雷达的回波数据的降噪方法,图10示出了本申请实施例提供的激光雷达的回波数据的降噪装置的结构框图,为了便于说明,仅示出了与本申请实施例相关的部分。
参照图10,该装置50,包括:
第一获取模块51,用于获取目标点对应的待降噪的回波数据,其中,目标点是指激光雷达探测到的空间中的任意一点;
第二获取模块52,用于获取待降噪的回波数据对应的参考回波数据,其中,参考回波数据是指目标点对应的相邻点的回波数据;
互相关运算模块53,用于将待降噪的回波数据与参考回波数据进行互相关运算,以生成待降噪的回波数据与参考回波数据的互相关运算结果;
第一确定模块54,用于根据互相关运算结果,确定待降噪的回波数据对应的降噪后的目标回波数据。
在实际使用时,本申请实施例提供的激光雷达的回波数据的降噪装置,可以被配置在任意激光雷达中,以执行前述激光雷达的回波数据的降噪方法。
本申请实施例提供的激光雷达的回波数据的降噪装置,通过获取目标点对应的待降噪的回波数据及待降噪的回波数据对应的参考回波数据,其中,参考回波数据是指目标点对应的相邻点的回波数据,并将待降噪的回波数据与参考回波数据进行互相关运算,以生成待降噪的回波数据与参考回波数据的互相关运算结果,进而根据互相关运算结果,确定待降噪的回波数据对应的降噪后的目标回波数据。由此,由于激光雷达探测到的相邻点之间的距离通常极近,因此相邻点在空间中的位置特征以及与激光雷达之间的距离等特征通常也极为相似,从而相邻点对应的有效回波数据也是极为相似的,但是相邻回波数据中引入的环境光噪声却是随机的,因此通过将待降噪的回波数据与相邻点的回波数据进行互相关运算,可以将待降噪的回波数据中的有效回波数据和噪声数据进行分离,从而实现对回波数据的降噪,提升了回波数据的信噪比,进而改善了激光雷达的探测准确性。
在本申请一种可能的实现形式中,上述第二获取模块52,包括:
第一确定单元,用于确定目标点对应的目标线数和目标序号;
第二确定单元,用于根据目标点对应的目标线数和目标序号,确定目标点对应的至少一个相邻点;
第三确定单元,将至少一个相邻点的回波数据确定为至少一个参考回波数据。
进一步的,在本申请另一种可能的实现形式中,上述参考回波数据的数量为1;相应的,上述第二确定单元,具体用于:
将目标线数中与目标点相邻的任意一个点,确定为相邻点;
或者,
确定与目标线数相邻的任意一个相邻线数;
将任意一个相邻线数中序号与目标序号相同的点,确定为相邻点。
进一步的,在本申请再一种可能的实现形式中,上述第一确定模块54,包括:
第四确定单元,用于将互相关运算结果,确定为目标回波数据。
进一步的,在本申请又一种可能的实现形式中,上述参考回波数据的数量为多个;相应的,上述第二确定单元,还用于:
将目标线数中与目标点相邻的各个点,确定为相邻点;
或者,
确定与目标线数相邻的各个相邻线数;
将各个相邻线数中序号与目标序号相同的点,确定为相邻点。
进一步的,在本申请又一种可能的实现形式中,上述参考回波数据的数量为多个;相应的,上述第二确定单元,还用于:
将目标线数中与目标点相邻的各个点,确定为相邻点;
确定与目标线数相邻的各个相邻线数;
将各个相邻线数中序号与目标序号相同的点,确定为相邻点。
进一步的,在本申请另一种可能的实现形式中,上述参考回波数据的数量为多个;相应的,上述互相关运算模块53,包括:
互相关运算单元,用于对待降噪的回波数据与每个参考回波数据依次进行互相关运算,以生成待降噪的回波数据与每个参考回波数据的互相关运算结果。
进一步的,在本申请再一种可能的实现形式中,上述第一确定模块54,包括:
第五确定单元,用于将各个互相关运算结果的均值,确定为目标回波数据。
进一步的,在本申请又一种可能的实现形式中,上述第一确定模块54,包括:
第六确定单元,用于确定每个互相关运算结果对应的信噪比;
第七确定单元,用于将信噪比最大的互相关运算结果,确定为目标回波数据。
进一步的,在本申请又一种可能的实现形式中,上述互相关运算结果为电压与时间的对应关系;相应的,上述第六确定单元,具体用于:
根据预设的电压阈值,确定每个互相关运算结果中包括的有效数据及有效数据的前沿值;
将每个互相关运算结果中处于前沿值之前的波形数据,分别确定为每个互相关运算结果对应的噪声数据;
将每个互相关运算结果中包括的有效数据与噪声数据的信噪比,分别确定为每个互相关运算结果对应的信噪比。
进一步的,在本申请另一种可能的实现形式中,上述装置50,还包括:
第三获取模块,用于获取所述激光雷达中的模拟数字转换器的采样时间间隔;
第二确定模块,用于根据采样时间间隔,确定互相关运算采用的步距。
需要说明的是,上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容,由于与本申请方法实施例基于同一构思,其具体功能及带来的技术效果,具体可参见方法实施例部分,此处不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块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,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
为了实现上述实施例,本申请还提出一种激光雷达。
图11为本申请一个实施例的激光雷达的结构示意图。
如图11所示,上述激光雷达200包括:
存储器210及至少一个处理器220,连接不同组件(包括存储器210和处理器220)的总线230,存储器210存储有计算机程序,当处理器220执行所述程序时实现本申请实施例所述的激光雷达的回波数据的降噪方法。
总线230表示几类总线结构中的一种或多种,包括存储器总线或者存储器控制器,外围总线,图形加速端口,处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说,这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线,微通道体系结构(MAC)总线,增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
激光雷达200典型地包括多种电子设备可读介质。这些介质可以是任何能够被激光雷达200访问的可用介质,包括易失性和非易失性介质,可移动的和不可移动的介质。
存储器210还可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质,例如随机存取存储器(RAM)240和/或高速缓存存储器250。激光雷达200可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例,存储系统260可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图11未显示,通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图11中未示出,可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器,以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下,每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线230相连。存储器210可以包括至少一个程序产品,该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块,这些程序模块被配置以执行本申请各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块270的程序/实用工具280,可以存储在例如存储器210中,这样的程序模块270包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块270通常执行本申请所描述的实施例中的功能和/或方法。
激光雷达200也可以与一个或多个外部设备290(例如键盘、指向设备、显示器291等)通信,还可与一个或者多个使得用户能与该激光雷达200交互的设备通信,和/或与使得该激光雷达200能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡,调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口292进行。并且,激光雷达200还可以通过网络适配器293与一个或者多个网络(例如局域网(LAN),广域网(WAN)和/或公共网络,例如因特网)通信。如图所示,网络适配器293通过总线230与激光雷达200的其它模块通信。应当明白,尽管图中未示出,可以结合激光雷达200使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理器220通过运行存储在存储器210中的程序,从而执行各种功能应用以及数据处理。
需要说明的是,本实施例的激光雷达的实施过程和技术原理参见前述对本申请实施例的激光雷达的回波数据的降噪方法的解释说明,此处不再赘述。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品,当计算机程序产品在激光雷达上运行时,使得激光雷达执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程,可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。其中,所述计算机程序包括计算机程序代码,所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质至少可以包括:能够将计算机程序代码携带到装置/激光雷达的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。在某些司法管辖区,根据立法和专利实践,计算机可读介质不可以是电载波信号和电信信号。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置/激光雷达和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置/激光雷达实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,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讯连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通讯连接,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。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种激光雷达的回波数据的降噪方法,其特征在于,包括:
获取目标点对应的待降噪的回波数据,其中,所述目标点是指激光雷达探测到的空间中的任意一点;
获取所述待降噪的回波数据对应的参考回波数据,其中,所述参考回波数据是指所述目标点对应的相邻点的回波数据;
将所述待降噪的回波数据与所述参考回波数据进行互相关运算,以生成所述待降噪的回波数据与所述参考回波数据的互相关运算结果;
根据所述互相关运算结果,确定所述待降噪的回波数据对应的降噪后的目标回波数据。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取所述待降噪的回波数据对应的参考回波数据,包括:
确定所述目标点对应的目标线数和目标序号;
根据所述目标点对应的目标线数和目标序号,确定所述目标点对应的至少一个相邻点;
将至少一个所述相邻点的回波数据确定为至少一个所述参考回波数据。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述参考回波数据的数量为1,所述根据所述目标点对应的目标线数和目标序号,确定所述目标点对应的至少一个相邻点,包括:
将所述目标线数中与所述目标点相邻的任意一个点,确定为所述相邻点;
或者,
确定与所述目标线数相邻的任意一个相邻线数;
将任意一个所述相邻线数中序号与所述目标序号相同的点,确定为所述相邻点。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述互相关运算结果,确定所述待降噪的回波数据对应的降噪后的目标回波数据,包括:
将所述互相关运算结果,确定为所述目标回波数据。
5.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述参考回波数据的数量为多个,所述根据所述目标点对应的目标线数和目标序号,确定所述目标点对应的至少一个相邻点,包括:
将所述目标线数中与所述目标点相邻的各个点,确定为所述相邻点;
或者,
确定与所述目标线数相邻的各个相邻线数;
将各个所述相邻线数中序号与所述目标序号相同的点,确定为所述相邻点。
6.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述参考回波数据的数量为多个,所述根据所述目标点对应的目标线数和目标序号,确定所述目标点对应的至少一个相邻点,包括:
将所述目标线数中与所述目标点相邻的各个点,确定为所述相邻点;
确定与所述目标线数相邻的各个相邻线数;
将各个所述相邻线数中序号与所述目标序号相同的点,确定为所述相邻点。
7.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述参考回波数据的数量为多个,所述将所述待降噪的回波数据与所述参考回波数据进行互相关运算,以生成所述待降噪的回波数据与所述参考回波数据的互相关运算结果,包括:
对所述待降噪的回波数据与每个所述参考回波数据依次进行互相关运算,以生成所述待降噪的回波数据与每个所述参考回波数据的互相关运算结果。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述根据所述互相关运算结果,确定所述待降噪的回波数据对应的降噪后的目标回波数据,包括:
将各个所述互相关运算结果的均值,确定为所述目标回波数据。
9.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述根据所述互相关运算结果,确定所述待降噪的回波数据对应的降噪后的目标回波数据,包括:
确定每个所述互相关运算结果对应的信噪比;
将所述信噪比最大的所述互相关运算结果,确定为所述目标回波数据。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述互相关运算结果为电压与时间的对应关系,所述确定每个所述互相关运算结果对应的信噪比,包括:
根据预设的电压阈值,确定每个所述互相关运算结果中包括的有效数据及所述有效数据的前沿值;
将每个所述互相关运算结果中处于所述前沿值之前的波形数据,分别确定为每个所述互相关运算结果对应的噪声数据;
将每个所述互相关运算结果中包括的所述有效数据与所述噪声数据的信噪比,分别确定为每个所述互相关运算结果对应的信噪比。
11.如权利要求1-10任一所述的方法,其特征在于,所述将所述待降噪的回波数据与所述参考回波数据进行互相关运算,以生成所述待降噪的回波数据与所述参考回波数据的互相关运算结果之前,还包括:
获取所述激光雷达中的模拟数字转换器的采样时间间隔;
根据所述采样时间间隔,确定所述互相关运算采用的步距。
12.一种激光雷达的回波数据的降噪装置,其特征在于,包括:
第一获取模块,用于获取目标点对应的待降噪的回波数据,其中,所述目标点是指激光雷达探测到的空间中的任意一点;
第二获取模块,用于获取所述待降噪的回波数据对应的参考回波数据,其中,所述参考回波数据是指所述目标点对应的相邻点的回波数据;
互相关运算模块,用于将所述待降噪的回波数据与所述参考回波数据进行互相关运算,以生成所述待降噪的回波数据与所述参考回波数据的互相关运算结果;
第一确定模块,用于根据所述互相关运算结果,确定所述待降噪的回波数据对应的降噪后的目标回波数据。
13.一种激光雷达,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-11中任一项所述的方法。
14.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-11中任一项所述的方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211677011.4A CN116520285A (zh) | 2022-12-26 | 2022-12-26 | 激光雷达的回波数据的降噪方法、装置及激光雷达 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN202211677011.4A CN116520285A (zh) | 2022-12-26 | 2022-12-26 | 激光雷达的回波数据的降噪方法、装置及激光雷达 |
Publications (1)
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CN116520285A true CN116520285A (zh) | 2023-08-01 |
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CN202211677011.4A Pending CN116520285A (zh) | 2022-12-26 | 2022-12-26 | 激光雷达的回波数据的降噪方法、装置及激光雷达 |
Country Status (1)
Country | Link |
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CN (1) | CN116520285A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117171627A (zh) * | 2023-10-24 | 2023-12-05 | 四川恒远信友环境科技有限公司 | 一种基于成像技术的电力设备噪声源点识别方法及系统 |
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2022
- 2022-12-26 CN CN202211677011.4A patent/CN116520285A/zh active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN117171627A (zh) * | 2023-10-24 | 2023-12-05 | 四川恒远信友环境科技有限公司 | 一种基于成像技术的电力设备噪声源点识别方法及系统 |
CN117171627B (zh) * | 2023-10-24 | 2024-01-26 | 四川恒远信友环境科技有限公司 | 一种基于成像技术的电力设备噪声源点识别方法及系统 |
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