一种基于多台深度相机拼接模拟激光雷达数据的方法与流程

本发明涉及一种模拟方法，具体是一种基于多台深度相机拼接模拟激光雷达数据的方法。

背景技术：

随着科学技术的发展和计算机及高新技术的广泛应用，数字立体摄影测量也逐渐发展和成熟起来，激光雷达是一种工作在从红外到紫外光谱段的雷达系统，其原理是向目标发射探测信号,然后将接收到的从目标反射回来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,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而对障碍物目标进行探测和识别。基于双目、结构光和tof（飞行时间测距法）三种技术的深度相机也日渐成熟，可以提供较小视觉的深度信息。

激光雷达是以发射探测信号探测障碍物目标的位置、速度等特征量的雷达系统。激光雷达缺点是工作时受环境及气候影响大，且其波束极窄,在空间搜索目标非常困难，直接影响对非合作目标的截获概率和探测效率,只能在较小的范围内搜索、捕获目标，同时其造价非常昂贵，相关的应用无法得到大范围推广。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于多台深度相机拼接模拟激光雷达数据的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于多台深度相机拼接模拟激光雷达数据的方法，通过多台深度相机按特定位置的组合拼接，对机器人前方大于90度及小于6米范围的障碍物探测，实现模拟激光雷达的操作。

作为本发明再进一步的方案：所述深度相机数量大于2。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过多台深度相机按特定位置的组合拼接，可以对机器人前方大于90度及小于6米范围的障碍物探测，实现模拟激光雷达的操作。深度相机采集数据不容易受到环境的影响，且数据误差小，该方法具有低成本的优势，能够填补激光雷达的缺点。

附图说明

图1为基于多台深度相机拼接模拟激光雷达数据的方法中多台深度相机拼接方式示意图。

图2为基于多台深度相机拼接模拟激光雷达数据的方法中深度相机平行面简单模型。

图3为基于多台深度相机拼接模拟激光雷达数据的方法中深度相机垂直面简单模型。

图4为基于多台深度相机拼接模拟激光雷达数据的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～4，本发明实施例中，一种基于多台深度相机拼接模拟激光雷达数据的方法，通过多台深度相机按特定位置的组合拼接，对机器人前方大于90度及小于6米范围的障碍物探测，实现模拟激光雷达的操作。

如图1所示为多台深度相机拼接方式，八台深度相机按照一定的角度固定在机械固定装置上，通过棋盘格标定方法获得各个相机基于中心点的旋转分量r和平移分量t，利用r和t将多台相机的深度数据映射到同一坐标系中拼接，去除两台相机重叠部分，最终得到一个探测范围更大激光雷达数据。其中单台深度数据水平探测范围为58.4°,去除其余相邻相机重叠部分，其真正的水平探测范围为45°。

对深度相机的深度图像用简单模型描述，如图2所示，模型平面为与地面平行的平面，坐标原点为深度相机中心，其对应像素平面的宽度，相机获取到的障碍物离成像平面的深度值，通过转换后得到障碍物离光心距离的激光量程值。

所述深度相机垂直方向测距，对深度相机的深度图像用简单模型描述，如图3所示，模型平面为与地面垂直的平面，坐标原点为深度相机中心。对应像素平面的高度，可以根据应用对垂直方向扫描的高度不同设置不同的垂直方向扫描范围，例如设置为-22.5°到5°。

如上所述，即可建立起当前局部环境，模拟实现二位激光雷达功能。也可以根据实际需要，取深度相机若干行并对其求最小深度值作为激光点数据的深度值进行计算，即可达到近似三维雷达效果的二维激光雷达数据。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种基于多台深度相机拼接模拟激光雷达数据的方法，通过多台深度相机按特定位置的组合拼接，对机器人前方大于90度及小于6米范围的障碍物探测，实现模拟激光雷达的操作。深度相机采集数据不容易受到环境的影响，且数据误差小，该方法具有低成本的优势，能够填补激光雷达的缺点。

技术研发人员：周海明
受保护的技术使用者：旗瀚科技有限公司
技术研发日：2017.06.07
技术公布日：2017.10.17