基于无线雷达的空间环境建模算法制造技术

本发明专利技术公开了基于无线雷达的空间环境建模算法，属于基于雷达建模算法技术领域，该空间环境建模算法包括：1)使用无线雷达不断向目标空间内发射步进频信号，同时接收目标空间内的回波信号；2)采用坐标变换方式将无线雷达接收的回波信号转化为全局坐标系中的点云数据，并对采集过程中存在的多源不确定性数据采用区间集员的方式进行融合和处理；3)对转化获取的点云数据进行数据预处理，并对处理后的点云数据进行分类，而后通过空间地面点模型处理技术而获取空间地形高程模型。本发明专利技术，可通过无线雷达对特定区域的空间场景建模，从而便于驾驶人员提前知晓前方空间区域的模拟三维空间，进而规划合理的出行路线，实现安全驾驶。实现安全驾驶。实现安全驾驶。

【技术实现步骤摘要】
基于无线雷达的空间环境建模算法


[0001]本专利技术属于基于雷达建模算法
，具体涉及基于无线雷达的空间环境建模算法。

技术介绍

[0002]空间分析建模是通过作用于原始数据和派生数据的一组顺序、交互空间分析命令，解释有关空间现象或发现空间规律的过程。空间分析建模建立在对空间地图数据操作基础之上，又称"地图建模"，其结果是得到一个"地图模型"，它是对空间分析过程及其结果的图形或符号化表示，帮助分析人员和规划所要完成的分析过程，并逐步指定完成分析过程所需数据。
[0003]目前，雷达系统仿真建模是数字模拟技术与雷达技术相结合的产物。其利用计算机仍真技术的可控制性、可重复性、安全性、经济性、无破坏性等特点进行仿真与效能评估。以自动驾驶汽车为例，在数据行驶收集及应对突发情况的演练环节，环境建模是必不可少的“练习条件”。
[0004]然而在安全出行、航线规划等领域，现有的如即时定位与地图构建(VSLAM)技术还是容易因传感器测量误差等因素，会出现目标跟踪丢失的情况，虽然回环检测会重新优化路径，但优化多次之后会依然存在较大的误差，在实际应用过程中，还是会出现出行事故等问题，造成出行不安全的情况时有发生。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供基于无线雷达的空间环境建模算法，可通过雷达配合特定的算法进行特定区域的空间场景建模，从而便于驾驶人员提前知晓前方空间区域的模拟三维空间，进而规划合理的出行路线，实现安全驾驶，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于无线雷达的空间环境建模算法，该空间环境建模算法包括：
[0007]1)使用无线雷达不断向目标空间内发射步进频信号，同时接收目标空间内的回波信号；
[0008]2)采用坐标变换方式将无线雷达接收的回波信号转化为全局坐标系中的点云数据，并对采集过程中存在的多源不确定性数据采用区间集员的方式进行融合和处理；
[0009]3)对转化获取的点云数据进行数据预处理，并对处理后的点云数据进行分类，而后通过空间地面点模型处理技术而获取空间地形高程模型；
[0010]4)利用正射影像结合空间地形高程模型，绘制空间地物要素；
[0011]5)实时获取目标空间内的环境参数，得到环境参数值；
[0012]6)根据空间地物要素和环境参数值建立三维模型，得到可视化且具备环境参数值的三维模拟空间。
[0013]优选地，所述无线雷达不断向外发射步进频信号，同时接收目标的回波信号具体
为：
[0014]无线雷达对周围环境进行不间断扫描，以获得目标空间地形感知的原始数据。
[0015]优选地，所述全局坐标系中的点云数据至少包括：目标空间区域内的周边障碍物信息、前方交通地面标线信息和周边隔离护栏及人行道信息。
[0016]优选地，所述对转化获取的点云数据进行数据预处理包括：
[0017]对点云数据进行邻域划分，以构建点云间的拓扑关系，再通过点云空间拓扑关系估算出点云特征信息，并采用点云滤波方法对前述点云信息进行过滤。
[0018]优选地，所述对处理后的点云数据进行分类，而后通过空间地面点模型处理技术而获取空间地形高程模型具体为：
[0019]将预处理后的点云数据经格式转换后导入三维几何处理系统的软件中，在软件中直观显示三维点云集，以对点云数据进行分割分类，而后通过空间地面点模型处理技术获取空间地形高程模型。
[0020]优选地，所述目标空间内的环境参数至少包括目标空间区域的温度、湿度、空气质量、光线亮度及声音强度。
[0021]优选地，所述无线雷达采集时采用双天线发射和双天线接收。
[0022]优选地，所述实时获取目标空间内的环境参数由传感器组完成，其中，传感器组至少包括若干温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、光线亮度传感器及声音传感器。
[0023]作为本专利技术的另一个方面，本专利技术还提出基于无线雷达的空间环境建模装置，包括：
[0024]无线雷达，用于不断向目标空间内发射步进频信号，同时接收目标空间内的回波信号；
[0025]坐标系构建处理模块，用于采用坐标变换方式将无线雷达接收的回波信号转化为全局坐标系中的点云数据，并对采集过程中存在的多源不确定性数据采用区间集员的方式进行融合和处理；
[0026]数据预处理模块，用于对转化获取的点云数据进行数据预处理，并对处理后的点云数据进行分类，而后通过空间地面点模型处理技术而获取空间地形高程模型；
[0027]空间地物要素绘制模块，用于利用正射影像结合空间地形高程模型，绘制空间地物要素；
[0028]环境参数获取模块，用于实时获取目标空间内的环境参数，得到环境参数值；
[0029]空间模型构建模块，用于根据空间地物要素和环境参数值建立三维模型，得到可视化且具备环境参数值的三维模拟空间。
[0030]作为本专利技术的再一个方面，本专利技术还提出一种电子设备，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第一个方面中任一项方法步骤。
[0031]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0032]本专利技术，通过采用无线雷达采集目标不断向目标空间内发射步进频信号，同时接收目标空间内的回波信号，进而通过坐标变换方式将无线雷达接收的回波信号转化为全局坐标系中的点云数据，而后对转化获取的点云数据进行数据预处理，并对处理后的点云数
据进行分类，而后通过空间地面点模型处理技术、以及正射影像结合空间地形高程模型，绘制空间地物要素；同时获取目标空间内的环境参数，得到环境参数值，最终通过空间地物要素和环境参数值建立三维模型，得到可视化且具备环境参数值的三维模拟空间；因此，该种基于无线雷达的空间环境建模算法可对特定区域的空间场景建模，从而便于驾驶人员提前知晓前方空间区域的模拟三维空间，进而规划合理的出行路线，实现安全驾驶。
附图说明
[0033]图1为本专利技术基于无线雷达的空间环境建模算法的工作流程示意图。
[0034]图2为本专利技术基于无线雷达的空间环境建模算法的建模装置模块结构示意图。
[0035]图3为本专利技术基于无线雷达的空间环境建模算法的电子设备硬件结构示意图。
[0036]图中：30、基于无线雷达的空间环境建模装置；31、无线雷达；32、坐标系构建处理模块；33、数据预处理模块；34、空间地物要素绘制模块；35、环境参数获取模块；36、空间模型构建模块；40、电子设备；41、处理器；42、存储器；43、总线。
具体实施方式
[0037]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于无线雷达的空间环境建模算法，其特征在于，该空间环境建模算法包括：1)使用无线雷达不断向目标空间内发射步进频信号，同时接收目标空间内的回波信号；2)采用坐标变换方式将无线雷达接收的回波信号转化为全局坐标系中的点云数据，并对采集过程中存在的多源不确定性数据采用区间集员的方式进行融合和处理；3)对转化获取的点云数据进行数据预处理，并对处理后的点云数据进行分类，而后通过空间地面点模型处理技术而获取空间地形高程模型；4)利用正射影像结合空间地形高程模型，绘制空间地物要素；5)实时获取目标空间内的环境参数，得到环境参数值；6)根据空间地物要素和环境参数值建立三维模型，得到可视化且具备环境参数值的三维模拟空间。2.根据权利要求1所述的基于无线雷达的空间环境建模算法，其特征在于，所述无线雷达不断向外发射步进频信号，同时接收目标的回波信号具体为：无线雷达对周围环境进行不间断扫描，以获得目标空间地形感知的原始数据。3.根据权利要求1所述的基于无线雷达的空间环境建模算法，其特征在于，所述全局坐标系中的点云数据至少包括：目标空间区域内的周边障碍物信息、前方交通地面标线信息和周边隔离护栏及人行道信息。4.根据权利要求1所述的基于无线雷达的空间环境建模算法，其特征在于，所述对转化获取的点云数据进行数据预处理包括：对点云数据进行邻域划分，以构建点云间的拓扑关系，再通过点云空间拓扑关系估算出点云特征信息，并采用点云滤波方法对前述点云信息进行过滤。5.根据权利要求1所述的基于无线雷达的空间环境建模算法，其特征在于，所述对处理后的点云数据进行分类，而后通过空间地面点模型处理技术而获取空间地形高程模型具体为：将预处理后的点云数据经格式转换后导入三维几何处理系统的软件中，在软件中直观显示三维点云集，以对点云数据进行分割分类，而后...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏瀚，
申请(专利权)人：南京苗米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：