本发明专利技术实施例提供一种条纹管成像激光雷达图像坐标校正方法、装置、介质及电子设备，所述方法包括：经激光脉冲矩阵控制单元输出的激光脉冲依次经过光学镜头、条纹管光阴极、条纹管聚极栅极阳极、条纹管偏转电场、像增强器和CCD探测器后成像，形成二维条纹图像，其中，所述条纹图像中包括激光光斑；通过对所述条纹图像进行滤波降噪及阈值分割的预处理后提取所述激光光斑质心坐标；基于所述激光光斑质心坐标得到输入激光脉冲矩阵以及激光光斑质心矩阵；根据所述输入激光脉冲矩阵及所述激光光斑质心矩阵运算得到条纹图像校正矩阵。质心矩阵运算得到条纹图像校正矩阵。质心矩阵运算得到条纹图像校正矩阵。
【技术实现步骤摘要】
条纹管成像激光雷达图像坐标校正方法及装置
[0001]本专利技术涉及图像处理领域，尤其涉及一种条纹管成像激光雷达图像坐标校正方法、装置、介质及电子设备。
技术介绍
[0002]机载激光雷达测绘效率高，抗干扰能力强，常用于陆地地形测绘测量,在地形勘探、交通指挥，林业保护以及军事探查等场合发挥了重要作用，其中机载条纹管成像激光雷达系统集成了激光扫描出射单元与条纹管回波信号采集单元、定位与惯性测量单元以及同步控制单元，配合飞行平台可实现地面三维空间信息的快速获取，可实现高速高精度地面目标三维测量。
[0003]条纹管成像激光雷达中通过条纹管探测器实现光电转换，得益于条纹管中偏转模块的高时间分辨率，条纹管成像激光雷达系统具有较高距离分辨率；配合MCP像增强器进行光电子成像增强后耦合至高速CCD相机成像，可实现高探测灵敏度的大视场、高帧频回波信号成像采集。
[0004]条纹图像中像素横纵坐标分别表征测量空间角信息和测量回波信号时间信息，其中激光回波信号时间测量精度直接决定了激光测距精度。为实现高精度距离测量，需对条纹图像进行处理，以提取回波信号光斑质心坐标，得到回波信号时间信息，进而得到待测目标空间距离信息，但由于条纹管探测器成像过程复杂，现有条纹管成像激光雷达中因条纹管探测器中各器件耦合位置偏差以及各器件成像像差等导致输出条纹图像中光斑坐标存在误差，系统测量精度下降。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种条纹管成像激光雷达图像坐标校正方法、装置、设备及存储介质。具体包括：
[0006]本专利技术实施例提供一种条纹管成像激光雷达图像坐标校正方法，所述方法包括：
[0007]经激光脉冲矩阵控制单元输出的激光脉冲依次经过光学镜头、条纹管光阴极、条纹管聚极栅极阳极、条纹管偏转电场、像增强器和CCD探测器后成像，形成二维条纹图像，其中，所述条纹图像中包括激光光斑；
[0008]通过对所述条纹图像进行滤波降噪及阈值分割的预处理后提取所述激光光斑质心坐标；
[0009]基于所述激光光斑质心坐标得到输入激光脉冲矩阵以及激光光斑质心矩阵；
[0010]根据所述输入激光脉冲矩阵及所述激光光斑质心矩阵运算得到条纹图像校正矩阵。
[0011]在一些实施例中，所述通过对所述条纹图像进行滤波降噪及阈值分割的预处理后提取所述激光光斑质心坐标，包括：
[0012]通过3*3的高斯滤波矩阵对所述条纹图像进行滤波处理，以减小因采集图像中噪
声对光斑质心提取的干扰；
[0013]通过设置灰度阈值对所述条纹图像进行阈值分割，以区分条纹区域背景像素和光斑区域像素，提取所述条纹图像中光斑区域后进行光斑区域质心提取；
[0014]通过对所述条纹图像的灰度值加权像素坐标后，分别进行灰度和计算以及加权灰度和计算，两者相除后得到激光光斑质心坐标。
[0015]在一些实施例中，所述通过对所述条纹图像的灰度值加权像素坐标后，分别进行灰度和计算以及加权灰度和计算，两者相除后得到激光光斑质心坐标，包括：
[0016]利用如下的预设的质心公式计算后得到激光光斑质心坐标：
[0017][0018][0019]其中为光斑提取质心特征点坐标，(x,y)为条纹图像像素坐标，f(x,y)为条纹图像中坐标为(x,y)的像素灰度值，Ω为预处理后条纹图像中光斑区域图像。
[0020]在一些实施例中，所述基于所述激光光斑质心坐标得到输入激光脉冲矩阵以及激光光斑质心矩阵，包括：
[0021]基于激光光斑质心坐标，利用如下预设的矩阵公式表示预处理后的激光光斑质心矩阵：
[0022][0023]其中Θ为输入激光脉冲的空间角坐标，T为输入激光脉冲的延时坐标，为坐标为(θ,t)时输入激光脉冲光斑区域质心坐标；
[0024]基于所述激光光斑质心矩阵，利用如下预设的矩阵公式表示所述输入激光脉冲矩阵：
[0025][0026]其中p(θ,t)为坐标为(θ,t)时输入激光脉冲。
[0027]在一些实施例中，所述根据所述输入激光脉冲矩阵及所述激光光斑质心矩阵运算得到条纹图像校正矩阵，包括：
[0028]利用如下预设的计算公式表示所述校正矩阵Y与激光光斑质心矩阵C和输入激光脉冲矩阵P的转换关系：
[0029]Y＝C
‑1×
P。
[0030]在一些实施例中，还包括：
[0031]根据所述校正矩阵得到校正文件，通过所述校正文件对所述条纹管成像激光雷达采集的条纹图像进行校正。
[0032]在一些实施例中，经激光脉冲矩阵控制单元输出的激光脉冲依次经过光学镜头、条纹管光阴极、条纹管聚极栅极阳极、条纹管偏转电场、像增强器和CCD探测器后成像，形成
二维条纹图像，包括：
[0033]输入激光脉冲信号经光学镜头聚焦，通过光学镜组将输入激光脉冲信号汇聚至条纹管光阴极；
[0034]入射条纹管激光脉冲信号经条纹管光阴极诱导产生光电子，通过条纹管光阴极将光信号转换为电信号；
[0035]光阴极输出光电子经条纹管栅极聚极加速聚焦产生光电子束，通过条纹管控制光电子会聚加速成束；
[0036]聚极输出光电子束经条纹管偏转电极扫描偏转至荧光屏，通过偏转电场控制光电子离开偏转电场位置随入射时间的线性空间偏转，光电子偏转射出电场后发射至条纹管荧光屏成像；
[0037]条纹管荧光屏像经微通道板成像增强，通过微通道板作为像增强器将条纹管输出荧光屏电子成像进行信号增强；
[0038]像增强器输出像经光纤锥耦合至CCD相机采集成像，通过光纤锥将增强后电子图像由光纤锥耦合至CCD相机传感阵列，由相机传感器采集后输出二维条纹条纹图像。
[0039]本专利技术实施例还提供一种条纹管成像激光雷达图像坐标校正装置，包括：
[0040]成像单元，配置为经激光脉冲矩阵控制单元输出的激光脉冲依次经过光学镜头、条纹管光阴极、条纹管聚极栅极阳极、条纹管偏转电场、像增强器和CCD探测器后成像，形成二维条纹图像，其中，所述条纹图像中包括激光光斑；
[0041]提取单元，配置为通过对所述条纹图像进行滤波降噪及阈值分割的预处理后提取所述激光光斑质心坐标；
[0042]转换单元，配置为基于所述激光光斑质心坐标得到输入激光脉冲矩阵以及激光光斑质心矩阵；
[0043]确定单元，配置为根据所述输入激光脉冲矩阵及所述激光光斑质心矩阵运算得到条纹图像校正矩阵。
[0044]本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上任一项所述的方法。
[0045]本专利技术实施例还提供一种电子设备，包括：
[0046]一个或多个处理器；
[0047]存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上任一项所述的方法。
[0048]相对于现有技术，本专利技术至少具有以下本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种条纹管成像激光雷达图像坐标校正方法，其特征在于，所述方法包括：经激光脉冲矩阵控制单元输出的激光脉冲依次经过光学镜头、条纹管光阴极、条纹管聚极栅极阳极、条纹管偏转电场、像增强器和CCD探测器后成像，形成二维条纹图像，其中，所述条纹图像中包括激光光斑；通过对所述条纹图像进行滤波降噪及阈值分割的预处理后提取所述激光光斑质心坐标；基于所述激光光斑质心坐标得到输入激光脉冲矩阵以及激光光斑质心矩阵；根据所述输入激光脉冲矩阵及所述激光光斑质心矩阵运算得到条纹图像校正矩阵。2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述通过对所述条纹图像进行滤波降噪及阈值分割的预处理后提取所述激光光斑质心坐标，包括：通过3*3的高斯滤波矩阵对所述条纹图像进行滤波处理，以减小因采集图像中噪声对光斑质心提取的干扰；通过设置灰度阈值对所述条纹图像进行阈值分割，以区分条纹区域背景像素和光斑区域像素，提取所述条纹图像中光斑区域后进行光斑区域质心提取；通过对所述条纹图像的灰度值加权像素坐标后，分别进行灰度和计算以及加权灰度和计算，两者相除后得到激光光斑质心坐标。3.根据权利要求2的方法，其特征在于，所述通过对所述条纹图像的灰度值加权像素坐标后，分别进行灰度和计算以及加权灰度和计算，两者相除后得到激光光斑质心坐标，包括：利用如下的预设的质心公式计算后得到激光光斑质心坐标：激光光斑质心坐标：其中为光斑提取质心特征点坐标，(x,y)为条纹图像像素坐标，f(x,y)为条纹图像中坐标为(x,y)的像素灰度值，Ω为预处理后条纹图像中光斑区域图像。4.根据权利要求3的方法，其特征在于，所述基于所述激光光斑质心坐标得到输入激光脉冲矩阵以及激光光斑质心矩阵，包括：基于激光光斑质心坐标，利用如下预设的矩阵公式表示预处理后的激光光斑质心矩阵：其中Θ为输入激光脉冲的空间角坐标，T为输入激光脉冲的延时坐标，为坐标为(θ,t)时输入激光脉冲光斑区域质心坐标；基于所述激光光斑质心矩阵，利用如下预设的矩阵公式表示所述输入激光脉冲矩阵：
其中p(θ,t)为坐标为(θ,t)时输入激光脉冲。5.根据权利要求4的方法，其特征在于，所述根据所述输入激光脉冲矩阵及所述激光光斑质心矩阵运算得到条纹图像校正矩阵，包括：利用如下预设的计算公式表示所述校正矩阵Y与激光光斑质心矩阵C和输入激光脉...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊荣伟，董超伟，董志伟，陈德应，陈兆东，李旭东，王兴，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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