[发明专利]一种全固态激光雷达系统的数据融合并行处理方法及系统

权利要求书

1.一种全固态激光雷达系统的深度数据并行处理方法，其特征在于包括：

步骤一，ToF(时间飞行)传感器在嵌入式处理器控制下采集数据，所述嵌入式处理器处理生成深度数据；

步骤二，可见光传感器在所述嵌入式处理器控制下采集可见光数据，所述嵌入式处理器处理生成可见光图像；

步骤三，采用数据融合处理模块按给定的分辨率要求对所述深度数据和所述可见光图像进行插值或抽样处理后，进行数据融合；

步骤四，将所述深度数据、可见光图像以及融合后的数据发送给数据请求方；所述步骤一包括：

步骤1-1，在所述嵌入式处理器控制下，所述ToF传感器在给定的工作参数下，所有像素点同时采集回波信号强度，并将模拟数字转换器转换后的数字信号发送给所述嵌入式处理器；

步骤1-2，所述嵌入式处理将接收到的原始数据，计算成4组差分幅值数据DCS0、DCS1、DCS2、DCS3；

步骤1-3，使用相位差方法，使用差分幅值数据DCS0、DCS1、DCS2、DCS3计算每个像素点的距离数据d；

步骤1-4，为提高测量精度，使用ToF传感器的标定数据文件，校准每个像素点的距离数据，修正系统误差；

步骤1-5，根据数据处理要求对所述深度数据进行处理，如果要求对所述深度数据进行滤波处理，使用滤波算法进行数据滤波处理；如果无数据滤波处理要求，转到步骤1-6；

步骤1-6，将生成的深度数据缓存输出给数据融合处理模块；

步骤1-7，本幀数据采集结束，重复步骤1-1至步骤1-6完成所有幀数据采集；所述步骤二包括：

步骤2-1，在所述嵌入式处理器的控制下，可见光COMS/CCD传感器在给定的工作参数下，采集生产RGB图像数据并传输给所述嵌入式处理器；

步骤2-2，所述嵌入式处理器对RGB数据进行图像降噪处理；

步骤2-3，将生成的可见光图像数据缓存输出给数据融合处理模块；

步骤2-4，本幀数据采集结束，重复步骤2-1至步骤2-4完成所有幀数据采集；所述步骤三包括：

步骤3-1，利用同光轴光学结构，进行深度数据与可见光图像的成像区域调整，使两者的视场接近一致；

步骤3-2，按给定的分辨率要求，使用从低分辨率到高分辨率的插值或从高分辨率到低分辨率的抽样，分别调整深度数据和可见光图像的分辨率，使两者的图像数据便于配准；

步骤3-3，同时对深度数据进行多尺度分解，得到深度底层图像数据；对可见光数据进行细节提取，得到可见光图像细节数据；

步骤3-4，利用所述深度底层图像数据和所述可见光图像细节数据的特征，进行图像融合，重构生成融合数据；

步骤3-5，对生成的所述融合数据进行伪彩色显示处理，生产伪彩色图像输出；

通过激光光源发射850nm的脉冲激光照射被测物体，采集探测目标的发射的脉冲光，转换成探测目标的深度数据，计算出每个像素点与中心轴的方位角，根据特征点的距离和方位角信息进行位姿数据解算，并以25Hz的数据刷新率传输给数据后处理系统。

2.一种全固态激光雷达系统的深度数据并行处理系统，用于实现权利要求1所述的一种全固态激光雷达系统的深度数据并行处理方法，其特征在于包括：

FPGA或多核处理器，所述FPGA或多核处理器置于所述全固态激光雷达系统的数据处理系统内，包括操作系统任务调度模块、数据实时转换模块以及多算法并行处理模块，所述操作系统任务调度模块分别与所述数据实时转换模块以及所述多算法并行处理模块连接，根据时序交替或同时使两个模块工作，所述数据实时转换模块以及所述多算法并行处理模块相互电连接，从而传递数据并进行相应的处理。

3.根据权利要求2所述一种全固态激光雷达系统的深度数据并行处理系统，其特征在于：所述FPGA或多核处理器分成独立的3个处理核，分别为1#处理核、2#处理核和3#处理核，1#处理核采集和处理深度数据，2#处理核采集和处理可见光数据，3#处理核实现两种数据的融合处理和数据输出控制，实现多核并行处理。

4.根据权利要求3所述一种全固态激光雷达系统的深度数据并行处理系统，其特征在于：所述1#处理核流水线分成：深度数据采集、幅值差分数据解算、原始深度数据解算、误差修正和数据滤波处理这5个流水线段，实现深度数据的单核5段流水处理。