测距方法、激光雷达及测距系统技术方案

本申请实施例涉及激光雷达技术领域，公开了一种测距方法、激光雷达及测距系统，该测距方法，应用于激光雷达，激光雷达包括感光区域，感光区域包括第一感光区域和第二感光区域，方法包括：在激光雷达实际测距时，获取实际距离测量值、第一感光区域的亮度值以及第二感光区域的第二亮度值，并根据距离误差函数、距离偏移函数，确定距离误差值和距离偏移值；根据实际距离测量值、距离误差值和距离偏移值，得到目标距离值。通过利用距离误差函数和距离偏移函数分别计算距离误差值和距离偏移值，以校正激光雷达的实际距离测量值，得到目标距离值，本申请能够提高激光雷达的测距精度。本申请能够提高激光雷达的测距精度。本申请能够提高激光雷达的测距精度。

【技术实现步骤摘要】
测距方法、激光雷达及测距系统


[0001]本申请涉及激光雷达
，特别是涉及一种测距方法、激光雷达及测距系统。

技术介绍

[0002]激光雷达（Laser Detection and Ranging, LADAR）是以发射激光光束来探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。激光雷达包括发射器和接收器，发射器向目标发射探测信号（激光），接收器接收从目标反射回来的信号（反射光），然后，激光雷达将接收到的信号与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，例如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。
[0003]激光雷达可用于目标距离的测定，在机器人中被广泛应用。在实际应用场景中，激光雷达通常使用TOF法（Time of flight, TOF）进行测距，TOF通过信号在发送端和接收端之间的往返的飞行时间来测量目标物体到光源发出端的距离。
[0004]要使得TOF传感器达到测距精度，需要对其进行标定。目前的标定方式通常通过设置不同位姿的标定板，采集标定板对应的距离测量值，与标定靶的真实距离进行比较，确定误差函数，以对后续实际测量结果进行校准。
[0005]但是，在测距的过程中，由于标靶材质的差异，例如：高低反材质导致TOF模组的光程误差不准确，进而影响测距精度。

技术实现思路

[0006]本申请实施例提供一种测距方法、激光雷达及测距系统，能够解决标靶材质导致的测距结果不准确的问题，提高激光雷达的测距精度。
[0007]本申请实施例提供以下技术方案：第一方面，本申请实施例提供一种测距方法，应用于激光雷达，激光雷达包括感光区域，方法包括：在激光雷达实际测距时，获取实际距离测量值、第一感光区域的第一亮度值以及第二感光区域的第二亮度值，并根据距离误差函数、距离偏移函数，确定距离误差值和距离偏移值；根据实际距离测量值、距离误差值和距离偏移值，得到目标距离值。
[0008]在一些实施例中，距离误差函数包括第一距离误差函数及第二距离误差函数，距离偏移函数包括第一距离偏移函数及第二距离偏移函数；根据距离误差函数、距离偏移函数，确定距离误差值和距离偏移值，包括：分别将第一亮度值代入第一距离误差函数、第一距离偏移函数，得到第一感光区域对应的距离误差值、距离偏移值；以及，分别将第二亮度值代入第二距离误差函数、第二距离偏移函数，得到第二感光区域对应的距离误差值、距离偏移值；根据实际距离测量值、距离误差值和距离偏移值，得到目标距离值，包括：
根据实际距离测量值、第一感光区域对应的距离误差值、距离偏移值以及第二感光区域对应的距离误差值、距离偏移值，得到目标距离值。
[0009]在一些实施例中，方法还包括：获取若干个标靶对应的标定距离测量值、感光区域的亮度值，其中，每一个标靶一一对应一个标靶实际距离；根据标定距离测量值、标靶实际距离，计算距离误差，并根据感光区域的亮度值、距离误差，拟合得到距离误差函数；根据标定距离测量值、距离误差函数，确定距离绝对误差；根据感光区域的亮度值、距离绝对误差，拟合得到距离绝对误差函数，将亮度值代入到距离绝对误差函数，得到亮度值对应的距离绝对误差，将亮度值对应的距离绝对误差确定为距离偏移值；根据感光区域的亮度值、距离偏移值，拟合得到距离偏移函数。
[0010]在一些实施例中，标靶包括若干个第一标靶、若干个第二标靶，第一标靶的数量等于第二标靶的数量；第一感光区域的第一亮度值包括第一标靶对应的第一亮度值、第二标靶对应的第一亮度值；根据感光区域的亮度值、距离误差，拟合得到距离误差函数，包括：根据第一感光区域的第一亮度值、距离误差，拟合得到第一距离误差函数。
[0011]在一些实施例中，根据第一感光区域的第一亮度值、距离误差，拟合得到第一距离误差函数，包括：获取若干个第一标靶一一对应的若干个第一标定距离测量值，以及，获取若干个第二标靶一一对应的若干个第二标定距离测量值；计算每一第一标定距离测量值和与其对应的标靶实际距离的第一差值，以及，计算每一第二标定距离测量值和与其对应的标靶实际距离的第二差值，组合若干个第一差值和若干个第二差值，得到第一差值数列；获取若干个第一标靶一一对应的若干个第一亮度值，以及，获取若干个第二标靶一一对应的若干个第一亮度值，组合若干个第一标靶一一对应的若干个第一亮度值和若干个第二标靶一一对应的若干个第一亮度值，得到第一亮度值数列；根据第一亮度值数列、第一差值数列，拟合得到第一距离误差函数。
[0012]在一些实施例中，方法还包括：确定第一感光区域对应的最大亮度参考值和最小亮度参考值，根据最大亮度参考值和最小亮度参考值，修正第一感光区域的第一亮度值，得到修正后的第一亮度值；其中，确定第一感光区域对应的最大亮度参考值和最小亮度参考值，具体包括：获取若干个第一标靶、若干个第二标靶一一对应的若干个第一亮度值；确定若干个第一亮度值中的最大亮度值，确定第一最大亮度约束，其中，第一最大亮度约束=最大亮度值*第一系数；确定若干个第一亮度值中的最小亮度值，确定第一最小亮度约束，其中，第一最小亮度约束=最小亮度值*第二系数；
根据若干个第一最大亮度约束，确定最大亮度参考值；根据若干个第一最小亮度约束，确定最小亮度参考值。
[0013]在一些实施例中，标靶包括若干个第三标靶，第三标靶的数量等于第一标靶或第二标靶的数量；方法还包括：获取第三标靶的第一亮度值、标定距离测量值；根据最小亮度参考值、最大亮度参考值，修正第三标靶的第一亮度值，得到第三标靶的修正后的第一亮度值；将第三标靶的修正后的第一亮度值代入到第一距离误差函数，得到第三标靶的修正后的第一亮度值对应的第一距离误差；计算每一第三标靶的标定距离测量值与修正后的第一亮度值对应的第一距离误差的差值，将该差值确定为标准参考距离，以确定若干个标准参考距离；计算每一标准参考距离与若干个第一标准参考距离的差值，将差值最小的第一标准参考距离确定为目标参考距离。
[0014]在一些实施例中，将亮度值代入到距离绝对误差函数，得到亮度值对应的距离绝对误差，将亮度值对应的距离绝对误差确定为距离偏移值，包括：将修正后的第一亮度值代入到距离绝对误差函数，得到修正后的第一亮度值对应的距离绝对误差，将修正后的第一亮度值对应的距离绝对误差确定为距离偏移值，具体包括：确定目标参考距离对应的目标靶；根据第一最小亮度约束、第一最大亮度约束，修正目标靶对应的第一亮度值，得到目标靶对应的修正后的第一亮度值，将目标靶对应的修正后的第一亮度值代入第一距离绝对误差函数，得到目标靶对应的修正后的第一亮度值对应的距离绝对误差，将目标靶对应的修正后的第一亮度值对应的距离绝对误差确定为距离偏移值。
[0015]在一些实施例中，感光区域包括第二感光区域，感光区域的亮度值包括第二感光区域的第二亮度值，第二感光区域的第二亮度值包括第一标靶对应的第二亮度值、第二标靶对应的第二亮度值、第三标靶对应的第二亮度值；方法还包括：计算标准参考距离与距离偏移值的差值，并计算每一差值与目标靶对应的标靶实际距离的差值，得到第七差值序列；根据第三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测距方法，其特征在于，应用于激光雷达，所述激光雷达包括感光区域，所述感光区域包括第一感光区域和第二感光区域，所述方法包括：在所述激光雷达实际测距时，获取实际距离测量值、第一感光区域的第一亮度值以及第二感光区域的第二亮度值，并根据距离误差函数、距离偏移函数，确定距离误差值和距离偏移值；根据所述实际距离测量值、距离误差值和距离偏移值，得到目标距离值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述距离误差函数包括第一距离误差函数及第二距离误差函数，所述距离偏移函数包括第一距离偏移函数及第二距离偏移函数；所述根据距离误差函数、距离偏移函数，确定距离误差值和距离偏移值，包括：分别将所述第一亮度值代入所述第一距离误差函数、第一距离偏移函数，得到所述第一感光区域对应的距离误差值、距离偏移值；以及，分别将所述第二亮度值代入所述第二距离误差函数、第二距离偏移函数，得到所述第二感光区域对应的距离误差值、距离偏移值；所述根据所述实际距离测量值、距离误差值和距离偏移值，得到目标距离值，包括：根据所述实际距离测量值、所述第一感光区域对应的距离误差值、距离偏移值以及所述第二感光区域对应的距离误差值、距离偏移值，得到目标距离值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取若干个标靶对应的标定距离测量值、感光区域的亮度值，其中，每一个标靶一一对应一个标靶实际距离；根据所述标定距离测量值、标靶实际距离，计算距离误差，并根据所述感光区域的亮度值、所述距离误差，拟合得到距离误差函数；根据所述标定距离测量值、距离误差函数，确定距离绝对误差；根据所述感光区域的亮度值、距离绝对误差，拟合得到距离绝对误差函数，将所述亮度值代入到所述距离绝对误差函数，得到所述亮度值对应的距离绝对误差，将所述亮度值对应的距离绝对误差确定为距离偏移值；根据所述感光区域的亮度值、距离偏移值，拟合得到距离偏移函数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述标靶包括若干个第一标靶、若干个第二标靶，第一标靶的数量等于第二标靶的数量；所述第一感光区域的第一亮度值包括所述第一标靶对应的第一亮度值、所述第二标靶对应的第一亮度值；所述根据所述感光区域的亮度值、所述距离误差，拟合得到距离误差函数，包括：根据所述第一感光区域的第一亮度值、所述距离误差，拟合得到第一距离误差函数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一感光区域的第一亮度值、所述距离误差，拟合得到第一距离误差函数，包括：获取若干个第一标靶一一对应的若干个第一标定距离测量值，以及，获取若干个第二标靶一一对应的若干个第二标定距离测量值；计算每一第一标定距离测量值和与其对应的标靶实际距离的第一差值，以及，计算每一第二标定距离测量值和与其对应的标靶实际距离的第二差值，组合若干个第一差值和若
干个第二差值，得到第一差值数列；获取若干个第一标靶一一对应的若干个第一亮度值，以及，获取若干个第二标靶一一对应的若干个第一亮度值，组合若干个第一标靶一一对应的若干个第一亮度值和若干个第二标靶一一对应的若干个第一亮度值，得到第一亮度值数列；根据所述第一亮度值数列、第一差值数列，拟合得到所述第一距离误差函数。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：确定所述第一感光区域对应的最大亮度参考值和最小亮度参考值，根据所述最大亮度参考值和最小亮度参考值，修正所述第一感光区域的第一亮度值，得到修正后的第一亮度值；其中，确定所述第一感光区域对应的最大亮度参考值和最小亮度参考值，具体包括：获取若干个第一标靶、若干个第二标靶一一对应的若干个第一亮度值；确定若干个第一亮度值中的最大亮度值，确定第一最大亮度约束，其中，所述第一最大亮度约束=最大亮度值*第一系数；确定若干个第一亮度值中的最小亮度值，确定第一最小亮度约束，其中，所述第一最小亮度约束=最小亮度值*第二系数；根据若干个所述第一最大亮度约束，确定最大亮度参考值；根据若干个所述第一最小亮度约束，确定最小亮度参考值。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述标靶包括若干个第三标靶，第三标靶的数量等于第一标靶或第二标靶的数量；所述方法还包括：获取所述第三标靶的第一亮度值、标定距离测量值；根据所述最小亮度参考值、所述最大亮度参考值，修正所述第三标靶的第一亮度值，得到所述第三标靶的修正后的第一亮度值；将所述第三标靶的修正后的第一亮度值代入到所述第一距离误差函数，得到所述第三标靶的修正后的第一亮度值对应的第一距离误差；计算每一所述第三标靶的标定距离测量值与修正后的第一亮度值对应的第一距离误差的差值，将该差值确定为标准参考距离，以确定若干个标准参考距离；计算每一标准参考距离与若干个第一标准参考距离的差值，将差值最小的第一标准参考距离确定为目标参考距离。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将所述亮度值代入到所述距离绝对误差函数，得到所述亮度值对应的距离绝对误差，将所述亮度值对应的距离绝对误差确定为距离偏移值，包括：将所述修正后的第一亮度值代入到所述距离绝对误差函数，得到所述修正后的第一亮度值对应的距离绝对误差，将所述修正后的第一亮度值对应的距离绝对误差确定为距离偏移值，具体包括：确定所述目标参考距离对应的目标靶；根据所述第一最小亮度约束、第一最大亮度约束，修正所述目标靶对应的第一亮度值，得到所述目标靶对应的修正后的第一亮度值，将所述目标靶对应的修正后的第一亮度值代入所述第一距离绝对误差函数，得到所述目标靶对...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳家斌，陈悦，揭平良，
申请(专利权)人：深圳市欢创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：