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激光雷達的控制系統(tǒng)及控制方法與流程

文檔序號:11862015閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種激光雷達的控制系統(tǒng),其特征在于,包括激光雷達、相機、計算機以及驅(qū)動機構(gòu),

所述驅(qū)動機構(gòu)用于驅(qū)動所述激光雷達進行運動;

所述相機設(shè)置在所述激光雷達上,所述相機的光軸和所述激光雷達的接收光學系統(tǒng)的光軸平行;

所述計算機與所述相機和所述驅(qū)動機構(gòu)連接,用于接收并顯示所述相機拍攝的圖像,以及對所述驅(qū)動機構(gòu)進行驅(qū)動控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光雷達的控制系統(tǒng),其特征在于,在所述計算機中設(shè)置有掃描定位控制模塊,

所述掃描定位控制模塊,用于基于所述相機拍攝的圖像對所述激光雷達的掃描范圍進行定位,并根據(jù)所述定位信息控制所述驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動所述激光雷達進行掃描運動。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng),其特征在于,所述基于所述相機拍攝的圖像對所述激光雷達的掃描范圍進行定位,并根據(jù)所述定位信息控制所述驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動所述激光雷達進行掃描運動包括:

獲取所述圖像上的確定的掃描范圍端點的像素坐標;

根據(jù)所述相機的光學參數(shù),將所述像素坐標轉(zhuǎn)換為所述激光雷達的掃描角度信息;

根據(jù)所述掃描角度信息,控制所述驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動所述激光雷達進行掃描運動。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制系統(tǒng),其特征在于,

所述相機的鏡頭的基礎(chǔ)焦距為f0、光學放大倍率為M,所述相機的成像傳感器的尺寸為H×W,其中,H為所述成像傳感器的高度,所述W為所述成像傳感器的寬度,所述成像傳感器的分辨率為像素分辨率為NH=NW,其中,NH為垂直像素個數(shù),NW為水平像素個數(shù),設(shè)所述像素坐標為(Px,Py),其中,Px和Py的單位為像素的個數(shù),

所述掃描角度信息包括水平掃描角度范圍端點和/或俯仰掃描角度范圍端點所述激光雷達的當前水平方位角為當前垂直方位角為

所述根據(jù)所述相機的光學參數(shù),將所述像素坐標轉(zhuǎn)換為所述激光雷達的掃描角度信息包括:

通過如下公式確定所述水平掃描角度范圍端點

和/或

通過如下公式確定所述俯仰掃描角度范圍端點

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng),其特征在于,以所述當前水平方位角為或者當前垂直方位角為所述掃描起始方位角,以所述水平掃描角度范圍端點或者所述俯仰掃描角度范圍端點為掃描終止方位角,

所述根據(jù)所述掃描角度信息,控制所述驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動所述激光雷達進行掃描運動包括:

獲取掃描角度分辨率;

根據(jù)所述掃描角度分辨率、所述掃描起始方位角以及掃描終止方位角在所述掃描范圍內(nèi)進行線性插值,獲得每個掃描點對應(yīng)的水平方位角或者垂直方位角;

根據(jù)每個掃描點對應(yīng)的水平方位角或者垂直方位角,驅(qū)動所述激光雷達進行水平轉(zhuǎn)動或者俯仰運動。

6.一種激光雷達的控制方法,其特征在于,該控制方法基于包括激光雷達、相機、計算機以及驅(qū)動機構(gòu)的控制系統(tǒng),其中,所述相機設(shè)置在所述激光雷達上,所述相機、驅(qū)動機構(gòu)均與所述計算機連接,所述相機的光軸和所述激光雷達的接收光學系統(tǒng)的光軸平行,

所述控制方法包括:

所述相機拍攝圖像并發(fā)送給所述計算機;

所述計算機接收所述相機拍攝的圖像并顯示;

所述計算機獲取所述圖像上的確定的掃描范圍端點的像素坐標;

所述計算機根據(jù)所述相機的光學參數(shù),將所述像素坐標轉(zhuǎn)換為所述激光雷達的掃描角度信息;

所述計算機根據(jù)所述掃描角度信息,控制所述驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動所述激光雷達進行掃描運動。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法,其特征在于,

所述相機的鏡頭的基礎(chǔ)焦距為f0、光學放大倍率為M,所述相機的成像傳感器的尺寸為H×W,其中,H為所述成像傳感器的高度,所述W為所述成像傳感器的寬度,所述成像傳感器的分辨率為像素分辨率為NH=NW,其中,NH為垂直像素個數(shù),NW為水平像素個數(shù),設(shè)所述像素坐標為(Px,Py),其中,Px和Py的單位為像素的個數(shù),

所述掃描角度信息包括水平掃描角度范圍端點和/或俯仰掃描角度范圍端點所述激光雷達的當前水平方位角為當前垂直方位角為

所述根據(jù)所述相機的光學參數(shù),將所述像素坐標轉(zhuǎn)換為所述激光雷達的掃描角度信息包括:

通過如下公式確定所述水平掃描角度范圍端點

和/或

通過如下公式確定所述俯仰掃描角度范圍端點

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制方法,其特征在于,以所述當前水平方位角為或者當前垂直方位角為所述掃描起始方位角,以所述水平掃描角度范圍端點或者所述俯仰掃描角度范圍端點為掃描終止方位角,

所述根據(jù)所述掃描角度信息,控制所述驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動所述激光雷達進行掃描運動包括:

獲取掃描角度分辨率;

根據(jù)所述掃描角度分辨率、所述掃描起始方位角以及掃描終止方位角在所述掃描范圍內(nèi)進行線性插值,獲得每個掃描點對應(yīng)的水平方位角或者垂直方位角;

根據(jù)每個掃描點對應(yīng)的水平方位角或者垂直方位角,驅(qū)動所述激光雷達進行水平轉(zhuǎn)動或者俯仰運動。

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