本发明专利技术提供一种用于激光雷达的数据处理方法、数据处理装置以及激光雷达系统，其中所述数据处理方法包括：S11：通过第一处理单元从所述激光雷达的点云文件中提取点云数据；S12：通过所述第一处理单元将所述点云数据转换成图像数据；S13：通过第二处理单元接收所述图像数据，并对所述图像数据中的每个像素进行数据处理，获得与所述点云数据对应的三维坐标数据；S14：通过所述第二处理单元至少根据所述三维坐标数据生成三维点云并显示。本发明专利技术主要解决在渲染雷达点云数据时遇到的算力瓶颈问题，通过对点云数据进行格式转换，以及两个处理单元相互配合，不仅加速了点云渲染过程，还对点云渲染过程中的整体算力消耗进行均衡，从而大幅提供整体渲染性能。幅提供整体渲染性能。幅提供整体渲染性能。
【技术实现步骤摘要】
用于激光雷达的数据处理方法、数据处理装置及激光雷达系统
[0001]本专利技术涉及光电探测领域，尤其涉及用于激光雷达的数据处理方法、数据处理装置以及激光雷达系统。
技术介绍
[0002]激光雷达是一种常用的测距传感器，具有探测距离远、分辨率高、抗有源干扰能力强、体积小、质量轻等优点，广泛应用于智能机器人、无人机、无人驾驶等领域。激光雷达作为一种三维测量系统，通过采集的激光测量点(点云)实现对测量区域的三维测量覆盖。以典型的ToF(飞行时间法)激光雷达为例，基于发射和接收回波的时间差来计算测距距离。点云数据中的主要信息之一为每次激光发射获得的测距信息。激光雷达基于测距信息和相应时刻激光发射角度信息，通过数学解算的方法获得每个点的三维信息。点云中另一个主要信息为每次激光发射获得的反射率信息。反射率大小反映了目标物对于激光信号的反射能力强弱。对于每个激光点而言，测距信息和反射率信息总是成对出现，因此一组测距信息和反射率信息可以统称为一个数据点。除了测距信息和反射率信息这两个主要信息外，点云数据中还包含一些辅助信息，例如转角信息、网络信息、回波模式等。点云数据的传输方式多采用以太网作为传输方式。点云数据在激光雷达运行过程中实时、连续地产生，需要在传输时选择合适的大小进行封包。
[0003]随着激光雷达工艺及方案的进步,雷达的性能越来越高,线数也越来越高，例如最早的4线、8线激光雷达，发展到32线、40线、64线甚至128线，计算机软件每秒所需要处理的点的数量也越来越多，例如128线激光雷达点频(每秒的数据点)超过3百万。当达到一定边界时，会到达计算机的CPU算力瓶颈,造成播放点云卡顿,无法流畅的显示点云,必须通过升级计算机硬件才能有所缓解。
[0004]
技术介绍
部分的内容仅仅是公开专利技术人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。
技术实现思路
[0005]有鉴于现有的一个或多个缺陷，本专利技术涉及一种用于激光雷达的数据处理方法，所述数据处理方法包括：
[0006]S11：通过第一处理单元从所述激光雷达的点云文件中提取点云数据；
[0007]S12：通过所述第一处理单元将所述点云数据转换成图像数据；
[0008]S13：通过第二处理单元接收所述图像数据，并对所述图像数据中的每个像素进行数据处理，获得与所述点云数据对应的三维坐标数据；
[0009]S14：通过所述第二处理单元至少根据所述三维坐标数据生成三维点云并显示。
[0010]根据本专利技术的一个方面，其中所述步骤S11还包括：从所述激光雷达的点云文件中提取至少一帧点云数据，其中一帧点云数据对应于一幅图像数据，所述步骤S12还包括：所
述第一处理单元根据所述一帧点云数据需占用的存储空间，设置转换后的一幅图像数据的尺寸。
[0011]根据本专利技术的一个方面，其中一帧点云数据是指激光雷达遍历一次视场范围获得的点云数据，其包括在多个基准角度下的多个数据点的数据。
[0012]根据本专利技术的一个方面，其中所述点云数据中一个数据点的存储空间的大小对应于所述图像数据中一个像素的存储空间的大小，所述步骤S12还包括：所述第一处理单元根据预设的数据点和像素的位置对应关系，将所述点云数据中一个数据点的数据对应地填充到所述图像数据的一个像素中。
[0013]根据本专利技术的一个方面，其中所述一个数据点的数据包括所述激光雷达一次探测获得的目标物的距离以及反射率。
[0014]根据本专利技术的一个方面，其中所述步骤S13还包括：通过所述第二处理单元接收所述激光雷达的校准数据，并根据所述校准数据对所述图像数据中的每个像素进行数据处理。
[0015]根据本专利技术的一个方面，其中所述激光雷达的校准数据包括每个数据点的水平角度校正参数和垂直角度校正参数。
[0016]根据本专利技术的一个方面，其中根据预设的数据点和像素的位置对应关系获得基准角度，根据所述水平角度校正参数和所述基准角度获得所述点云数据的水平角度，根据所述垂直角度校正参数获得所述点云数据的垂直角度。
[0017]根据本专利技术的一个方面，其中所述步骤S13中根据所述校准数据对所述图像数据中的每个像素进行数据处理的过程包括：
[0018]S131：提取每个像素对应的距离和反射率；
[0019]S132：根据预设的数据点和像素的位置对应关系，获得每个像素对应的数据点的距离、水平角度和垂直角度；
[0020]S133:计算每个像素对应的数据点的三维坐标数据。
[0021]根据本专利技术的一个方面，其中所述步骤S14包括：通过第二处理单元根据每个像素对应的数据点的三维坐标数据和反射率生成三维点云并显示。
[0022]根据本专利技术的一个方面，其中所述第一处理单元为中央处理单元，所述第二处理单元为图像处理单元，所述第二处理单元对所述图像数据中的每个像素进行并行数据处理，生成三维点云并显示。
[0023]本专利技术还涉及一种激光雷达的数据处理装置，所述数据处理装置包括：
[0024]第一处理单元，配置为从所述激光雷达的点云文件中提取点云数据，并将所述点云数据转换成图像数据；和
[0025]第二处理单元，配置为接收所述图像数据，并对所述图像数据中的每个像素进行数据处理，获得与所述点云数据对应的三维坐标数据，还配置为至少根据所述三维坐标数据生成三维点云并显示。
[0026]根据本专利技术的一个方面，其中所述第一处理单元还配置为从所述激光雷达的点云文件中提取至少一帧点云数据，其中一帧点云数据对应于一幅图像数据，所述第一处理单元根据所述一帧点云数据需占用的存储空间，设置转换后的一幅图像数据的尺寸。
[0027]根据本专利技术的一个方面，其中一帧点云数据是指激光雷达遍历一次视场范围获得
的点云数据，其包括在多个基准角度下的多个数据点的数据。
[0028]根据本专利技术的一个方面，其中所述点云数据中一个数据点的存储空间的大小对应于所述图像数据中一个像素的存储空间的大小，所述第一处理单元根据预设的数据点和像素的位置对应关系，将所述点云数据中一个数据点的数据对应地填充到所述图像数据的一个像素中。
[0029]根据本专利技术的一个方面，其中所述一个数据点的数据包括所述激光雷达一次探测获得的目标物的距离以及反射率。
[0030]根据本专利技术的一个方面，其中所述第二处理单元接收所述激光雷达的校准数据，并根据所述校准数据对所述图像数据中的每个像素进行数据处理。
[0031]根据本专利技术的一个方面，其中所述激光雷达的校准数据包括每个数据点的水平角度校正参数和垂直角度校正参数。
[0032]根据本专利技术的一个方面，其中根据预设的数据点和像素的位置对应关系获得基准角度，根据所述水平角度校正参数和所述基准角度获得所述点云数据的水平角度，根据所述垂直角度校正参数获得所述点云数据的垂直角度。
[0033]根据本专利技术的一个方面，其中所述第二处理单元根据所述校准数据对所述图像数据中的每个像素进行数据处理的过程包括：
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于激光雷达的数据处理方法，所述数据处理方法包括：S11：通过第一处理单元从所述激光雷达的点云文件中提取点云数据；S12：通过所述第一处理单元将所述点云数据转换成图像数据；S13：通过第二处理单元接收所述图像数据，并对所述图像数据中的每个像素进行数据处理，获得与所述点云数据对应的三维坐标数据；S14：通过所述第二处理单元至少根据所述三维坐标数据生成三维点云并显示。2.根据权利要求1所述的数据处理方法，其中所述步骤S11还包括：从所述激光雷达的点云文件中提取至少一帧点云数据，其中一帧点云数据对应于一幅图像数据，所述步骤S12还包括：所述第一处理单元根据所述一帧点云数据需占用的存储空间，设置转换后的一幅图像数据的尺寸。3.根据权利要求2所述的数据处理方法，其中一帧点云数据是指激光雷达遍历一次视场范围获得的点云数据，其包括在多个基准角度下的多个数据点的数据。4.根据权利要求1所述的数据处理方法，其中所述点云数据中一个数据点的存储空间的大小对应于所述图像数据中一个像素的存储空间的大小，所述步骤S12还包括：所述第一处理单元根据预设的数据点和像素的位置对应关系，将所述点云数据中一个数据点的数据对应地填充到所述图像数据的一个像素中。5.根据权利要求4所述的数据处理方法，其中所述一个数据点的数据包括所述激光雷达一次探测获得的目标物的距离以及反射率。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的数据处理方法，其中所述步骤S13还包括：通过所述第二处理单元接收所述激光雷达的校准数据，并根据所述校准数据对所述图像数据中的每个像素进行数据处理。7.根据权利要求6所述的数据处理方法，其中所述激光雷达的校准数据包括每个数据点的水平角度校正参数和垂直角度校正参数。8.根据权利要求7所述的数据处理方法，其中根据预设的数据点和像素的位置对应关系获得基准角度，根据所述水平角度校正参数和所述基准角度获得所述点云数据的水平角度，根据所述垂直角度校正参数获得所述点云数据的垂直角度。9.根据权利要求6所述的数据处理方法，其中所述步骤S13中根据所述校准数据对所述图像数据中的每个像素进行数据处理的过程包括：S131：提取每个像素对应的距离和反射率；S132：根据预设的数据点和像素的位置对应关系，获得每个像素对应的数据点的距离、水平角度和垂直角度；S133:计算每个像素对应的数据点的三维坐标数据。10.根据权利要求9所述的数据处理方法，其中所述步骤S14包括：通过第二处理单元根据每个像素对应的数据点的三维坐标数据和反射率生成三维点云并显示。11.根据权利要求6所述的数据处理方法，其中所述第一处理单元为中央处理单元，所述第二处理单元为图像处理单元，所述第二处理单元对所述图像数据中的每个像素进行并行数据处理，生成三维点云并显示。12.一种激光雷达的数据处理装置，所述数据处理装置包括：第一处理单元，配置为从所述激光雷达的点云文件中提取点云数据，并将所述点云数
据转换成图像数据；和第二处理单元，...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶华为，向少卿，
申请(专利权)人：上海禾赛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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