一种基于可调制波的激光目标识别系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于可调制的激光目标识别系统及方法，所述系统包括：基站，用于利用设置于所述基站上的两个激光发射器分别发射不同波长的激光光束，并分别利用光学调制器对激光光束进行调制后合成为包含两种波段、调制波形幅度相差180°的混合光射向待识别目标，利用激光接收器接收经待识别目标端过滤处理并反射后的混合光确定待识别目标；一个或多个待识别目标，用于将所述基站发射的混合光进行滤波，部分过滤或完全截止其中一种波长的光波，并通过分光器件将通过滤波后的光偏转若干角度后反射回所述基站。

A laser target recognition system and method based on modulated wave

【技术实现步骤摘要】
一种基于可调制波的激光目标识别系统及方法
本专利技术涉及目标识别
，特别是涉及一种基于可调制波的激光目标识别系统及方法。
技术介绍
激光雷达系统是一种采用激光测距技术的扫描式传感器，其工作原理与一般的雷达系统类似，通过发射激光光束来探测目标，并通过搜集反射回来的光束来形成点云并获取数据。激光雷达系统已广泛应用于汽车自动驾驶、无人驾驶、定位导航、空间测绘、机器人等领域。目前，通过激光点云识别目标物体主要的方式为：预先通过人工对接收到的激光点云进行逐点标注以得到目标物体对应的激光点云样本数据；采用该样本数据进行机器学习得到物体识别模型；通过该物体识别模型识别出激光点云对应的目标物体。然而，涉及点云数据的识别算法在进行训练时，会需要使用大量标注过的点云数据作为训练样本，以优化障碍物识别算法。因此，需要预先采集大量不同场景的点云数据，并对其进行准确标注，才能保证优化过程顺利进行。综上所述，因激光点云包含的激光点数据量庞大，采用人工对接收到的激光点云进行逐点标注，速度较慢，导致对目标物体的识别效率较低，从而存在计算量大、特征提取困难、识别准确率低的缺点，而且由天气，强反光，等因素导致的精度问题也会降低目标识别的可靠性。
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的不足，本专利技术之目的在于提供一种基于可调制波的激光目标识别系统及方法，以实现通过检测反射光的光波特性对目标识别的目的，避免了现有激光雷达因测距精度对系统产生的不准确性，减少了系统在强光环境下出现的检测偏差。为达上述及其它目的，本专利技术提出一种基于可调制的激光目标识别系统，包括：基站，用于利用设置于所述基站上的两个激光发射器分别发射不同波长的激光光束，并分别利用光学调制器对激光光束进行调制后合成为包含两种波段、调制波形幅度相差180°的混合光射向待识别目标，利用激光接收器接收经待识别目标端过滤处理并反射后的混合光确定待识别目标；一个或多个待识别目标，用于将所述基站发射的混合光进行滤波，部分过滤或完全截止其中一种波长的光波，并通过分光器件将通过滤波后的光偏转若干角度后反射回所述基站。优选地，所述基站进一步包括：两个激光发射器，分别设置于所述基站上，每个激光发射器用于发射特定波长的激光光束；两个光调制器，分别设置于各激光发射器的前端，用于对各激光发射器所发射的激光光束进行调制，以使得两个激光发射器射出的激光光束调制后产生光亮度幅度相差180度的调制波；光路合路器，用于将两个光调制器的调制结果进行合路，汇聚成为包含两种波段的、调制波形幅度相差180度而能在光电接收器端抵消交流电分量的混合光；激光接收器，设置于所述基站上，用于接收经所述待识别目标端反射处理后的有波形的光波；识别控制模块，用于根据所述激光接收器所接收到的有波形光波确定待识别目标。优选地，所述激光发射器具有可使激光束形成激光面墙的光学系统，用于发射垂直于水平地面的激光面墙。优选地，所述基站还包括驱动所述基站旋转的电机及角度编码器，所述电机与所述角度编码器连接所述识别控制模块，所述识别控制模块根据从所述角度编码器获得的角度信息驱动所述电机旋转至指定角度。优选地，所述角度编码器内置于所述电机中。优选地，所述光学调制器采用激光幅度调制器，以对激光发射器发射的激光光束进行幅度调制，经过幅度调制后，使得两个激光发射器射出的激光光束调制后产生光亮度幅度相差180度的调制波。优选地，所述待识别目标进一步包括：滤波设备，用于对所述光路合路器合路后的混合光进行滤波，部分过滤或完全截止其中一种波长的光波；分光器件，设置于所述待识别目标上，用于将滤波后的混合光偏转若干角度后反射回至所述基站。优选地，所述滤波设备采用光学滤波片或其他具有等同作用的光学元件。优选地，所述分光器件为角锥棱镜或角反射器，其为由三个相互垂直且相交的平面组成的反射器，以将入射光束偏转180度直接反射回基站。为达到上述目的，本专利技术还提供一种基于可调制的激光目标识别方法，包括如下步骤：步骤S1，利用设置于基站上的两个激光发射器分别发射不同波长的激光光束；步骤S2，利用设置于各激光发射器的前端的光学调制器对各激光发射器所发射的激光光束进行调制；步骤S3，利用光路合路器将两个光学调制器的调制结果进行合路，汇聚成为包含两种波段的、调制波形幅度相差180度而能在光电接收器端抵消交流电分量的混合光；步骤S4，利用滤波设备对经光路合路器合路后的混合光进行滤波，部分过滤或完全截止其中一种波长的光波；步骤S5，利用设置于所述待识别目标上的分光器件将滤波后的混合光偏转若干角度后反射回至基站；步骤S6，利用基站端的激光接收器接收步骤S5中反射回的滤波后的混合光；步骤S7，根据所接收到的混合光中的有波形光波确定待识别目标。与现有技术相比，本专利技术一种基于可调制的激光目标识别系统及方法通过利用设置于所述基站上的两个激光发射器分别发射不同波长的激光光束，并分别利用光学调制器对激光光束进行调制后合成为包含两种波段、调制波形幅度相差180°的混合光射向待识别目标，于待识别目标端将所述基站发射的混合光进行滤波，部分过滤或完全截止其中一种波长的光波，并通过分光器件将通过滤波后的光偏转若干角度后反射回所述基站，最后基站端激光接收器接收经待识别目标端反射处理后的反射光束，根据所接收的反射光束确定待识别目标，实现了通过检测反射光的光波特性对目标识别的目的，避免了现有激光雷达因测距精度对系统产生的不准确性，减少了系统在强光环境下出现的检测偏差。附图说明图1为本专利技术一种基于可调制的激光目标识别系统的结构示意图；图2为本专利技术具体实施例中角锥棱镜的示意图；图3为本专利技术一种基于可调制的激光目标识别方法的步骤流程图；图4为本专利技术实施例中激光目标识别系统的示意图；图5为本专利技术实施例中光幅度调制及光路合成示意图；图6为本专利技术实施例中滤波片及角锥棱镜的工作示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例并结合附图说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其它优点与功效。本专利技术亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本专利技术的精神下进行各种修饰与变更。图1为本专利技术一种基于可调制的激光目标识别系统的结构示意图。如图1所示，本专利技术一种基于可调制的激光目标识别系统，包括：基站10，用于利用设置于基站10上的两个激光发射器分别发射不同波长的激光光束，并分别利用光学调制器对对应的激光光束进行光学调制后合成混合光射向待识别目标20，利用激光接收器接收经待识别目标20端反射处理后后的混合光，根据所接收的混合光确定待识别目标。具体地，基站10进一步包括：两个激光发射器101，分别设置于所述基站10上，每个激光发射器用于发射特定波长的激光光束本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于可调制的激光目标识别系统，包括：/n基站，用于利用设置于所述基站上的两个激光发射器分别发射不同波长的激光光束，并分别利用光学调制器对激光光束进行调制后合成为包含两种波段、调制波形幅度相差180°的混合光射向待识别目标，利用激光接收器接收经待识别目标端过滤处理并反射后的混合光确定待识别目标；/n一个或多个待识别目标，用于将所述基站发射的混合光进行滤波，部分过滤或完全截止其中一种波长的光波，并通过分光器件将通过滤波后的光偏转若干角度后反射回所述基站。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于可调制的激光目标识别系统，包括：
基站，用于利用设置于所述基站上的两个激光发射器分别发射不同波长的激光光束，并分别利用光学调制器对激光光束进行调制后合成为包含两种波段、调制波形幅度相差180°的混合光射向待识别目标，利用激光接收器接收经待识别目标端过滤处理并反射后的混合光确定待识别目标；
一个或多个待识别目标，用于将所述基站发射的混合光进行滤波，部分过滤或完全截止其中一种波长的光波，并通过分光器件将通过滤波后的光偏转若干角度后反射回所述基站。


2.如权利要求1所述的一种基于可调制的激光目标识别系统，其特征在于，所述基站进一步包括：
两个激光发射器，分别设置于所述基站上，每个激光发射器用于发射特定波长的激光光束；
两个光调制器，分别设置于各激光发射器的前端，用于对各激光发射器所发射的激光光束进行调制，以使得两个激光发射器射出的激光光束调制后产生光亮度幅度相差180度的调制波；
光路合路器，用于将两个光调制器的调制结果进行合路，汇聚成为包含两种波段的、调制波形幅度相差180度而能在光电接收器端抵消交流电分量的混合光；
激光接收器，设置于所述基站上，用于接收经所述待识别目标端反射处理后的有波形的光波；
识别控制模块，用于根据所述激光接收器所接收到的有波形光波确定待识别目标。


3.如权利要求2所述的一种基于可调制的激光目标识别系统，其特征在于：所述激光发射器具有可使激光束形成激光面墙的光学系统，用于发射垂直于水平地面的激光面墙。


4.如权利要求2所述的一种基于可调制的激光目标识别系统，其特征在于：所述基站还包括驱动所述基站旋转的电机及角度编码器，所述电机与所述角度编码器连接所述识别控制模块，所述识别控制模块根据从所述角度编码器获得的角度信息驱动所述电机旋转至指定角度。


5.如权利要求4所述的一种基于可调制的激光目标识别系统，其特征在于：所述角度编码...

【专利技术属性】
技术研发人员：林艳丽，陈泽雄，崔廷佐，
申请(专利权)人：广州市慧建科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44