CN117808871A - 一种基于雷达定位的触摸点坐标获取方法及装置 - Google Patents

一种基于雷达定位的触摸点坐标获取方法及装置 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种基于雷达定位的触摸点坐标获取方法及装置，应用于触摸点坐标获取系统，触摸点坐标获取系统包括定位空间和激光雷达装置，方法包括：在定位空间中的墙面配置激光雷达装置后，获取激光雷达装置生成的原始点云数据，并基于原始点云数据获取激光雷达装置原始帧的第一点云数据，获取激光雷达装置的当前帧的第二点云数据，并基于第一点云数据和第二点云数据确定第二点云数据中的所有点云对应的触摸点以及每个触摸点对应的点云位置，基于每个触摸点对应的点云位置确定每个触摸点对应的点云的点云坐标，并基于点云的点云坐标获取对应每个触摸点的触摸点像素坐标。

Description

一种基于雷达定位的触摸点坐标获取方法及装置
技术领域
本申请涉及雷达技术领域，具体而言，涉及一种基于雷达定位的触摸点坐标获取方法及装置。
背景技术
单线激光雷达可以用于二维平面的定位，雷达在扫描范围内每秒能扫描上万次，通过激光测距原理，可以计算出各角度的障碍物离雷达的距离，从而生成点云，因此需要确定点云的坐标以进行定位。
目前，主要通过雷达自带的输出数据根据极坐标公式计算出点云在雷达坐标系下的坐标即障碍物相对于雷达的坐标。
但是，在现有技术中的雷达扮演一个传感器的角色，只靠雷达这一硬件难以在屏幕上实现对屏幕触摸点的定位。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种基于雷达定位的触摸点坐标获取方法及装置，通过激光雷达装置的第一点云数据和第二点云数据获取了所有点云对应的触摸点以及每个触摸点对应的点云位置，从而获取了每个触摸点的触摸点像素坐标，实现了对墙面对应的触摸点的定位。
第一方面，本申请实施例提供了一种基于雷达定位的触摸点坐标获取方法，应用于触摸点坐标获取系统，所述触摸点坐标获取系统包括定位空间和激光雷达装置，所述方法包括：
在所述定位空间中的墙面配置所述激光雷达装置后，获取所述激光雷达装置生成的原始点云数据，并基于所述原始点云数据获取所述激光雷达装置原始帧的第一点云数据；-
获取所述激光雷达装置的当前帧的第二点云数据，并基于所述第一点云数据和所述第二点云数据确定所述第二点云数据中的所有点云对应的触摸点以及每个触摸点对应的点云位置；所述点云位置包括点云角度和点云距离；
基于所述每个触摸点对应的点云位置确定所述每个触摸点对应的点云的点云坐标，并基于所述点云的点云坐标获取对应每个触摸点的触摸点像素坐标。
在一种可能的实施方式中，所述获取所述激光雷达装置原始帧的第一点云数据，包括：
获取所述激光雷达装置在多原始帧下每一原始帧的点云数据；
获取所述每一原始帧的点云数据的平均值，并将所述平均值确定为第一点云数据。
在一种可能的实施方式中，所述确定所述第二点云数据中的所有点云对应的触摸点，包括：
获取所述第一点云数据中的第一点云和所述第二点云数据中的第二点云的点云距离差值绝对值；其中，所述第一点云和第二点云对应；
基于预设的触摸点距离阈值和所述点云距离差值绝对值判断所述第二点云是否存在触摸点；
当所述点云距离差值绝对值不小于所述触摸点距离阈值时，则判断所述第二点云存在触摸点，以筛选出所述第二点云数据中所有点云对应的触摸点。
在一种可能的实施方式中，所述基于所述每个触摸点对应的点云位置确定所述每个触摸点对应的点云的点云坐标，包括：
基于所述墙面的有效识别区域构建墙面坐标系，并基于所述墙面坐标系确定所述激光雷达装置的位置坐标和激光角度；其中，所述墙面坐标系包括X轴和Y轴；所述激光角度为所述激光雷达装置的激光与所述墙面坐标系的Y轴的夹角；
基于所述激光雷达装置的位置坐标、激光角度以及所述每个触摸点对应的点云位置在所述墙面坐标系上确定所述每个触摸点对应的点云的点云坐标。
在一种可能的实施方式中，所述基于所述点云的点云坐标获取对应每个触摸点的触摸点像素坐标，包括：
基于预设的聚类法根据所述点云的点云坐标获取每个点云对应触摸点的触摸点物理坐标；
将所述每个触摸点的触摸点物理坐标转换为触摸点像素坐标。
在一种可能的实施方式中，所述将所述每个触摸点的触摸点物理坐标转换为触摸点像素坐标，包括；
在预设的理想环境中基于所述墙面对应的分辨率信息遍历所述墙面在当前帧的所有触摸点，以获取每个触摸点的触摸点像素坐标；或者，
在预设的非理想环境中基于预设的辅助测试图和辅助障碍物确定每个辅助障碍物的物理坐标；其中，所述辅助障碍物的像素坐标已知；
基于所述每个辅助障碍物的物理坐标和像素坐标确定预设的目标障碍物的像素坐标，以确定所述每个触摸点的触摸点像素坐标；其中，所述目标障碍物的物理坐标通过测量得到。
在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：
获取所述激光雷达装置的初始位置坐标和初始激光角度；
在预设的雷达调试场景中基于预设的调试图和调试障碍物获取每个调试障碍物的像素位置；
在基于所述每个调试障碍物的像素位置对所述初始位置坐标和初始激光角度进行调整，以得到所述激光雷达装置的位置坐标和激光角度。
第二方面，本申请实施例还提供了一种基于雷达定位的触摸点坐标获取装置，应用于触摸点坐标获取系统，所述触摸点坐标获取系统包括定位空间和激光雷达装置，所述装置包括：
第一获取模块，用于在所述定位空间中的墙面配置所述激光雷达装置后，获取所述激光雷达装置生成的原始点云数据，并基于所述原始点云数据获取所述激光雷达装置原始帧的第一点云数据；-
第二获取模块，用于获取所述激光雷达装置的当前帧的第二点云数据，并基于所述第一点云数据和所述第二点云数据确定所述第二点云数据中的所有点云对应的触摸点以及每个触摸点对应的点云位置；所述点云位置包括点云角度和点云距离；
第三获取模块，用于基于所述每个触摸点对应的点云位置确定所述每个触摸点对应的点云的点云坐标，并基于所述点云的点云坐标获取对应每个触摸点的触摸点像素坐标。
在一种可能的实施方式中，所述第一获取模块，具体用于：
获取所述激光雷达装置在多原始帧下每一原始帧的点云数据；
获取所述每一原始帧的点云数据的平均值，并将所述平均值确定为第一点云数据。
在一种可能的实施方式中，所述第二获取模块，具体用于：
获取所述第一点云数据中的第一点云和所述第二点云数据中的第二点云的点云距离差值绝对值；其中，所述第一点云和第二点云对应；
基于预设的触摸点距离阈值和所述点云距离差值绝对值判断所述第二点云是否存在触摸点；
当所述点云距离差值绝对值不小于所述触摸点距离阈值时，则判断所述第二点云存在触摸点，以筛选出所述第二点云数据中所有点云对应的触摸点。
在一种可能的实施方式中，所述第三获取模块，具体用于：
基于所述墙面的有效识别区域构建墙面坐标系，并基于所述墙面坐标系确定所述激光雷达装置的位置坐标和激光角度；其中，所述墙面坐标系包括X轴和Y轴；所述激光角度为所述激光雷达装置的激光与所述墙面坐标系的Y轴的夹角；
基于所述激光雷达装置的位置坐标、激光角度以及所述每个触摸点对应的点云位置在所述墙面坐标系上确定所述每个触摸点对应的点云的点云坐标。
在一种可能的实施方式中，所述第三获取模块，还用于：
基于预设的聚类法根据所述点云的点云坐标获取每个点云对应触摸点的触摸点物理坐标；
将所述每个触摸点的触摸点物理坐标转换为触摸点像素坐标。
在一种可能的实施方式中，所述第三获取模块，具体用于：
在预设的理想环境中基于所述墙面对应的分辨率信息遍历所述墙面在当前帧的所有触摸点，以获取每个触摸点的触摸点像素坐标；或者，
在预设的非理想环境中基于预设的辅助测试图和辅助障碍物确定每个辅助障碍物的物理坐标；其中，所述辅助障碍物的像素坐标已知；
基于所述每个辅助障碍物的物理坐标和像素坐标确定预设的目标障碍物的像素坐标，以确定所述每个触摸点的触摸点像素坐标；其中，所述目标障碍物的物理坐标通过测量得到。
在一种可能的实施方式中，所述基于雷达定位的触摸点坐标获取装置，还包括：
第四获取模块，用于获取所述激光雷达装置的初始位置坐标和初始激光角度；
第五获取模块，用于在预设的雷达调试场景中基于预设的调试图和调试障碍物获取每个调试障碍物的像素位置；
第六获取模块，用于在基于所述每个调试障碍物的像素位置对所述初始位置坐标和初始激光角度进行调整，以得到所述激光雷达装置的位置坐标和激光角度。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如第一方面任一项所述的基于雷达定位的触摸点坐标获取方法的步骤。
第四方面，本申请实施例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上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行第一方面任一项所述的基于雷达定位的触摸点坐标获取方法的步骤。
本申请实施例提供的一种基于雷达定位的触摸点坐标获取方法及装置，在定位空间中的墙面配置激光雷达装置后，获取激光雷达装置生成的原始点云数据，并基于原始点云数据获取激光雷达装置原始帧的第一点云数据，获取激光雷达装置的当前帧的第二点云数据，并基于第一点云数据和第二点云数据确定第二点云数据中的所有点云对应的触摸点以及每个触摸点对应的点云位置，基于每个触摸点对应的点云位置确定每个触摸点对应的点云的点云坐标，并基于点云的点云坐标获取对应每个触摸点的触摸点像素坐标。本申请中，通过激光雷达装置的第一点云数据和第二点云数据获取了所有点云对应的触摸点以及每个触摸点对应的点云位置，从而获取了每个触摸点的触摸点像素坐标，实现了对墙面对应的触摸点的定位。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是根据本申请一个实施例的基于雷达定位的触摸点坐标获取方法的流程图；
图2是雷达中i点的示意图；
图3是根据本申请另一个实施例的基于雷达定位的触摸点坐标获取方法的流程图；
图4是根据本申请另一个实施例的基于雷达定位的触摸点坐标获取方法的流程图；
图5是雷达位置的示意图；
图6是根据本申请另一个实施例的基于雷达定位的触摸点坐标获取方法的流程图；
图7是网格测试图的示意图；
图8是像素坐标计算的示意图；
图9是根据本申请另一个实施例的基于雷达定位的触摸点坐标获取方法的流程图；
图10是雷达调试前所需的测试示意图；
图11是雷达调试时的测试示意图和一种可能的原始定位值的叠加示意图；
图12是根据本申请一个实施例的基于雷达定位的触摸点坐标获取装置的结构示意图；
图13是根据本申请一个实施例的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本申请中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
另外，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请实施例中将会用到术语“包括”，用于指出其后所声明的特征的存在，但并不排除增加其它的特征。
考虑到单线激光雷达可以用于二维平面的定位，雷达在扫描范围内每秒能扫描上万次，通过激光测距原理，可以计算出各角度的障碍物离雷达的距离，从而生成点云，因此需要确定点云的坐标以进行定位。
目前，主要通过雷达自带的输出数据根据极坐标公式计算出点云在雷达坐标系下的坐标即障碍物相对于雷达的坐标。但是，在现有技术中的雷达扮演一个传感器的角色，只靠雷达这一硬件难以在屏幕上实现对屏幕触摸点的定位。
针对该问题，本申请提供了一种基于雷达定位的触摸点坐标获取方法及装置，通过激光雷达装置的第一点云数据和第二点云数据获取了所有点云对应的触摸点以及每个触摸点对应的点云位置，从而获取每个触摸点的触摸点像素坐标，实现了对墙面对应的触摸点的定位。
图1是根据本申请一个实施例的基于雷达定位的触摸点坐标获取方法的流程图，应用于触摸点坐标获取系统，触摸点坐标获取系统包括定位空间和激光雷达装置，如图1所示，本申请实施例的基于雷达定位的触摸点坐标获取方法具体可包括：
S101，在定位空间中的墙面配置激光雷达装置后，获取激光雷达装置生成的原始点云数据，并基于原始点云数据获取激光雷达装置原始帧的第一点云数据。
本申请实施例中，定位空间即需要定位的空间，例如，CAVE(Cave AutomaticVirtual Environment，虚拟现实)空间，定位空间中包括至少一个墙面，激光雷达装置(本申请中以雷达简称)可以是红外激光雷达装置，原始点云数据即激光雷达装置在初始状态下生成的初始点云状态对应的点云数据，原始帧即激光雷达装置初始状态下的一帧，第一点云数据即激光雷达装置的一帧的点云数据，第一点云数据包括至少一个点云数据，点云数据包括点云位置，点云位置包括点云角度和点云距离，在定位空间中的墙面配置激光雷达装置后，获取激光雷达装置生成的原始点云数据，并基于原始点云数据对激光雷达装置原始帧的第一点云数据进行获取，以进行后续处理。
需要说明的是，在定位空间中的墙面配置激光雷达装置时，对所有墙面各配置1个激光雷达，具体为，将激光雷达装置置于墙面上，使得雷达发射的激光形成的平面与墙面平行，确保墙面上无杂物，该状态下，雷达发射的激光由于墙角地面等反射会形成一系列点云，称为初始点云状态，在初始点云状态，假设雷达的点云数量为N，则获取雷达一帧即原始帧的N个点云数据(第一点云数据)，点云数据包括点云角度和点云距离，其中第i(0≤i<N)个点云pi的角度为θi，距离为di，然后存储这些数据。例如，如图2所示，雷达中第i点的角度θi，x轴正方向为0°，y轴正方向为90°，角度沿逆时针增大。
还需要说明的是，本申请对第一点云数据的具体获取方式不做过多限定，可根据实际情况进行设置。
作为一种可能的实施方式，获取激光雷达装置在多原始帧下每一原始帧的点云数据；获取每一原始帧的点云数据的平均值，并将平均值确定为第一点云数据。本领域人员可以理解的是，由于雷达误差的存在，一帧数据并不稳定，因此可以通过采集多帧点云数据然后求平均，以此得到第一点云数据。
S102，获取激光雷达装置的当前帧的第二点云数据，并基于第一点云数据和第二点云数据确定第二点云数据中的所有点云对应的触摸点以及每个触摸点对应的点云位置。
本申请实施例中，当前帧的第二点云数据即实时获取的雷达每一帧的点云数据，第二点云数据中包括至少一个点云数据，即至少一个点云，触摸点即第二点云数据中的每个点云对应的触摸点，点云位置即每个触摸点对应的点云的点云位置，点云位置包括点云角度和点云距离，对激光雷达装置的当前帧的第二点云数据进行获取，并基于步骤S101获取的第一点云数据和该第二点云数据确定第二点云数据中的所有点云对应的触摸点以及每个触摸点对应的点云位置，以进行后续处理。
S103，基于每个触摸点对应的点云位置确定每个触摸点对应的点云的点云坐标，并基于点云的点云坐标获取对应每个触摸点的触摸点像素坐标。
本申请实施例中，点云坐标即每个触摸点对应的点云的坐标，触摸点像素坐标即触摸点的像素意义上的坐标，表征了触摸点在对应显示设备的坐标，基于每个触摸点对应的点云位置确定每个触摸点对应的点云的点云坐标，并基于点云的点云坐标获取对应每个触摸点的触摸点像素坐标，以进行后续处理。
本申请实施例提供的基于雷达定位的触摸点坐标获取方法，在定位空间中的墙面配置激光雷达装置后，获取激光雷达装置生成的原始点云数据，并基于原始点云数据获取激光雷达装置原始帧的第一点云数据，获取激光雷达装置的当前帧的第二点云数据，并基于第一点云数据和第二点云数据确定第二点云数据中的所有点云对应的触摸点以及每个触摸点对应的点云位置，基于每个触摸点对应的点云位置确定每个触摸点对应的点云的点云坐标，并基于点云的点云坐标获取对应每个触摸点的触摸点像素坐标。本申请的基于雷达定位的触摸点坐标获取方法，通过激光雷达装置的第一点云数据和第二点云数据获取了所有点云对应的触摸点以及每个触摸点对应的点云位置，从而获取了每个触摸点的触摸点像素坐标，实现了对墙面对应的触摸点的定位。
进一步的，如图3所示，上述实施例中的步骤S102中的“确定第二点云数据中的所有点云对应的触摸点”，具体可包括以下步骤：
S301，获取第一点云数据中的第一点云和第二点云数据中的第二点云的点云距离差值绝对值。
本申请实施例中，第一点云和第二点云分别为第一点云数据和第二点云数据中的一个点云，第一点云和第二点云对应，即第一点云在第一点云数据中位置和第二点云在第二点云数据中的位置对应，例如，若第一点云为第一点云数据中的第i个点云，则第二点云也为第二点云数据中的第i个点云，获取第一点云的点云距离和第二点云的点云距离并基于两个点云的点云距离计算两者的点云距离差值，从而确定点云距离差值的绝对值。例如，获取到当前帧的第二点云数据中的第i(0≤i<N)个点云的角度为/>距离为/>而原始帧的第一点云数据的第i(0≤i<N)个点云pi的角度为θi,距离为di，则两者点云距离差值为则两者的点云距离差值绝对值为/>
S302，基于预设的触摸点距离阈值和点云距离差值绝对值判断第二点云是否存在触摸点。
本申请实施例中，触摸点距离阈值为预设的用来判断触摸点是否存在的距离阈值，根据步骤S301获取的第一点云和第二点云的点云距离差值绝对值，将点云距离差值绝对值和触摸点距离阈值进行比较以判断第二点云是否存在触摸点，以进行后续处理。
S303，当点云距离差值绝对值不小于触摸点距离阈值时，则判断第二点云存在触摸点，以筛选出第二点云数据中所有点云对应的触摸点。
本申请实施例中，在将点云距离差值绝对值和触摸点距离阈值进行比较时，若点云距离差值绝对值不小于触摸点距离阈值时，则确定第二点云存在触摸点，即确定存在触摸点的第二点云，基于此判断方法，可以筛选出第二点云数据中所有点云对应的触摸点。例如，距离阈值为τ，若则表示当前帧的点云/>位置存在触摸点，否则，当前帧的点云/>位置不存在触摸点。遍历所有点云，则可筛选出墙面上的所有触摸点对应的点云位置,并存储当前帧墙面上所有触摸点对应的点云/>
进一步的，如图4所示，上述实施例中的步骤S103中的“基于每个触摸点对应的点云位置确定每个触摸点对应的点云的点云坐标”，具体可包括以下步骤：
S401，基于墙面的有效识别区域构建墙面坐标系，并基于墙面坐标系确定激光雷达装置的位置坐标和激光角度。
本申请实施例中，墙面坐标系包括X轴和Y轴，位置坐标即激光雷达装置的位置的坐标(本申请用(xp,yp)表示)，激光角度为激光雷达装置的激光(例如，正前方激光)与墙面坐标系的Y轴的夹角(本申请用α表示)，基于墙面的有效识别区域可以构建墙面坐标系，在构建墙面坐标系后，基于墙面坐标系确定激光雷达装置的位置坐标和激光角度。例如，如图5所示，斜线为雷达正前方激光线，此角度逆时针为正，顺时针为负，图中α为负值。
可选的，墙面的有效识别区域的物理宽度为w，物理高度为h，以墙面有效识别区域的左下角为墙面坐标系，水平向右为x轴，竖直向上为y轴，雷达的位置坐标是(xp,yp),雷达正前方激光与参考坐标系的y轴夹角为α。
S402，基于激光雷达装置的位置坐标、激光角度以及每个触摸点对应的点云位置在墙面坐标系上确定每个触摸点对应的点云的点云坐标。
本申请实施例中，基于上述实施例获取的每个触摸点对应的点云位置以及步骤S401获取的激光雷达装置的位置坐标、激光角度，在墙面坐标系上确定每个触摸点对应的点云的点云坐标，以进行后续处理。例如，根据当前帧墙面上所有触摸点对应的点云的角度和距离计算点云的墙面坐标系下的点云坐标/>其中，
进一步的，如图6所示，上述实施例中的步骤S103中的“基于点云的点云坐标获取对应每个触摸点的触摸点像素坐标”，具体可包括以下步骤：
S601，基于预设的聚类法根据点云的点云坐标获取每个点云对应触摸点的触摸点物理坐标。
本申请实施例中，预设的聚类法为预先设置的聚类法，根据上述实施例获取的每个触摸点对应的点云的点云坐标，结合预设的聚类法获取每个点云对应触摸点的触摸点物理坐标，以进行后续处理。
需要说明的是，预设的聚类法不同于现有的聚类法，本申请对现有聚类法做出了改进，已有的聚类法一般需要指明聚类物体的数量，使用不太方便，改进后的聚类法作为预设的聚类法，可以利用相邻点云距离判断聚类物体的数量，适合雷达点云的场景使用。
例如，假设当前帧墙面上所有触摸点对应点云的数量为M,其中第j(0≤j<M)个点云为对应的坐标为/>相邻点云的距离阈值为ε，点云初始序号j＝0，触摸点初始序号q＝0，计算触摸点物理坐标的方法为：
(1)计算相邻点云的距离若dis≤ε,则第j个点云和第j+1个点云属于触摸点objq。否则，则第j个点云属于触摸点objq，第j+1个点云属于触摸点objq+1。同时记录更新objq的起始点云序号staq，末尾点云序号endq，objq+1的起始点云序号staq+1，末尾点云序号endq+1。
(2)j自加1。若dis≤ε,则q不变。否则，q自加1。
(3)重复步骤(1)和步骤(2)，直到遍历完所有的点云。
(4)遍历所有触摸点，计算触摸点的触摸点物理坐标，第q个触摸点的触摸点物理坐标取属于该触摸点的所有点云的中间位置的坐标，中间位置点云的序号为floor表示向下取整。第q个触摸点的触摸点物理坐标为
S602，将每个触摸点的触摸点物理坐标转换为触摸点像素坐标。
本申请实施例中，基于步骤S601获取的每个点云对应触摸点的触摸点物理坐标，将每个触摸点的触摸点物理坐标转换为触摸点像素坐标，以此实现了对墙面上触摸点的定位。
需要说明的是，本申请对触摸点物理坐标转换为触摸点像素坐标的具体方式不做过多限定，可根据实际情况进行设置。
作为一种可能的实施方式，在预设的理想环境中基于墙面对应的分辨率信息遍历墙面在当前帧的所有触摸点，以获取每个触摸点的触摸点像素坐标；或者，在预设的非理想环境中基于预设的辅助测试图和辅助障碍物确定每个辅助障碍物的物理坐标；基于每个辅助障碍物的物理坐标和像素坐标确定预设的目标障碍物的像素坐标，以确定每个触摸点的触摸点像素坐标。其中，辅助障碍物的像素坐标已知；目标障碍物的物理坐标通过测量得到。
举例对触摸点物理坐标转换为触摸点像素坐标的方式展开描述如下：
1)理想情形，指①墙面显示模块为led屏②墙面显示模块为投影，且墙面/地面的投影已经经过几何校正，均匀性已经可以保证。
墙面对应的屏幕的水平方向分辨率为w_pix，竖直方向分辨率为h_pix,遍历当前帧墙面所有的触摸点，第q个触摸点的像素坐标为
其中：以此实现了触摸点物理坐标转换为触摸点像素坐标。
2)非理想情形，指显示模块为投影，且没有进行几何校正的情形。
如图7所示，需要使用带标记的测试图进行辅助，在标记处贴小障碍物，这些障碍物的像素坐标已知，记录对应的物理坐标。
继续如图8所示，此时，所有点云像素坐标的计算转化为如下问题：
已知ABCD的像素坐标，已测得ABCD的物理坐标，目前测得障碍物E处的物理坐标，求E的像素坐标。
根据双线性插值原理，使用物理坐标计算出E在ABCD方格内的横向、纵向百分比位置，进而可求出E的像素坐标。
已知ABCD的物理坐标分别为o1(ox1,oy1),o2(ox2,oy2),o3(ox3,oy3),o4(ox4,oy4)，E的物理坐标为oe(xx,yy)。
设E在ABCD方格内的横向、纵向百分比位置分别为u，v。可解得：
(注：对于±的选择，要使得u的取值范围是[0,1])
其中，a＝xq×yt-yq×xt，b＝yp×xt-yq×xs-xp×yt+xq×ys，c＝yp×xs-xp×ys，yp＝yy-oy1，yq＝oy2-oy1，ys＝oy3-oy1，yt＝oy4-oy3-oy2+oy1，xp＝xx-ox1，xq＝ox2-ox1，xs＝ox3-ox1，xt＝ox4-ox3-ox2+ox1，oy5＝(oy2-oy1)×u+oy1，oy6＝(oy4-oy3)×u+oy3。
已知ABCD的像素坐标分别为ip1(ix1,iy1)，ip2(ix2,iy2)，ip3(ix3,iy3)，ip4(ix4,iy4)，需要计算的E的像素坐标为ie(ix,iy)，根据比例位置计算E的像素坐标，可得：
ix＝ix5+(ix6-ix5)×v
iy＝iy5+(iy6-iy5)×v
其中，ix5＝ix1+(ix2-ix1)×u，iy5＝iy1+(iy2-iy1)×u，ix6＝ix3+(ix4-ix3)×u，iy6＝iy3+(iy4-iy3)×u。
以此，实现了触摸点物理坐标转换为触摸点像素坐标。
进一步的，如图9所示，本申请的基于雷达定位的触摸点坐标获取方法还可包括以下步骤：
S901，获取激光雷达装置的初始位置坐标和初始激光角度。
需要说明的是，此时可以对第一点云数据和第二点云数据进行处理，具体的，根据有效识别区域去除无效角度数据以保留有效角度数据。例如，如图5所示，雷达放置在C点处的场景，其有效识别区域只需要90度范围的角度数据，而其他角度的数据是冗余的，因此将其他角度的数据舍弃，保留90度范围的角度数据作为有效角度数据。
S902，在预设的雷达调试场景中基于预设的调试图和调试障碍物获取每个调试障碍物的像素位置。
S903，在基于每个调试障碍物的像素位置对初始位置坐标和初始激光角度进行调整，以得到激光雷达装置的位置坐标和激光角度。
需要说明的是，实际调试时，雷达的位置坐标(xp,yp)和夹角α不一定能精确测量，需要进行调试。
举例来说，如图10所示，调试流程如下：
1)布置设有雷达的应用场景；
2)设计特定位置带标记(例如实心圆)的测试图，打在墙面上，调试人员在这些特定位置贴上小障碍物；
3)调试人员预置粗略测量或估计的雷达位置坐标(x_p,y_p)和夹角α(可以目测，也可以拿尺子测量，后面调参数能很快调正确，所以这里要求不高)，雷达根据S1-S3的步骤计算出触摸点(此处即小障碍物们)具体像素位置；
4)软件根据这些像素位置，在测试图上相应位置打另一种颜色的标记(例如另一种颜色的实心圆)；
5)如图11所示，调整(xp,yp)和α值，使得两种标记基本重合，即认为调试完成。由此，通过测试图和障碍物，实现了对雷达的便捷调试。
图12是根据本申请一个实施例的基于雷达定位的触摸点坐标获取装置的流程图，应用于触摸点坐标获取系统，触摸点坐标获取系统包括定位空间和激光雷达装置，如图12所示，本申请实施例的基于雷达定位的触摸点坐标获取装置1200，具体可包括：
第一获取模块1201，用于在定位空间中的墙面配置激光雷达装置后，获取激光雷达装置生成的原始点云数据，并基于原始点云数据获取激光雷达装置原始帧的第一点云数据。
第二获取模块1202，用于获取激光雷达装置的当前帧的第二点云数据，并基于第一点云数据和第二点云数据确定第二点云数据中的所有点云对应的触摸点以及每个触摸点对应的点云位置；点云位置包括点云角度和点云距离。
第三获取模块1203，用于基于每个触摸点对应的点云位置确定每个触摸点对应的点云的点云坐标，并基于点云的点云坐标获取对应每个触摸点的触摸点像素坐标。
在一种可能的实施方式中，第一获取模块，具体用于：
获取激光雷达装置在多原始帧下每一原始帧的点云数据；
获取每一原始帧的点云数据的平均值，并将平均值确定为第一点云数据。
在一种可能的实施方式中，第二获取模块，具体用于：
获取第一点云数据中的第一点云和第二点云数据中的第二点云的点云距离差值绝对值；其中，第一点云和第二点云对应；
基于预设的触摸点距离阈值和点云距离差值绝对值判断第二点云是否存在触摸点；
当点云距离差值绝对值不小于触摸点距离阈值时，则判断第二点云存在触摸点，以筛选出第二点云数据中所有点云对应的触摸点。
在一种可能的实施方式中，第三获取模块，具体用于：
基于墙面的有效识别区域构建墙面坐标系，并基于墙面坐标系确定激光雷达装置的位置坐标和激光角度；其中，墙面坐标系包括X轴和Y轴；激光角度为激光雷达装置的激光与墙面坐标系的Y轴的夹角；
基于激光雷达装置的位置坐标、激光角度以及每个触摸点对应的点云位置在墙面坐标系上确定每个触摸点对应的点云的点云坐标。
在一种可能的实施方式中，第三获取模块，还用于：
基于预设的聚类法根据点云的点云坐标获取每个点云对应触摸点的触摸点物理坐标；
将每个触摸点的触摸点物理坐标转换为触摸点像素坐标。
在一种可能的实施方式中，第三获取模块，具体用于：
在预设的理想环境中基于墙面对应的分辨率信息遍历墙面在当前帧的所有触摸点，以获取每个触摸点的触摸点像素坐标；或者，
在预设的非理想环境中基于预设的辅助测试图和辅助障碍物确定每个辅助障碍物的物理坐标；其中，辅助障碍物的像素坐标已知；
基于每个辅助障碍物的物理坐标和像素坐标确定预设的目标障碍物的像素坐标，以确定每个触摸点的触摸点像素坐标；其中，目标障碍物的物理坐标通过测量得到。
在一种可能的实施方式中，基于雷达定位的触摸点坐标获取装置，还包括：
第四获取模块，用于获取激光雷达装置的初始位置坐标和初始激光角度；
第五获取模块，用于在预设的雷达调试场景中基于预设的调试图和调试障碍物获取每个调试障碍物的像素位置；
第六获取模块，用于在基于每个调试障碍物的像素位置对初始位置坐标和初始激光角度进行调整，以得到激光雷达装置的位置坐标和激光角度。
本申请实施例提供的基于雷达定位的触摸点坐标获取装置，在定位空间中的墙面配置激光雷达装置后，获取激光雷达装置生成的原始点云数据，并基于原始点云数据获取激光雷达装置原始帧的第一点云数据，获取激光雷达装置的当前帧的第二点云数据，并基于第一点云数据和第二点云数据确定第二点云数据中的所有点云对应的触摸点以及每个触摸点对应的点云位置，基于每个触摸点对应的点云位置确定每个触摸点对应的点云的点云坐标，并基于点云的点云坐标获取对应每个触摸点的触摸点像素坐标。本申请的基于雷达定位的触摸点坐标获取装置，通过激光雷达装置的第一点云数据和第二点云数据获取了所有点云对应的触摸点以及每个触摸点对应的点云位置，从而获取了每个触摸点的触摸点像素坐标，实现了对墙面对应的触摸点的定位。
如图13所示，本申请实施例提供的一种电子设备1300，包括：处理器1301、存储器1302和总线，所述存储器1302存储有所述处理器1301可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器1301与所述存储器1302之间通过总线通信，所述处理器1301执行所述机器可读指令，以执行如上述基于雷达定位的触摸点坐标获取方法的步骤。
具体地，上述存储器1302和处理器1301能够为通用的存储器和处理器，这里不做具体限定，当处理器1301运行存储器1302存储的计算机程序时，能够执行上述基于雷达定位的触摸点坐标获取方法。
对应于上述基于雷达定位的触摸点坐标获取方法，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上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述基于雷达定位的触摸点坐标获取方法的步骤。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考方法实施例中的对应过程，本申请中不再赘述。在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，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，又例如，多个模块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信连接可以是通过一些通信接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块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。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元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。
所述功能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，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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)执行本申请各个实施例所述部署方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于雷达定位的触摸点坐标获取方法，应用于触摸点坐标获取系统，所述触摸点坐标获取系统包括定位空间和激光雷达装置，其特征在于，所述方法包括：
在所述定位空间中的墙面配置所述激光雷达装置后，获取所述激光雷达装置生成的原始点云数据，并基于所述原始点云数据获取所述激光雷达装置原始帧的第一点云数据；-
获取所述激光雷达装置的当前帧的第二点云数据，并基于所述第一点云数据和所述第二点云数据确定所述第二点云数据中的所有点云对应的触摸点以及每个触摸点对应的点云位置；所述点云位置包括点云角度和点云距离；
基于所述每个触摸点对应的点云位置确定所述每个触摸点对应的点云的点云坐标，并基于所述点云的点云坐标获取对应每个触摸点的触摸点像素坐标。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述激光雷达装置原始帧的第一点云数据，包括：
获取所述激光雷达装置在多原始帧下每一原始帧的点云数据；
获取所述每一原始帧的点云数据的平均值，并将所述平均值确定为第一点云数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述第二点云数据中的所有点云对应的触摸点，包括：
获取所述第一点云数据中的第一点云和所述第二点云数据中的第二点云的点云距离差值绝对值；其中，所述第一点云和第二点云对应；
基于预设的触摸点距离阈值和所述点云距离差值绝对值判断所述第二点云是否存在触摸点；
当所述点云距离差值绝对值不小于所述触摸点距离阈值时，则判断所述第二点云存在触摸点，以筛选出所述第二点云数据中所有点云对应的触摸点。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述每个触摸点对应的点云位置确定所述每个触摸点对应的点云的点云坐标，包括：
基于所述墙面的有效识别区域构建墙面坐标系，并基于所述墙面坐标系确定所述激光雷达装置的位置坐标和激光角度；其中，所述墙面坐标系包括X轴和Y轴；所述激光角度为所述激光雷达装置的激光与所述墙面坐标系的Y轴的夹角；
基于所述激光雷达装置的位置坐标、激光角度以及所述每个触摸点对应的点云位置，在所述墙面坐标系上确定所述每个触摸点对应的点云的点云坐标。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述点云的点云坐标获取对应每个触摸点的触摸点像素坐标，包括：
基于预设的聚类法根据所述点云的点云坐标获取每个点云对应触摸点的触摸点物理坐标；
将所述每个触摸点的触摸点物理坐标转换为触摸点像素坐标。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将所述每个触摸点的触摸点物理坐标转换为触摸点像素坐标，包括；
在预设的理想环境中基于所述墙面对应的分辨率信息遍历所述墙面在当前帧的所有触摸点，以获取每个触摸点的触摸点像素坐标；或者，
在预设的非理想环境中基于预设的辅助测试图和辅助障碍物确定每个辅助障碍物的物理坐标；其中，所述辅助障碍物的像素坐标已知；
基于所述每个辅助障碍物的物理坐标和像素坐标确定预设的目标障碍物的像素坐标，以确定所述每个触摸点的触摸点像素坐标；其中，所述目标障碍物的物理坐标通过测量得到。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述激光雷达装置的初始位置坐标和初始激光角度；
在预设的雷达调试场景中基于预设的调试图和调试障碍物获取每个调试障碍物的像素位置；
在基于所述每个调试障碍物的像素位置对所述初始位置坐标和初始激光角度进行调整，以得到所述激光雷达装置的位置坐标和激光角度。
8.一种基于雷达定位的触摸点坐标获取装置，应用于触摸点坐标获取系统，所述触摸点坐标获取系统包括定位空间和激光雷达装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于在所述定位空间中的墙面配置所述激光雷达装置后，获取所述激光雷达装置生成的原始点云数据，并基于所述原始点云数据获取所述激光雷达装置原始帧的第一点云数据；-
第二获取模块，用于获取所述激光雷达装置的当前帧的第二点云数据，并基于所述第一点云数据和所述第二点云数据确定所述第二点云数据中的所有点云对应的触摸点以及每个触摸点对应的点云位置；所述点云位置包括点云角度和点云距离；
第三获取模块，用于基于所述每个触摸点对应的点云位置确定所述每个触摸点对应的点云的点云坐标，并基于所述点云的点云坐标获取对应每个触摸点的触摸点像素坐标。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1至7任意一项所述的基于雷达定位的触摸点坐标获取方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至7任意一项所述的基于雷达定位的触摸点坐标获取方法的步骤。
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