一种多线激光雷达及其数据点云处理方法技术

本发明专利技术涉及一种多线激光雷达及其数据点云处理方法，所述多线激光雷达包括可旋转的旋转基座和沿周向设置在所述旋转基座上的多个激光发射接收模组；所述激光发射接收模组包括：激光发射阵列，其包括阵列布置的多个激光发射器，所述激光发射器用于发射出射激光，所述出射激光经探测目标反射产生反射激光；以及激光探测阵列，其包括阵列布置的多个激光探测器，所述激光探测器用于接收反射激光，其中，在所述多个激光发射接收模组所包括的多个激光发射阵列之间，沿周向方向对应布置的多个激光发射器分别具有不同的发射角度。本发明专利技术的多线激光雷达及其数据点云处理方法能提高多线激光雷达的探测精度。光雷达的探测精度。光雷达的探测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种多线激光雷达及其数据点云处理方法


[0001]本专利技术一般地涉及激光
更具体地，本专利技术涉及一种多线激光雷达及其数据点云处理方法。

技术介绍

[0002]随着激光技术的不断发展，激光技术不断地在生活的各个方面得到运用，如激光测量等。激光雷达的基本原理是向目标探测物发射激光光束，再来接受反射回来的反射光束，通过计算激光的往返时间确定激光雷达到目标探测物的距离。多线激光雷达是通过发射多个激光光束，并且通过比较接收的反射光束，来获取目标探测物的距离、高度、速度以及形状大小等信息。
[0003]目前，广泛采用多线激光雷达对目标探测物进行检测，对于多线激光雷达而言，其探测精度与激光雷达的激光光束的数量有关，但是激光雷达的激光光束的数量会受到激光雷达的体积的限制。因此，传统的多线激光雷达普遍存在着精度较低或者体积较大的问题。此外，传统的多线激光雷达的点云数据是针对各个激光发射光源为中心进行建模，这样建模得到的点云数据精度较低。
[0004]因此，需要研发一种精度较高并且体积较小的多线激光雷达，以提高传统的多线激光雷达中存在的精度较低以及体积较大的问题；并使得得到的探测物数据点云信息精度高。

技术实现思路

[0005]为了解决上面提到的一个或多个技术问题，本专利技术提供一种多线激光雷达及其数据点云处理方法，以提高传统的多线激光雷达探测精度较差以及体积较大的问题。
[0006]在第一方面中，本专利技术的示例性实施方式提供一种多线激光雷达，其可以包括可旋转的旋转基座和沿周向设置在所述旋转基座上的多个激光发射接收模组，所述激光发射接收模组可以包括：激光发射阵列，其包括阵列布置的多个激光发射器，所述激光发射器用于发射出射激光，所述出射激光经探测目标反射产生反射激光；以及激光探测阵列，其包括阵列布置的多个激光探测器，所述激光探测器用于接收反射激光，其中，在所述多个激光发射接收模组所包括的多个激光发射阵列之间，沿周向方向对应布置的多个激光发射器分别可以具有不同的发射角度。
[0007]在一个示例性的实施方式中，在所述多个激光发射接收模组所包括的多个激光发射阵列之间，沿周向方向对应布置的多个激光发射器分别可以具有不同的高度。
[0008]在一个示例性的实施方式中，所述激光探测器的数量可以与所述激光发射器的数量相同，并且所述多个激光探测器可以分别具有与所述多个激光发射器一一对应的角度和高度。
[0009]在一个示例性的实施方式中，所有的激光发射器可以均具有不同的发射角度。
[0010]在一个示例性的实施方式中，所述激光发射接收模组进一步可以包括：光学接收
结构，其包括接收透镜，所述接收透镜用于收集反射激光并使收集的反射激光入射至相应的激光探测器；和/或光学出射结构，其包括发射透镜，所述发射透镜布置在所述接收透镜周围，并且用于收集所述激光发射器发射的出射激光。
[0011]在一个示例性的实施方式中，所述光学出射结构可以包括至少四个发射透镜，所述光学接收结构可以包括至少一个接收透镜，其中，所述至少四个发射透镜可以布置在所述接收透镜的一侧。
[0012]在一个示例性的实施方式中，所述多个激光发射接收模组可以包括：第一激光发射接收模组、第二激光发射接收模组、第三激光发射接收模组和第四激光发射接收模组，其中，第一激光发射接收模组与第三激光发射接收模组呈中心对称结构，第二激光发射接收模组与第四激光发射接收模组呈中心对称结构，第一激光发射接收模组与第二激光发射接收模组呈轴对称结构，第三激光发射接收模组与第四激光发射接收模组呈轴对称结构。
[0013]在一个示例性的实施方式中，所述激光发射阵列进一步可以包括发射板，阵列布置的多个激光发射器设置于所述发射板上，并且所述激光探测阵列进一步可以包括接收板，阵列布置的多个激光探测器设置于所述接收板上。
[0014]在一个示例性的实施方式中，所述激光发射阵列进一步可以包括光源驱动装置和与所述光源驱动装置电连接的至少四个激光发射器；所述激光探测阵列进一步可以包括信号处理装置和与所述信号处理装置电连接的至少四个激光探测器；并且所述激光探测器可以与所述激光发射器分别一一对应。
[0015]在一个示例性的实施方式中，所述多线激光雷达进一步可以包括电机、顶板和挡光板，所述电机与旋转基座连接，以使旋转基座在电机的驱动下旋转；所述顶板设置在所述激光发射接收模组上方；并且所述挡光板设置于所述多个激光发射接收模组之间，以用于分隔所述多个激光发射接收模组。
[0016]在一个示例性的实施方式中，所述多线激光雷达进一步可以包括控制装置，所述控制装置与所述电机相连接，以通过所述电机控制所述旋转基座的旋转。
[0017]在一个示例性的实施方式中，所述多线激光雷达进一步可以包括方位检测装置，其配置为确定目标的方位，包括：确定激光在所述目标与所述激光雷达之间的往返时间T；确定激光在预定坐标系下与预定平面的第一夹角α；确定激光发射器的随着所述旋转基座的旋转角度β；以及根据所述往返时间T、所述激光发射器在所述预定坐标系中的位置、第一夹角α和旋转角度β来确定所述目标的方位。
[0018]在第二方面中，本专利技术的示例性实施方式提供一种用于第一方面及其各个实施方式所描述的多线激光雷达的数据点云处理方法，所述方法可以包括：确定激光在所述目标与所述激光雷达之间的往返时间T；确定激光在预定坐标系下与预定平面的第一夹角α；确定激光发射器的随着所述旋转基座的旋转角度β；以及根据所述往返时间T、所述激光发射器在所述预定坐标系中的位置、第一夹角α和旋转角度β来确定所述目标的方位。
[0019]如上所述，本专利技术的示例性实施方式的激光雷达可以在旋转基座上布置多个激光发射接收模组，并且这些激光发射接收模组所包括的多个激光发射器可以具有不同的发射角度，因此可以增加探测目标上像素点的数量，从而可以显著地提高激光雷达的分辨率。
[0020]此外，本专利技术的示例性实施方式的激光雷达通过将多个激光发射接收模组所包括的多个激光发射器设置为具有不同的高度，可以增加激光发射器的数量而不增加激光发射
接收模组的高度，因此本专利技术的激光雷达可以在不增加激光雷达的整体高度的前提下提高激光雷达的分辨率，从而可以减小激光雷达的体积。
[0021]另外，本专利技术的多线激光雷达及其数据点云处理方法可以以激光雷达的旋转轴线作为z轴来建立三维直角坐标系，使得由激光雷达的多个激光发射接收模组产生的像素点可以在同一个预定坐标系下计算，并且可以在同一个预定坐标系下绘制探测目标的数据点云。因此，本专利技术的多线激光雷达及其数据点云处理方法可以提高激光雷达的探测精度。
附图说明
[0022]通过参考附图阅读下文的详细描述，本专利技术示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本专利技术的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
[0023]图1是示出根据本专利技术的示例性实施方式的一种多线激光雷达的示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多线激光雷达，包括可旋转的旋转基座和沿周向设置在所述旋转基座上的多个激光发射接收模组，所述激光发射接收模组包括：激光发射阵列，其包括阵列布置的多个激光发射器，所述激光发射器用于发射出射激光，所述出射激光经探测目标反射产生反射激光；以及激光探测阵列，其包括阵列布置的多个激光探测器，所述激光探测器用于接收反射激光，其中，在所述多个激光发射接收模组所包括的多个激光发射阵列之间，沿周向方向对应布置的多个激光发射器分别具有不同的发射角度。2.根据权利要求1所述的多线激光雷达，其中，在所述多个激光发射接收模组所包括的多个激光发射阵列之间，沿周向方向对应布置的多个激光发射器分别具有不同的高度。3.根据权利要求1所述的多线激光雷达，其中，所述激光探测器的数量与所述激光发射器的数量相同，并且所述多个激光探测器分别具有与所述多个激光发射器一一对应的角度和高度。4.根据权利要求1所述的多线激光雷达，其中，所有的激光发射器均具有不同的发射角度。5.根据权利要求1所述的多线激光雷达，所述激光发射接收模组进一步包括：光学接收结构，其包括接收透镜，所述接收透镜用于收集反射激光并使收集的反射激光入射至对应的激光探测器；和/或光学出射结构，其包括发射透镜，所述发射透镜布置在所述接收透镜周围，并且用于收集所述激光发射器发射的出射激光。6.根据权利要求5所述的多线激光雷达，其中，所述光学出射结构包括至少四个发射透镜，所述光学接收结构包括至少一个接收透镜，其中，所述至少四个发射透镜布置在所述接收透镜的一侧。7.根据权利要求1所述的多线激光雷达，其中，所述多个激光发射接收模组包括：第一激光发射接收模组、第二激光发射接收模组、...

【专利技术属性】
技术研发人员：方泽林，胡攀攀，徐威，范东华，胡狄，
申请(专利权)人：武汉万集信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：