CN118011410B - 一种测距方法、激光雷达、机器人及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种测距方法、激光雷达、机器人及存储介质,该测距方法对激光雷达输出的原始距离进行位置纠偏和标定,使得纠偏后的原始距离为旋转中心到目标物体的距离,并对纠偏后的原始距离进行标定得到目标测量距离,提高测距精度,最后通过目标测量距离对应的矫正参数对目标测量距离进行矫正,进一步提高激光雷达的测距精度,从而提高激光雷达输出的点云精度和质量。
Description
技术领域
本发明实施例涉及激光雷达技术领域,尤其涉及一种测距方法、激光雷达、机器人及存储介质。
背景技术
激光雷达在测距系统上一般由激光发射端和接收端组成,激光发射端由控制器控制向目标物体(障碍物)不断发射脉冲信号,接收端的感光器件接收光能量信息,通过两者的时间差从而计算出激光雷达到障碍物的距离。
然而,由于激光雷达发射端和接收端并非同轴放置于旋转中心,而实际测量过程中,则是以目标物体(障碍物)到激光雷达的旋转中心作为测量距离,因此,激光雷达通过时间差得到的距离具有偏心问题,导致测距偏差大。并且,现有的测距方法使得激光雷达在部分距离范围内测距偏大,在部分距离范围内测距偏小,无法使得测量距离围绕标定靶距离或者目标物体的实际距离上下浮动,测距误差较大。
发明内容
本发明旨在提供一种测距方法、激光雷达、机器人及存储介质,能够提高激光雷达的测距精度。
第一方面,本发明实施例中提供了一种测距方法,应用于激光雷达,在所述激光雷达的量程范围内设置若干个标定段,每一标定段的靶板点位处设置不同反射率的标定靶,所述方法包括:
获取所述激光雷达输出的各个标定靶的测量距离以及对应的理论距离;
根据所述测量距离、所述理论距离以及各个不同反射率的标定靶在所述理论距离下对应的反射率值,确定各个所述理论距离对应的矫正参数;
当所述激光雷达对目标物体进行测距时,对所述激光雷达输出的原始距离进行纠偏和标定得到目标测量距离,以使纠偏后的原始距离为激光雷达旋转中心到目标物体的距离,并根据所述目标测量距离与对应的所述矫正参数,对所述目标测量距离进行矫正并得到最终的目标测量距离。
在一些实施例中,所述对所述激光雷达输出的原始距离进行纠偏和标定得到目标测量距离,并根据所述目标测量距离与对应的所述矫正参数,对所述目标测量距离进行矫正并得到最终的目标测量距离,包括:
根据位置纠偏函数及所述激光雷达输出的原始距离,得到纠偏后的原始距离;
根据纠偏后的原始距离、所述激光雷达输出的所述目标物体对应的第一反射率值、第二反射率值以及距离补偿函数得到所述目标测量距离,其中,所述第一反射率值为所述激光雷达的感光区域的普通区域所获取的值,所述第二反射率值为所述激光雷达的感光区域的衰减区域所述获取的值;
确定所述目标测量距离所属的标定段,得到目标标定段;
基于所述目标标定段对应的目标矫正参数,对所述目标测量距离进行矫正并得到最终的目标测量距离。
在一些实施例中,所述根据所述测量距离、所述理论距离以及各个不同反射率的标定靶在所述理论距离下对应的反射率值,确定各个所述理论距离对应的矫正参数,包括:
获取所述测量距离与所述理论距离之间的第一差值;
获取各个不同反射率的标定靶在所述理论距离下对应的第三反射率值和第四反射率值,其中,所述第三反射率值为所述激光雷达的感光区域的普通区域所获取的值,所述第四反射率值为所述激光雷达的感光区域的衰减区域所获取的值;
根据所述第一差值、所述第三反射率值以及所述第四反射率值构建第一参数方程;
求解所述第一参数方程,得到各个所述理论距离下对应的所述矫正参数。
在一些实施例中,所述基于所述目标标定段对应的目标矫正参数,对所述目标测量距离进行矫正并得到最终的目标测量距离,包括:
确定所述目标标定段对应的所述目标矫正参数;
根据所述目标测量距离、所述目标矫正参数以及所述第一参数方程确定目标距离偏差值;
根据所述目标距离偏差值与所述目标测量距离确定目标修正值;
根据所述目标修正值对所述目标测量距离进行矫正以得到最终的所述目标测量距离。
在一些实施例中,所述确定所述目标标定段对应的所述目标矫正参数,包括:
获取所述目标标定段的首点对应的第一矫正参数;
获取所述目标标定段的尾点对应的第二矫正参数;
将所述第一矫正参数与所述第二矫正参数确定为所述目标矫正参数。
在一些实施例中,所述根据所述目标测量距离、所述目标矫正参数以及所述第一参数方程确定目标距离偏差值,包括:
获取所述激光雷达输出的所述目标物体在所述目标测量距离下对应的所述第一反射率值与所述第二反射率值;
将所述第一反射率值、所述第二反射率值、所述目标测量距离以及所述第一矫正参数代入所述第一参数方程,求解得到第一距离偏差值;
将所述第一反射率值、所述第二反射率值、所述目标测量距离以及所述第二矫正参数代入所述第一参数方程,求解得到第二距离偏差值;
确定所述第一距离偏差值与所述第二距离偏差值为所述目标距离偏差值。
在一些实施例中,所述根据所述目标距离偏差值与所述目标测量距离确定目标修正值,包括:
计算所述目标测量距离与所述目标标定段的首点对应的第一理论距离之间的第二差值;
根据所述第二差值、所述第二距离偏差值以及所述目标标定段的长度确定第一修正值;
计算所述目标标定段的尾点对应的第二理论距离与所述目标测量距离之间的第三差值;
根据所述第三差值、所述第一距离偏差值以及所述目标标定段的长度确定第二修正值;
根据所述第一修正值与所述第二修正值确定所述目标修正值。
在一些实施例中,所述根据所述第二差值、所述第二距离偏差值以及所述目标标定段的长度确定第一修正值,包括:将所述第二差值、所述第二距离偏差值以及所述目标标定段的长度的倒数之间的乘积确定为所述第一修正值;
所述根据所述第三差值、所述第一距离偏差值以及所述目标标定段的长度确定第二修正值,包括:将所述第三差值、所述第一距离偏差值以及所述目标标定段的长度之间的乘积确定为所述第二修正值;
所述根据所述第一修正值与所述第二修正值确定所述目标修正值,包括:将所述第一修正值与所述第二修正值之间的第一和值确定为所述目标修正值。
在一些实施例中,所述确定所述目标标定段对应的所述目标矫正参数,还包括:
若所述目标测量距离小于或等于第一个标定段的首点对应的理论距离,则将所述第一个标定段的首点对应的矫正参数确定为所述目标矫正参数;
若所述目标测量距离大于或等于最后一个标定段的尾点对应的理论距离,则将所述最后一个标定段的尾点对应的矫正参数确定为所述目标矫正参数。
在一些实施例中,所述根据所述目标测量距离、所述目标矫正参数以及所述第一参数方程确定目标距离偏差值,还包括:
获取所述激光雷达输出的所述目标物体在所述目标测量距离下对应的所述第一反射率值与所述第二反射率值;
将所述第一反射率值、所述第二反射率值、所述目标测量距离以及所述目标矫正参数代入所述第一参数方程,求解得到所述目标距离偏差值;
所述根据所述目标距离偏差值与所述目标测量距离确定目标修正值,还包括:
将所述目标距离偏差值确定为所述目标修正值。
在一些实施例中,所述根据位置纠偏函数及所述激光雷达输出的原始距离,得到纠偏后的原始距离,包括:
确定所述激光雷达的发射端与所述目标物体之间的第一连线,确定所述激光雷达的接收端与所述激光雷达的反光镜之间的第二连线,其中,所述第一连线与所述第二连线相交于公共节点;
获取所述发射端与所述公共节点之间的第一距离;
获取所述反光镜与所述公共节点之间的第二距离;
获取所述接收端与所述公共节点之间的第三距离;
将所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离以及所述激光雷达输出的原始距离代入所述位置纠偏函数得到纠偏后的原始距离。
在一些实施例中,所述将所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离以及所述激光雷达输出的原始距离代入所述位置纠偏函数得到纠偏后的原始距离,包括:
计算所述第一距离、所述第二距离以及所述第三距离之间的第二和值;
将所述第二和值、所述第二距离以及所述激光雷达输出的原始距离代入所述位置纠偏函数,求解得到所述公共节点至所述目标物体之间的第五距离;
根据所述第五距离与所述第三距离确定纠偏后的原始距离。
第二方面,本发明实施例中提供了一种激光雷达,包括:
至少一个处理器;以及,
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行如上所述的测距方法。
第三方面,本发明实施例提供一种机器人,包括如上所述的激光雷达。
第四方面,本发明实施例中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可执行指令,所述计算机可执行指令用于使计算机设备执行如上所述的测距方法。
本发明实施例的有益效果:区别于现有技术的情况,本发明实施例提供的测距方法,应用于激光雷达,该方法首先获取激光雷达输出的各个标定靶的测量距离以及对应的理论距离,然后根据测量距离、理论距离以及各个不同反射率的标定靶在理论距离下对应的反射率值,确定各个理论距离下对应的矫正参数,最后,当激光雷达对目标物体进行测距时,对激光雷达输出的原始距离进行纠偏和标定得到目标测量距离,并根据目标测量距离与对应的矫正参数,对目标测量距离进行矫正并得到最终的目标测量距离。该测距方法对激光雷达输出的原始距离进行位置纠偏和标定,使得纠偏后的原始距离为激光雷达旋转中心到目标物体的距离,并对纠偏后的原始距离进行标定得到目标测量距离,提高测距精度,最后通过目标测量距离对应的矫正参数对目标测量距离进行矫正,进一步提高激光雷达的测距精度,从而提高激光雷达输出的点云精度和质量。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1为本发明实施例提供的其中一种测距方法的应用环境示意图;
图2为本发明实施例提供的一种TOF测距法的原理示意图;
图3为本发明实施例提供的一种激光雷达的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的一种激光雷达的结构示意图;
图5是本发明实施例提供的一种测距方法的流程示意图;
图6为图5中步骤S20的流程示意图;
图7为图5中步骤S30的流程示意图;
图8为图7中步骤S31的流程示意图;
图9为图7中步骤S34的流程示意图;
图10为图9中步骤S342的流程示意图;
图11为图9中步骤S343的流程示意图;
图12为本发明实施例提供的一种测距装置的示意图;
图13为本发明实施例提供的一种机器人的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对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。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
需要说明的是,如果不冲突,本发明实施例中的各个特征可以相互结合,均在本发明的保护范围之内。另外,虽然在装置示意图中进行了功能模块划分,在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于装置中的模块划分,或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。此外,本文所采用的“第一”、“第二”、“第三”等字样并不对数据和执行次序进行限定,仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。
除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参阅图1,图1是本发明实施例提供的一种应用环境示意图,如图1所示,该应用环境包括:激光雷达10和若干个标定靶20,其中,激光雷达10可被安装于机器人或汽车等需要激光雷达的物体等。图中以激光雷达10安装于机器人为例示出。
激光雷达10设置于机器人100的机身前端。激光雷达10用于发射激光光束,使得激光光束到达标定靶20之后反射该激光光束,以使激光雷达10接收反射的激光光束,并根据发送激光光束与接收发射的激光光束的时间差来确定激光雷达10与标定靶20之间的距离。在一些实施例中,激光雷达10包括但不限于脉冲激光雷达和连续波激光雷达等激光雷达。
在一些实施例中,激光雷达10包括:发射端(发射器)、接收端(接收器)、处理器和旋转机构。其中,发射端是一种激光发射装置,例如可以是气体激光器、固体激光器、半导体激光器或自由电子激光器等。接收端是一种激光接收装置,例如可以是感光耦合组件(Charge coupled Device, CCD)。
请参阅图2,图2为TOF测距法的原理示意图。TOF测距法主要是通过激光雷达对目标物体发射一束时间极短的激光,通过直接测量激光发射、打到目标物体再返回到接收器的飞行时间,来计算发射端到被测物的距离。采用TOF测距法,激光雷达的感光芯片输出TOF(Time-of-Flight,简称TOF)值、跟材质反射率相关的反射率值(Peak值)和背景噪声值(Noise值)。其中,TOF值可理解为激光雷达到目标物体的飞行时间值,反射率值跟材质相关,可理解为激光打在目标物后,感光芯片获取的光强值。在同一距离下,高反材质光强值会比低反材质大,相同材质下,距离越大,TOF值越高,TOF值所体现的物理意义为激光的飞行时间,其用于表征激光雷达输出的原始距离。
处理器主要负责控制发射端发射激光,以及对接收端接收到的激光信号进行处理,以计算出目标物体的距离信息。处理器可以是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力,例如通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP),或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
旋转机构是激光雷达10安装骨架,用于进行方向调节。在一些实施例中,旋转机构可以包括由皮带带动旋转的旋转基座。发射端、接收端和处理器设置于旋转机构上,旋转机构以稳定的转速旋转,从而,激光雷达10能够对周围环境进行扫描,并产生实时的点云信息。
请参阅图3,图3是本发明实施例提供的一种激光雷达的结构示意图,激光雷达现有的结构的旋转中心在发射端和接收端基线上,或在发射端,或在接收端等设计,主要考虑的因素为电路板元器件的排布、动平衡、结构设计。而考虑到雷达成本、接收端与发射端效率、点云优化等因素,在本实施例中,激光雷达以接收端作为旋转中心,发射端发射出的激光打到目标物体后,发射至反光镜,再由反光镜反射至接收端,由接收端进行接收。采用该结构可以使得激光雷达在旋转中能够达到良好的动平衡效果。
请参阅图4,图4是本发明实施例提供的激光雷达的结构示意图。如图4所示,激光雷达10包括发射端101和接收端102。
具体地,接收端102包括感光片1021,感光片1021包括第一感光区域10211和第二感光区域10212。
在TOF传感器的感光芯片中,会划分大小相同的区域,例如:大小相同的格子,一个格子也称为一个Pixel(由多个感光单元组成的方格),比如5*5,6*6,7*7等区域,每个区域都能接受到光信号,能生成相应的数据。
在本发明实施例中,第一感光区域10211为正常区域(也称为普通区域),正常区域也称为正常通道,第二感光区域10212为衰减区域,衰减区域也称为衰减通道。其中,正常区域用于生成黑、白材质的数据,衰减区域用于生成高反材质的数据。可以理解地,正常通道主要用于黑、白靶的校准,而衰减通道主要用于高反材质的校准。
在本发明实施例中,正常区域的个数大于或等于衰减区域。可以理解为衰减区域相比正常区域,多加了衰减因子,因此得到的数据,例如:亮度值等数据都要比正常区域小。
其中,正常区域和衰减区域的设置方式可以根据具体需要进行设置,例如:中心区域中心为正常区域,四个角区域为衰减区域;或者,上下左右四个顶点为衰减区域,其他的均为正常区域;或者,采用间隔方式,例如:前一个格子为正常区域,当前一个格子为衰减区域,而下一个格子又为正常区域,使得正常区域与衰减区域之间间隔交叉设置,然后将感光片中的每个正常区域格子都合并称为正常区域,每个衰减区域格子合并称为衰减区域。
可以理解的是,TOF传感器为用于进行TOF测距的芯片,TOF传感器装载在激光雷达上,可用于实现测量距离的功能。
在本发明实施例中,在激光雷达的量程范围内设置若干个标定段,每一标定段的靶板点位处设置不同反射率的标定靶。标定靶用于反射激光雷达发射的激光光束。
具体地,各个不同反射率的标定靶20按照一定的距离步长区间设置在激光雷达10的外围,例如,标定靶20的摆放距离为50mm,70mm,90mm,100mm,200mm,300mm,400mm,500mm,600mm,700mm,800mm,900mm,1000mm,2000mm,4000mm,6000mm,8000mm,12000mm,在同一距离下,均设置三种材质的标定靶,且为了方便后续的数据读取与处理,将同一材质的标定靶放置于同一水平面。其中,三种材质的标定靶分别为低反射率、普通反射率、高反射率的材质,例如,黑色靶材、白色靶材、晶格靶材/3M靶材。可以理解地,不同反射率对应不同的亮度值,黑靶对应的反射率最小,则亮度值最小,白靶次之,晶格靶的反射率最大,则亮度值最大。
本领域技术人员可以理解,50mm,70mm,90mm,100mm,200mm,300mm,400mm,500mm,600mm,700mm,800mm,900mm,1000mm,2000mm,4000mm,6000mm,8000mm,12000mm均为三种标定靶的理论距离。
对上述各个距离下的三种标定靶分别收集相应的数据,例如,正常通道的TOF值、反射率值(Peak1值)和背景噪声值(Noise1值),以及衰减通道的反射率值(Peak2值)和背景噪声值(Noise2值)等。因此,每个理论距离下的三种标定靶均可获得TOF值、反射率值Peak1和反射率值Peak2,其中,反射率值Peak1可称为第三反射率值,反射率值Peak2可称为第四反射率值。
TOF芯片采用单光子雪崩二极管(Single Photon Avalanche Diode,SPAD)作为DTOF激光雷达传感器的探测单元,一般而言,一颗DTOF芯片会包含若干的SPAD像素阵列,每一SPAD均会接收光信号,通过TDC(Time to Digit Converter,时间控制转换器)转换以及多次发射光脉冲累计形成直方图,将直方图进行平滑滤波,可获取TOF值(飞行时间)、材质反射率相关的反射率值Peak以及环境噪声的噪声值Noise。可以理解地,TOF值是计算距离的参数,可以转化为距离测量值,在下述实施例中,将TOF值称为激光雷达输出的原始距离。
其中,需要说明的是,上述应用环境仅是为了进行示例性说明,在实际应用中,本发明下述实施例提供的测距方法和相关装置还可以进一步的拓展到其他合适的应用环境中,而不限于图1中所示的应用环境。例如,在实际应用场景中,激光雷达的类型可根据需要而设置,如脉冲激光雷达和连续波激光雷达等,激光雷达10和标定靶20的设置,如激光雷达10的量程的选择,标定靶20的数量,标定段的设置等均可根据实际需要进行设置,不拘泥于本发明实施例的限定。
若仅仅将激光雷达输出的原始距离作为最终的测量距离,其会使得激光雷达的测距精度较低。其中一个原因是由于本实施例中的发射端和接收端并非同轴放置于旋转中心,而实际测量过程中,是以目标物体(障碍物)到激光雷达的旋转中心作为测量距离。另一个原因是现有的测距方法使得激光雷达在部分距离范围内测距偏大,在部分距离范围内测距偏小,无法使得各个点位和靶材围绕标定靶距离上下浮动,测距误差较大。
基于上述原因,本发明实施例提供一种测距方法,应用于激光雷达,该方法首先获取激光雷达输出的各个标定靶的测量距离以及对应的理论距离,然后根据测量距离、理论距离以及各个不同反射率的标定靶在理论距离下对应的反射率值,确定各个理论距离下对应的矫正参数,最后,当激光雷达对目标物体进行测距时,根据激光雷达输出的原始距离进行纠偏和标定得到目标测量距离,并根据目标测量距离与对应的矫正参数,对激光雷达输出的目标测量距离进行矫正并得到最终的目标测量距离。
该测距方法对激光雷达输出的原始距离进行位置纠偏和标定,使得纠偏后的原始距离为旋转中心(接收端)到目标物体的距离,并对纠偏后的原始距离进行标定得到目标测量距离,提高测距精度,最后对目标测量距离进行对应的矫正,进一步提高测距精度。
请参阅图5,图5是本发明实施例提供的一种测距方法的流程示意图,如图5所示,该测距方法S100包括:
S10、获取所述激光雷达输出的各个标定靶的测量距离以及对应的理论距离;
激光雷达对各个标定靶进行测距操作,在同一理论距离下,可以得到三种靶材的实际距离值、材质反射率值。
而标定靶的理论距离为各个靶板的点位的距离值,或者各个靶板的设置距离。例如:上述实施例中的50mm,70mm,90mm,100mm,200mm,300mm,400mm,500mm,600mm,700mm,800mm,900mm,1000mm,2000mm,4000mm,6000mm,8000mm,12000mm。
测量距离为激光雷达多次扫描标定靶而输出的距离均值,是激光雷达输出的实测距离值。
S20、根据所述测量距离、所述理论距离以及各个不同反射率的标定靶在所述理论距离下对应的反射率值,确定各个所述理论距离对应的矫正参数;
将测量距离与理论距离作差,得到偏差值,再根据偏差值、测量距离以及反射率值进行拟合参数,得到该理论距离下对应的矫正参数。
具体地,如图6所示,步骤S20包括:
S21、获取所述测量距离与所述理论距离之间的第一差值;
S22、获取各个不同反射率的标定靶在所述理论距离下对应的第三反射率值和第四反射率值,其中,所述第三反射率值为所述激光雷达的感光区域的普通区域所获取的值,所述第四反射率值为所述激光雷达的感光区域的衰减区域所述获取的值;
同一理论距离下,如50mm下,设置有三种不同材质的标定靶,激光雷达对这三个标定靶进行测距,可以得到每种靶材对应的测量距离。每一测量距离与该理论距离进行作差,分别得到对应的第一差值Δd1,Δd2,Δd3。
在该理论距离下,不同材质的标定靶对应的反射率值不同。反射率值包括第三反射率值和第四反射率值,其中,第三反射率值为所述激光雷达的感光区域的普通区域所获取的值,所述第四反射率值为所述激光雷达的感光区域的衰减区域所述获取的值。
若三种标定靶分别为黑板、白板以及晶格板,则三种标定靶对应的第三反射率值分别为bPeak1、wPeak1、mPeak1,对应的第四反射率值分别为bPeak2、wPeak2、mPeak2。
S23、根据所述第一差值、所述第三反射率值以及所述第四反射率值构建第一参数方程;
S24、求解所述第一参数方程,得到各个所述理论距离下对应的所述矫正参数。
在同一理论距离下,将测量距离、反射率值以及各自第一差值建立函数关系。具体地,建立的第一参数方程如下:
(1)
其中,A,B,C为矫正参数,bDis、wDis、mDis分别为黑板、白板、晶格板的距离测量值,bPeak1、wPeak1、mPeak1分别为黑板、白板、晶格板的材质对应的第三反射率值,bPeak2、wPeak2、mPeak2分别为黑板、白板、晶格板的材质对应的第四反射率值。
求取该第一参数方程,可以得到该理论距离下对应的矫正参数A、B、C。对每一标靶点位均建立上述模型,均存在该点位对应的矫正参数A、B、C。
因此,首先对标定靶进行测距,能够得到对应的测量距离与反射率值Peak,然后对相关数据进行处理和分析,以得到各个标定靶在各个理论距离下的矫正参数,可将各个矫正参数记录于激光雷达的处理器中,以应用于后续的数据处理中。
S30、当所述激光雷达对目标物体进行测距时,对所述激光雷达输出的原始距离进行纠偏和标定得到目标测量距离,并根据所述目标测量距离与对应的所述矫正参数,对所述目标测量距离进行矫正并得到最终的目标测量距离。
当对目标物体进行测距时,需要对激光雷达输出的原始距离进行位置纠偏和距离标定。
位置纠偏是将激光雷达输出的原始距离(TOF值)转换为激光雷达旋转中心(本实施例中为接收器)到目标物体的距离,通过该操作后,使得点云距离得到了偏心校准,这对近距离处的点云质量改善体现尤为明显,这是因为距离越近越容易受到干扰,距离越远越能够忽略旋转中心的位置,此时在远距离中,旋转中心所占的距离权重越小。
再对纠偏后的原始距离进行距离标定得到目标测量距离,距离标定的过程也就是校准的过程。具体的标定可以采用距离补偿函数进行标定,例如:距离标定函数包括距离误差函数和距离偏移函数,距离标定函数的具体获取流程可以参考发明人之前公开的申请号为:202310553604.8,发明公布号为:CN116299512B,发明名称为:测距方法、激光雷达及测距系统的专利文件,在此不做一一赘述。
即,激光雷达在正常工作之前,需要对其进行位置纠偏和距离标定,位置纠偏的目的是为了得到旋转中心到目标物体的距离,距离标定的目的是使激光雷达得出较好的距离误差参数,以利用距离误差参数获取较为准确的目标测量距离,进而提高激光雷达的测距精度。
位置纠偏和距离标定后得到目标物体对应的目标测量距离后,通过目标测量距离对应的目标矫正参数对目标测量距离进行矫正,得到矫正后的目标测量距离,进一步提高测距精度。
综上,该测距方法首先得到各个理论距离下对应的矫正参数,再对激光雷达输出的原始距离进行纠偏和标定操作,得到目标测量距离,最后通过目标测量距离对应下的矫正参数对目标测量距离进行矫正,输出矫正后的目标测量距离,矫正后的目标测量距离更叫精确,偏差更小,该测距方法极大提高了激光雷达的测距精度。
在一些实施例中,如图7所示,步骤S30包括:
S31、根据位置纠偏函数及所述激光雷达输出的原始距离,得到纠偏后的原始距离;
传统结构的旋转中心是在发射端和接收端基线上,或在发射端,或在接收端。本发明实施例的激光雷达的结构如图3所示,该激光雷达以接收端为旋转中心,发射端发射激光至目标物体,激光经目标物体反射至反光镜,再经反光镜反射至接收端。
激光雷达输出TOF值,其为激光从发射至接收的飞行时间,其可以表征激光雷达输出的原始距离。为了得到旋转中心至目标物体的距离,采用位置纠偏函数对激光雷达输出的原始距离进行纠偏,得到纠偏后的原始距离(图中以d示出)。
具体地,如图8所示,步骤S31包括:
S311、确定所述激光雷达的发射端与所述目标物体之间的第一连线,确定所述激光雷达的接收端与所述激光雷达的反光镜之间的第二连线,其中,所述第一连线与所述第二连线相交于公共节点;
S312、获取所述发射端与所述公共节点之间的第一距离;
S313、获取所述反光镜与所述公共节点之间的第二距离;
S314、获取所述接收端与所述公共节点之间的第三距离;
S315、将所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离以及所述激光雷达输出的原始距离代入所述位置纠偏函数得到纠偏后的原始距离。
图中以点A示出公共节点,根据图3中的几何关系可推导得到位置纠偏函数为:
(2)
其中,L1为第一距离,L2为第二距离,L3为第三距离,TOF为原始距离,x为公共节点A至目标物体之间的第五距离。
通过上式可推导得到第五距离的数值,又第五距离x、第三距离L3以及接收端至目标物体的距离d之间存在如下关系:
(3)
其中,d为纠偏后的原始距离。
对于某一具体的激光雷达而言,第一距离L1、第二距离L2以及第三距离L3均为已知数值。激光雷达在测距时,输出原始距离TOF,则通过位置纠偏函数,可以得到纠偏后的原始距离d。
S32、根据纠偏后的原始距离、所述激光雷达输出的所述目标物体对应的第一反射率值、第二反射率值以及距离补偿函数得到所述目标测量距离,其中,所述第一反射率值为所述激光雷达的感光区域的普通区域所获取的值,所述第二反射率值为所述激光雷达的感光区域的衰减区域所述获取的值;
对纠偏后的原始距离d进行距离标定,以得到目标测量距离,目标测量距离为经过标定补偿后的距离,相对于纠偏后的原始距离d,目标测量距离的精度更高。
S33、确定所述目标测量距离所属的标定段,得到目标标定段;
每相邻的两个理论距离组成一个标定段,例如:50mm到70mm为第一个标定段,50mm对应第一个标定段的首点,70mm对应第一个标定段的尾点,70mm到90mm为第二个标定段,90mm到100mm为第三个标定段,依次类推,8000mm至12000mm为最后一个标定段。若目标测量距离为72mm,则其所属的标定段为第二个标定段,即目标标定段为第二个标定段。
S34、基于所述目标标定段对应的目标矫正参数,对所述目标测量距离进行矫正并得到最终的目标测量距离。
通过目标矫正参数与第一参数方程得到对应的偏差值,再根据目标测量距离与目标标定段的首点和尾点对应的理论距离确定偏差值的权重,最后将各个偏差值与对应权重的乘积作加法,得到最终的目标偏差值,采用目标偏差值对目标测量距离进行矫正,得到最终的目标测量距离。
具体地,如图9所示,步骤S34包括:
S341、确定所述目标标定段对应的所述目标矫正参数;
每一标定段均包括其首点对应的第一矫正参数和尾点对应的第二矫正参数,因此,需要根据这两组矫正参数确定该目标标定段对应的目标矫正参数,即获取所述目标标定段的首点对应的第一矫正参数,获取所述目标标定段的尾点对应的第二矫正参数,并将所述第一矫正参数与所述第二矫正参数确定为所述目标矫正参数。
若目标标定段为第i段标定段,其首点对应第i个理论距离,尾点对应第i+1个理论距离,则第一矫正参数为Ai、Bi、Ci,第二矫正参数为Ai+1、Bi+1、Ci+1,则目标矫正参数为(Ai,Bi,Ci,Ai+1,Bi+1,Ci+1)。
但若目标测量距离不属于上述任一标定段内,例如,目标测量距离为40mm,其小于第一个标定段的首点对应的理论距离,此时,则将第一个标定段的首点对应的矫正参数确定为目标矫正参数,或者,目标测量距离为12002mm,其大于最后一个标定段的尾点对应的理论距离,此时,则将最后一个标定段的尾点对应的矫正参数确定为目标矫正参数。
即,若所述目标测量距离小于或等于第一个标定段的首点对应的理论距离,则将所述第一个标定段的首点对应的矫正参数确定为所述目标矫正参数。即目标矫正参数为(A首,B首,C首)。
若所述目标测量距离大于或等于最后一个标定段的尾点对应的理论距离,则将所述最后一个标定段的尾点对应的矫正参数确定为所述目标矫正参数。即目标矫正参数为(A尾,B尾,C尾)。
S342、根据所述目标测量距离、所述目标矫正参数以及所述第一参数方程确定目标距离偏差值;
得到目标矫正参数后,通过目标矫正参数与第一参数方程得到对应的偏差值。如图10所示,步骤S342包括:
S3421、获取所述激光雷达输出的所述目标物体在所述目标测量距离下对应的所述第一反射率值与所述第二反射率值;
S3422、将所述第一反射率值、所述第二反射率值、所述目标测量距离以及所述第一矫正参数代入所述第一参数方程,求解得到第一距离偏差值;
S3423、将所述第一反射率值、所述第二反射率值、所述目标测量距离以及所述第二矫正参数代入所述第一参数方程,求解得到第二距离偏差值;
S3424、确定所述第一距离偏差值与所述第二距离偏差值为所述目标距离偏差值。
通过下式得到第一距离偏差值:
(4)
其中,Peak1'为第一反射率值、Peak2'为第二反射率值,Ai、Bi、Ci为第一矫正参数,dis为目标测量距离,Di为第一距离偏差值。
再通过下式得到第二距离偏差值:
(5)
其中,Peak1'为第一反射率值、Peak2'为第二反射率值,Ai+1、Bi+1、Ci+1为第二矫正参数,dis为目标测量距离,Di+1为第二距离偏差值。
因此,目标距离偏差值D目为(Di,Di+1)。
而若所述目标测量距离小于或等于第一个标定段的首点对应的理论距离或者所述目标测量距离大于或等于最后一个标定段的尾点对应的理论距离,则步骤S342还包括获取所述激光雷达输出的所述目标物体在所述目标测量距离下对应的所述第一反射率值与所述第二反射率值,然后将所述第一反射率值、所述第二反射率值、所述目标测量距离以及所述目标矫正参数代入所述第一参数方程,求解得到所述目标距离偏差值。
即若所述目标测量距离小于或等于第一个标定段的首点对应的理论距离,则通过下式得到目标距离偏差值:
(6)
其中,为第一反射率值、为第二反射率值,A首、B首、C首为目标矫正参数,dis为目标测量距离,D目为目标距离偏差值。
若所述目标测量距离大于或等于最后一个标定段的尾点对应的理论距离,则通过下式得到目标距离偏差值:
(7)
其中,为第一反射率值、为第二反射率值,A尾、B尾、C尾为目标矫正参数,dis为目标测量距离,D目为目标距离偏差值。
S343、根据所述目标距离偏差值与所述目标测量距离确定目标修正值;
得到目标距离偏差值后,则根据目标测量距离与目标标定段的首点对应的理论距离、目标标定段的尾点对应的理论距离确定目标距离偏差值中的第一距离偏差值的权重,以及第二距离偏差值的权重,最后根据权重与目标偏差值确定目标修正值。
具体地,如图11所示,步骤S343包括:
S3431、计算所述目标测量距离与所述目标标定段的首点对应的第一理论距离之间的第二差值;
第二差值为dis-disi,其中,dis为目标测量距离,disi为第一理论距离,也为第i个理论距离,即第i段标定段的首点对应的理论距离。
S3432、根据所述第二差值、所述第二距离偏差值以及所述目标标定段的长度确定第一修正值;
将所述第二差值、所述第二距离偏差值以及所述目标标定段的长度的倒数之间的乘积确定为所述第一修正值。
即通过下式确定第一修正值:
(8)
其中,为第一修正值,为目标标定段的长度的倒数,即第i段标定段的长度的倒数,Di+1为第二距离偏差值。
S3433、计算所述目标标定段的尾点对应的第二理论距离与所述目标测量距离之间的第三差值;
第三差值为disi+1-dis,其中,disi+1为第二理论距离,也为第i+1个理论距离,即第i段标定段的尾点对应的理论距离。
S3434、根据所述第三差值、所述第一距离偏差值以及所述目标标定段的长度确定第二修正值;
将所述第三差值、所述第一距离偏差值以及所述目标标定段的长度的倒数之间的乘积确定为所述第二修正值。
即通过下式确定第二修正值:
(9)
其中,为第二修正值,Di为第一距离偏差值。
S3435、根据所述第一修正值与所述第二修正值确定所述目标修正值。
将第一修正值与第二修正值之间的第一和值确定为所述目标修正值。
即通过下式确定目标修正值:
(10)
其中,Ri为目标修正值。
而若目标测量距离不属于某一标定段,则对应的目标矫正参数只有一组,则只能得到一个目标距离偏差值D目,因此,将目标距离偏差值D目确定为目标修正值Ri。
S344、根据所述目标修正值对所述目标测量距离进行矫正以得到最终的所述目标测量距离。
得到目标修正值Ri后,将所述目标测量距离与所述目标修正值之间的差值确定为最终的所述目标测量距离。
最终的目标测量距离是激光雷达输出的原始距离经过位置纠偏、距离标定以及矫正参数矫正而得到的,相对于原始距离,最终的目标测量距离精确度更高,偏差更小,极大提高了激光雷达的测距精度,进而提高激光雷达输出的点云精度和质量。
综上所述,该测距方法通过各个标定段的不同反射率的标定靶所对应的测量距离与理论距离得到矫正参数,使得激光雷达在对目标物体进行测距时,可以通过激光雷达输出的目标测量距离及其对应的矫正参数,对目标测量距离进行矫正,以修正激光雷达的测距精度,提高激光雷达的测距精度,进而提高激光雷达输出的点云精度和质量。
请参阅图12,图12是本发明实施例提供的一种测距装置的结构示意图。其中,该测距装置,应用于激光雷达,具体的,该测距装置应用于激光雷达的一个或多个处理器。并且,在所述激光雷达的量程范围内设置若干个标定段,每一标定段的靶板点位处设置不同反射率的标定靶。
如图12所示,该测距装置200包括:获取模块201、确定模块202以及矫正模块203。
其中,获取模块201用于获取所述激光雷达输出的各个标定靶的测量距离以及对应的理论距离,确定模块202用于根据所述测量距离、所述理论距离以及各个不同反射率的标定靶在所述理论距离下对应的反射率值,确定各个所述理论距离对应的矫正参数,矫正模块203用于当所述激光雷达对目标物体进行测距时,对所述激光雷达输出的原始距离进行纠偏和标定得到目标测量距离,以使纠偏后的原始距离为激光雷达旋转中心到目标物体的距离,并根据所述目标测量距离与对应的所述矫正参数,对所述目标测量距离进行矫正并得到最终的目标测量距离。
在本发明实施例中,测距装置亦可以由硬件器件搭建成的,例如,测距装置可以由一个或两个以上的芯片搭建而成,各个芯片可以互相协调工作,以完成上述各个实施例所阐述的测距方法。再例如,测距装置还可以由各类逻辑器件搭建而成,诸如由通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISC Machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合而搭建成。
本发明实施例中的测距装置可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以为安卓(Android)操作系统,可以为ios操作系统,还可以为其他可能的操作系统,本发明实施例不作具体限定。
本发明实施例提供的测距装置能够实现上述测距方法所能实现的各个过程,为避免重复,这里不再赘述。
需要说明的是,上述测距装置可执行本发明实施例所提供的测距方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在测距装置实施例中详尽描述的技术细节,可参见本发明实施例所提供的测距方法。
本发明实施例还提供了一种机器人,请参阅图13,图13是本发明实施例提供的一种机器人的硬件结构示意图。
如图13所示,该机器人300包括通信连接的至少一个处理器301、存储器302以及激光雷达303(图11中以总线连接、一个处理器为例)。
其中,处理器301用于提供计算和控制能力,以控制机器人300执行相应任务,例如,控制机器人300执行上述任一方法实施例中的测距方法,该方法包括获取所述激光雷达输出的各个标定靶的测量距离以及对应的理论距离,根据所述测量距离、所述理论距离以及各个不同反射率的标定靶在所述理论距离下对应的反射率值,确定各个所述理论距离对应的矫正参数,当所述激光雷达对目标物体进行测距时,对所述激光雷达输出的原始距离进行纠偏和标定得到目标测量距离,以使纠偏后的原始距离为激光雷达旋转中心到目标物体的距离,并根据所述目标测量距离与对应的所述矫正参数,对所述目标测量距离进行矫正并得到最终的目标测量距离。
处理器301可以是通用处理器,包括中央处理器(CentralProcessingUnit,CPU)、网络处理器(NetworkProcessor,NP)、硬件芯片或者其任意组合;还可以是数字信号处理器(DigitalSignalProcessing,DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit,ASIC)、可编程逻辑器件(programmable logic device,PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device,CPLD),现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gate array,FPGA),通用阵列逻辑(generic array logic,GAL)或其任意组合。
存储器302作为一种非暂态计算机可读存储介质,可用于存储非暂态软件程序、非暂态性计算机可执行程序以及模块,如本发明实施例中的测距方法对应的程序指令/模块。处理器301通过运行存储在存储器302中的非暂态软件程序、指令以及模块,可以实现上述任一方法实施例中的测距方法,为避免重复,这里不再赘述。
具体地,存储器302可以包括易失性存储器(volatile memory,VM),例如随机存取存储器(random access memory, RAM);存储器302也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory,NVM),例如只读存储器(read-only memory, ROM),快闪存储器(flashmemory),硬盘(hard disk drive, HDD)或固态硬盘(solid-state drive, SSD)或其他非暂态固态存储器件;存储器302还可以包括上述种类的存储器的组合。
在本发明实施例中,存储器302还可以包括相对于处理器远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。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。
在一些实施例中,激光雷达303包括脉冲激光雷达、连续波激光雷达等雷达。
在本发明实施例中,机器人300还可以具有有线或无线网络接口、键盘以及输入输出接口等部件,以便进行输入输出,机器人300还可以包括其他用于实现设备功能的部件,在此不做赘述。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,例如包括程序代码的存储器,上述程序代码可由处理器执行以完成上述实施例中的测距方法。例如,该计算机可读存储介质可以是只读存储器(Read-Only Memory ,ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory,RAM)、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory,CDROM)、磁带、软盘和光数据存储设备等。
本发明实施例还提供了一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括一条或多条程序代码,该程序代码存储在计算机可读存储介质中。电子设备的处理器从计算机可读存储介质读取该程序代码,处理器执行该程序代码,以完成上述实施例中提供的测距方法的方法步骤。
需要说明的是,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中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模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述,本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory, RAM)等。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;在本发明的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明,它们没有在细节中提供;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,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发明各实施例技术方案的范围。
Claims (13)
1.一种测距方法,其特征在于,应用于激光雷达,在所述激光雷达的量程范围内设置若干个标定段,每一标定段的靶板点位处设置不同反射率的标定靶,所述方法包括:
获取所述激光雷达输出的各个标定靶的测量距离以及对应的理论距离;
根据所述测量距离、所述理论距离以及各个不同反射率的标定靶在所述理论距离下对应的反射率值,确定各个所述理论距离对应的矫正参数;
当所述激光雷达对目标物体进行测距时,对所述激光雷达输出的原始距离进行纠偏和标定得到目标测量距离,以使纠偏后的原始距离为激光雷达旋转中心到目标物体的距离,并根据所述目标测量距离与对应的所述矫正参数,对所述目标测量距离进行矫正并得到最终的目标测量距离;
所述对所述激光雷达输出的原始距离进行纠偏和标定得到目标测量距离,并根据所述目标测量距离与对应的所述矫正参数,对所述目标测量距离进行矫正并得到最终的目标测量距离,包括:
根据位置纠偏函数及所述激光雷达输出的原始距离,得到纠偏后的原始距离;
根据纠偏后的原始距离、所述激光雷达输出的所述目标物体对应的第一反射率值、第二反射率值以及距离补偿函数得到所述目标测量距离,其中,所述第一反射率值为所述激光雷达的感光区域的普通区域所获取的值,所述第二反射率值为所述激光雷达的感光区域的衰减区域所获取的值;
确定所述目标测量距离所属的标定段,得到目标标定段;
基于所述目标标定段对应的目标矫正参数,对所述目标测量距离进行矫正并得到最终的目标测量距离;
所述根据位置纠偏函数及所述激光雷达输出的原始距离,得到纠偏后的原始距离,包括:
确定所述激光雷达的发射端与所述目标物体之间的第一连线,确定所述激光雷达的接收端与所述激光雷达的反光镜之间的第二连线,其中,所述第一连线与所述第二连线相交于公共节点;
获取所述发射端与所述公共节点之间的第一距离;
获取所述反光镜与所述公共节点之间的第二距离;
获取所述接收端与所述公共节点之间的第三距离;
将所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离以及所述激光雷达输出的原始距离代入所述位置纠偏函数得到纠偏后的原始距离。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述测量距离、所述理论距离以及各个不同反射率的标定靶在所述理论距离下对应的反射率值,确定各个所述理论距离对应的矫正参数,包括:
获取所述测量距离与所述理论距离之间的第一差值;
获取各个不同反射率的标定靶在所述理论距离下对应的第三反射率值和第四反射率值,其中,所述第三反射率值为所述激光雷达的感光区域的普通区域所获取的值,所述第四反射率值为所述激光雷达的感光区域的衰减区域所获取的值;
根据所述第一差值、所述第三反射率值以及所述第四反射率值构建第一参数方程;
求解所述第一参数方程,得到各个所述理论距离下对应的所述矫正参数。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于所述目标标定段对应的目标矫正参数,对所述目标测量距离进行矫正并得到最终的目标测量距离,包括:
确定所述目标标定段对应的所述目标矫正参数;
根据所述目标测量距离、所述目标矫正参数以及所述第一参数方程确定目标距离偏差值;
根据所述目标距离偏差值与所述目标测量距离确定目标修正值;
根据所述目标修正值对所述目标测量距离进行矫正以得到最终的所述目标测量距离。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述确定所述目标标定段对应的所述目标矫正参数,包括:
获取所述目标标定段的首点对应的第一矫正参数;
获取所述目标标定段的尾点对应的第二矫正参数;
将所述第一矫正参数与所述第二矫正参数确定为所述目标矫正参数。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标测量距离、所述目标矫正参数以及所述第一参数方程确定目标距离偏差值,包括:
获取所述激光雷达输出的所述目标物体在所述目标测量距离下对应的所述第一反射率值与所述第二反射率值;
将所述第一反射率值、所述第二反射率值、所述目标测量距离以及所述第一矫正参数代入所述第一参数方程,求解得到第一距离偏差值;
将所述第一反射率值、所述第二反射率值、所述目标测量距离以及所述第二矫正参数代入所述第一参数方程,求解得到第二距离偏差值;
确定所述第一距离偏差值与所述第二距离偏差值为所述目标距离偏差值。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标距离偏差值与所述目标测量距离确定目标修正值,包括:
计算所述目标测量距离与所述目标标定段的首点对应的第一理论距离之间的第二差值;
根据所述第二差值、所述第二距离偏差值以及所述目标标定段的长度确定第一修正值;
计算所述目标标定段的尾点对应的第二理论距离与所述目标测量距离之间的第三差值;
根据所述第三差值、所述第一距离偏差值以及所述目标标定段的长度确定第二修正值;
根据所述第一修正值与所述第二修正值确定所述目标修正值。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,
所述根据所述第二差值、所述第二距离偏差值以及所述目标标定段的长度确定第一修正值,包括:将所述第二差值、所述第二距离偏差值以及所述目标标定段的长度的倒数之间的乘积确定为所述第一修正值;
所述根据所述第三差值、所述第一距离偏差值以及所述目标标定段的长度确定第二修正值,包括:将所述第三差值、所述第一距离偏差值以及所述目标标定段的长度之间的乘积确定为所述第二修正值;
所述根据所述第一修正值与所述第二修正值确定所述目标修正值,包括:将所述第一修正值与所述第二修正值之间的第一和值确定为所述目标修正值。
8.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述确定所述目标标定段对应的所述目标矫正参数,还包括:
若所述目标测量距离小于或等于第一个标定段的首点对应的理论距离,则将所述第一个标定段的首点对应的矫正参数确定为所述目标矫正参数;
若所述目标测量距离大于或等于最后一个标定段的尾点对应的理论距离,则将所述最后一个标定段的尾点对应的矫正参数确定为所述目标矫正参数。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标测量距离、所述目标矫正参数以及所述第一参数方程确定目标距离偏差值,还包括:
获取所述激光雷达输出的所述目标物体在所述目标测量距离下对应的所述第一反射率值与所述第二反射率值;
将所述第一反射率值、所述第二反射率值、所述目标测量距离以及所述目标矫正参数代入所述第一参数方程,求解得到所述目标距离偏差值;
所述根据所述目标距离偏差值与所述目标测量距离确定目标修正值,还包括:
将所述目标距离偏差值确定为所述目标修正值。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离以及所述激光雷达输出的原始距离代入所述位置纠偏函数得到纠偏后的原始距离,包括:
计算所述第一距离、所述第二距离以及所述第三距离之间的第二和值;
将所述第二和值、所述第二距离以及所述激光雷达输出的原始距离代入所述位置纠偏函数,求解得到所述公共节点至所述目标物体之间的第五距离;
根据所述第五距离与所述第三距离确定纠偏后的原始距离。
11.一种激光雷达,其特征在于,包括:
至少一个处理器;以及,
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-10任一项所述的测距方法。
12.一种机器人,其特征在于,包括:如权利要求11所述的激光雷达。
13.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使计算机设备执行如权利要求1-10任一项所述的测距方法。
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US11726184B2 (en) * | 2019-03-08 | 2023-08-15 | Leddartech Inc. | Component for a LIDAR sensor system, LIDAR sensor system, LIDAR sensor device, method for a LIDAR sensor system and method for a LIDAR sensor device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103064076A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-04-24 | 南京理工大学 | 光子计数三维成像激光雷达距离行走误差校正系统及方法 |
CN108594205A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-09-28 | 深圳市镭神智能系统有限公司 | 一种基于线激光的激光雷达 |
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