测距装置及点云数据的应用方法、感知系统、移动平台制造方法及图纸

一种测距装置及点云数据的应用方法、感知系统及移动平台。所述测距装置用于探测目标场景，以生成点云数据，所述点云数据包括被探测物体相对所述测距装置的距离和/或方位，其中，所述测距装置配置为至少一帧的点云数据的积分时间大于输出相邻帧的点云数据之间的时间间隔。提高了测距装置扫描目标场景时点云对空间的覆盖率，进一步提高了测距装置对环境感知的准确性，同时保证测距装置以较快的帧率输出点云数据，以便快速对环境变化做出探测识别和快速响应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】测距装置及点云数据的应用方法、感知系统、移动平台说明书
本专利技术总地涉及测距
，更具体地涉及一种测距装置及点云数据的应用方法、感知系统及移动平台。
技术介绍
测距装置在很多领域发挥很重要的作用，例如可以用于移动载体或非移动载体上，用来遥感、避障、测绘、建模、环境感知等。尤其是移动载体，例如机器人、人工操控飞机、无人飞机、车和船等，可以通过测距装置在复杂的环境下进行导航，来实现路径规划、障碍物探测和避开障碍物等。测距装置包括激光雷达，而激光雷达通常包括扫描模块，以将光束改变至不同的方向出射，实现对物体的扫描。在用多组旋转棱镜、光栅或其他等效光线传输方向偏折元件(也称扫描元件)形成的激光雷达扫描模块中，偏折元件的旋转速度直接决定了扫描模块的扫描点云的均匀性。在激光雷达的应用中，往往需要点云比较均匀，并且覆盖的视场区域越大越好。在基于这种扫描方式形成的激光雷达中，扫描效果具有累加性，积分时间较长时，对扫描视场的覆盖可以越充分，更有利于后级算法应用，便于探测到障碍物、物体类型识别等。然而，在例如激光雷达的测距装置应用于例如自动驾驶等的场景中时，需要以较高的帧率来获得环境信息，以便快速对环境变化做出探测识别，快速响应。激光雷达的点云数据经常需要与视觉数据进行融合，导致在短的积分时间内，激光雷达的扫描点数(也即点云数据)往往比较少，对环境的感知不够充分。
技术实现思路
为了解决上述问题中的至少一个而提出了本专利技术。具体地，本专利技术一方面提供一种测距装置，所述测距装置用于探测目标场景，以生成点云数据，所述点云数据包括被探测物体相对所述测距装置的距离和/或方位，其中，所述测距装置配置为至少一帧的点云数据的积分时间大于输出相邻帧的点云数据之间的时间间隔。示例性地，所述测距装置具体配置为每一帧的点云数据的积分时间大于输出相邻帧的点云数据之间的时间间隔。示例性地，所述测距装置配置为动态调整所述至少一帧的点云数据的积分时间。示例性地，所述测距装置包括控制模块，所述控制模块用于将当前帧的点云数量与第一阈值进行比较，在当前帧的点云数量低于该第一阈值时，控制当前帧的点云数据的积分时间大于相邻帧的点云数据之间的时间间隔。示例性地，所述测距装置包括控制模块，所述控制模块用于调整当前帧的积分时间，使得当前帧的点云数量大于或等于阈值。示例性地，所述测距装置包括控制模块，用于获取所述目标场景的状态信息，根据所述目标场景的状态信息确定积分时间。示例性地，所述状态信息包括目标场景所包括物体的数量信息、安装有所述测距装置的移动平台的移动速度信息、目标场景类型中的至少一种。示例性地，如果目标场景类型是测绘场景，选择第一积分时间；如果目标场景类型是车辆驾驶场景，选择第二积分时间；其中，所述第二积分时间小于所述第一积分时间。示例性地，所述车辆驾驶场景包括载人车自动驾驶场景和物流车自动行驶场景中的至少一种。示例性地，所述状态信息包括安装有所述测距装置的移动平台的移动速度信息，其中，所述控制模块用于：获取所述移动速度信息，其中，每个移动速度区间对应一个积分时间；依据所述移动速度信息所落入的移动速度区间，确定与该移动速度区间对应的积分时间作为所述点云数据的积分时间。示例性地，所述移动速度区间包括第一移动速度区间和第二移动速度区间，其中，第一移动速度区间的移动速度大于第二移动速度区间的移动速度，与所述第一移动速度区间对应的积分时间小于与所述第二移动速度区间对应的积分时间。示例性地，所述状态信息包括目标场景所包括物体的数量信息，所述控制模块用于：获取所述目标场景的物体的数量信息，其中，物体的数量分为多个物体的数量区间，每个物体的数量区间对应一个积分时间；依据所述物体的数量信息所落入的物体的数量区间，确定与该物体的数量区间对应的积分时间作为所述点云数据的积分时间。示例性地，所述物体的数量区间至少包括第一数量区间和第二数量区间，所述第一数量区间的物体数量大于所述第二数量区间的物体数量，与所述第一数量区间对应的积分时间小于与所述第二数量区间对应的积分时间。示例性地，所述测距装置包括：发射模块，用于发射光脉冲序列，以探测所述目标场景；扫描模块，用于将所述发射模块发射的光脉冲序列的传播路径依次改变至不同方向出射，形成一个扫描视场；探测模块，用于接收经物体反射回的光脉冲序列，以及根据所述反射回的光脉冲序列确定所述物体相对所述测距装置的距离和/或方位，以生成所述点云数据。示例性地，所述探测模块包括：接收模块，用于将接收到的经物体反射回的光脉冲序列转换为电信号输出；采样模块，用于对所述接收模块输出的所述电信号进行采样，以测量所述光脉冲序列从发射到接收之间的时间差；运算模块，用于接收所述采样模块输出的所述时间差，计算获得距离测量结果。示例性地，所述测距装置包括激光雷达。示例性地，所述至少一帧的点云数据的积分时间范围在50ms～1000ms之间。本专利技术又一方面提供一种点云数据的应用方法，所述应用方法包括：由测距装置探测目标场景，以生成点云数据，所述点云数据包括被探测物体相对所述测距装置的距离和/或方位，其中，至少一帧的点云数据的积分时间大于输出相邻帧的点云数据之间的时间间隔。示例性地，每一帧的点云数据的积分时间大于输出相邻帧的点云数据之间的时间间隔。示例性地，所述应用方法还包括：动态调整所述至少一帧的点云数据的积分时间，以使至少一帧的点云数据的积分时间大于输出相邻帧的点云数据之间的时间间隔。示例性地，所述动态调整所述至少一帧的点云数据的积分时间，包括：将当前帧的点云数量与第一阈值进行比较，在所述当前帧的点云数量低于该第一阈值时，控制所述当前帧的点云数据的积分时间大于相邻帧的点云数据之间的时间间隔。示例性地，所述动态调整所述至少一帧的点云数据的积分时间，包括：调整当前帧的积分时间，使得当前帧的点云数量大于或等于阈值。示例性地，所述动态调整所述至少一帧的点云数据的积分时间，包括：获取所述目标场景的状态信息，根据所述目标场景的状态信息确定积分时间。示例性地，所述状态信息包括目标场景所包括物体的数量信息、安装有所述测距装置的移动平台的移动速度信息、目标场景类型中的至少一种。示例性地，如果目标场景类型是测绘场景，选择第一积分时间；如果目标场景类型是车辆驾驶场景，选择第二积分时间；其中，所述第二积分时间小于所述第一积分时间。示例性地，所述车辆驾驶场景包括载人车自动驾驶场景和物流车自动行驶场景中的至少一种。示例性地，所述状态信息包括安装有所述测距装置的移动平台的移动速度信息，其中，所述获取所述目标场景的状态信息，根据所述目标场景的状态信息确定积分时间，包括：获取所述移动速度信息，其中，每个移动速度区间对应一个积分时间；依据所述移动速度信息所落入的移动速度区间，确定与该移动速度区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测距装置，其特征在于，所述测距装置用于探测目标场景，以生成点云数据，所述点云数据包括被探测物体相对所述测距装置的距离和/或方位，其中，/n所述测距装置配置为至少一帧的点云数据的积分时间大于输出相邻帧的点云数据之间的时间间隔。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】一种测距装置，其特征在于，所述测距装置用于探测目标场景，以生成点云数据，所述点云数据包括被探测物体相对所述测距装置的距离和/或方位，其中，
所述测距装置配置为至少一帧的点云数据的积分时间大于输出相邻帧的点云数据之间的时间间隔。


如权利要求1所述的测距装置，其特征在于，所述测距装置具体配置为每一帧的点云数据的积分时间大于输出相邻帧的点云数据之间的时间间隔。


如权利要求1所述的测距装置，其特征在于，所述测距装置配置为动态调整所述至少一帧的点云数据的积分时间。


如权利要求3所述的测距装置，其特征在于，所述测距装置包括控制模块，所述控制模块用于将当前帧的点云数量与第一阈值进行比较，在当前帧的点云数量低于该第一阈值时，控制当前帧的点云数据的积分时间大于相邻帧的点云数据之间的时间间隔。


如权利要求3所述的测距装置，其特征在于，所述测距装置包括控制模块，所述控制模块用于调整当前帧的积分时间，使得当前帧的点云数量大于或等于阈值。


如权利要求3所述的测距装置，其特征在于，所述测距装置包括控制模块，用于获取所述目标场景的状态信息，根据所述目标场景的状态信息确定积分时间。


如权利要求6所述的测距装置，其特征在于，所述状态信息包括目标场景所包括物体的数量信息、安装有所述测距装置的移动平台的移动速度信息、目标场景类型中的至少一种。


如权利要求6所述的测距装置，其特征在于，如果目标场景类型是测绘场景，选择第一积分时间；
如果目标场景类型是车辆驾驶场景，选择第二积分时间；其中，所述第二积分时间小于所述第一积分时间。


如权利要求8所述的测距装置，其特征在于，所述车辆驾驶场景包括载人车自动驾驶场景和物流车自动行驶场景中的至少一种。


如权利要求6所述的测距装置，其特征在于，所述状态信息包括安装有所述测距装置的移动平台的移动速度信息，其中，所述控制模块用于：
获取所述移动速度信息，其中，每个移动速度区间对应一个积分时间；
依据所述移动速度信息所落入的移动速度区间，确定与该移动速度区间对应的积分时间作为所述点云数据的积分时间。


如权利要求10所述的测距装置，其特征在于，所述移动速度区间包括第一移动速度区间和第二移动速度区间，其中，第一移动速度区间的移动速度大于第二移动速度区间的移动速度，与所述第一移动速度区间对应的积分时间小于与所述第二移动速度区间对应的积分时间。


如权利要求6所述的测距装置，其特征在于，所述状态信息包括目标场景所包括物体的数量信息，所述控制模块用于：
获取所述目标场景的物体的数量信息，其中，物体的数量分为多个物体的数量区间，每个物体的数量区间对应一个积分时间；
依据所述物体的数量信息所落入的物体的数量区间，确定与该物体的数量区间对应的积分时间作为所述点云数据的积分时间。


如权利要求12所述的测距装置，其特征在于，
所述物体的数量区间至少包括第一数量区间和第二数量区间，所述第一数量区间的物体数量大于所述第二数量区间的物体数量，与所述第一数量区间对应的积分时间小于与所述第二数量区间对应的积分时间。


如权利要求1所述的测距装置，其特征在于，所述测距装置包括：
发射模块，用于发射光脉冲序列，以探测所述目标场景；
扫描模块，用于将所述发射模块发射的光脉冲序列的传播路径依次改变至不同方向出射，形成一个扫描视场；
探测模块，用于接收经物体反射回的光脉冲序列，以及根据所述反射回的光脉冲序列确定所述物体相对所述测距装置的距离和/或方位，以生成所述点云数据。


如权利要求14所述的测距装置，其特征在于，所述探测模块包括：
接收模块，用于将接收到的经物体反射回的光脉冲序列转换为电信号输出；
采样模块，用于对所述接收模块输出的所述电信号进行采样，以测量所述光脉冲序列从发射到接收之间的时间差；
运算模块，用于接收所述采样模块输出的所述时间差，计算获得距离测量结果。


如权利要求1至15任一项所述的测距装置，其特征在于，所述测距装置包括激光雷达。


如权利要求1至15任一项所述的测距装置，其特征在于，所述至少一帧的点云数据的积分时间范围在50ms～1000ms之间。


一种点云数据的应用方法，其特征在于，所述应用方法包括：
由测距装置探测目标场景，以生成点云数据，所述点云数据包括被探测物体相对所述测距装置的距离和/或方位，其中，至少一帧的点云数据的积分时间大于输出相邻帧的点云数据之间的时间间隔。


如权利要求18所述的应用方法，其特征在于，每一帧的点云数据的积分时间大于输出相邻帧的点云数据之间的时间间隔。


如权利要求18所述的应用方法，其特征在于，所述应用方法还包括：动态调整所述至少一帧的点云数据的积分时间，以使至少一帧的点云数据的积分时间大于输出相邻帧的点云数据之间的时间间隔。


如权利要求20所述的应用方法，其特征在于，所述动态调整所述至少一帧的点云数据的积分时间，包括：
将当前帧的点云数量与第一阈值进行比较，在所述当前帧的...

【专利技术属性】
技术研发人员：董帅，陈亚林，张富，洪小平，
申请(专利权)人：深圳市大疆创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44