[发明专利]一种低线束激光雷达数据匹配多线束激光雷达模型的方法

权利要求书

1.一种低线束激光雷达数据匹配多线束激光雷达模型的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、低线束激光雷达采集到的是三维直角坐标系下的点云数据，包含了点在三维直角坐标系下的坐标(x,y,z)、点到低线束激光雷达的距离r以及点的反射强度i；将低线束激光雷达采集到的三维直角坐标系下的点云数据进行二维化处理，得到二维直角坐标系数据，并对二维直角坐标系数据进行间隔采样；

S2、生成扩充图像：

记步骤S1得到的多帧五通道二维图像为A_i，其中i为每一帧的帧号，i∈[0,max]且i为整数，max为低线束激光雷达数据的最后一帧的帧号；采集数据的低线束激光雷达的线束数量为As；目标多线束雷达的线束数量为Bs，且满足As∈{4,8,16,32,64,128}与BsAs；

对于高度为As的图像A_i，需要在每行下面插入行数据，每个图像共扩充Bs-As行数据，由A_i扩充后图像记为C_i，高度为Bs，宽度与A_i相同；

S3、初始化扩充数据：

在生成扩充图像后对所扩充的数据进行初始化，新插入的数据用全0表示，即新插入的每个像素的五个通道数据均取值为0；

S4、计算插值：

在用图像A_i生成图像C_i时，图像A_i的第j行数据已经填入到了图像C_i的第行中，其中j∈[0,As-1]，j为整数，因此利用这As行数据来进行插值计算；

C_i的第行刚好是目前C_i中相邻两个已有数据行的中间行，k∈[0,2^m×(As-1)-1]，m＝0，k为整数；对于第/行之后每行的数据，均保持为0数据不变；因此先计算C_i的第/行中的每个点云数据；记待计算的点云数据各通道的值分别为x₀、y₀、z₀、i₀、r₀，其上下两个相邻的点云数据的各通道的值分别为x₁、y₁、z₁、i₁、r₁与x₂、y₂、z₂、i₂、r₂；对于点云数据x₀、y₀、z₀的值，用上下邻近两个像素对应通道的值的平均值来计算得到；对于点云数据r₀的值，使用得到的x₀、y₀、z₀的值来计算；对于点云数据i₀的值，因为i通道代表该点云的反射强度，而它与邻近点云的反射强度应该相差无几，所以使用上下两个相邻点云的反射强度平均值作为该点云的反射强度；具体计算公式如下：

/

此时，C_i的第行与/行均为非0数据；继续对第/行之前非0数据之间剩余行的数据进行循环插值计算，即继续顺序计算当m＝1，…，/时的数据，从而计算得到全部的扩充数据；

S6、扩充数据填入图像：

在循环计算完扩充数据之后，将得到的数据填入图像C_i对应的行之中，以此得到各行均非空的图像C_i，此时数据可以用于多线束激光雷达模型之中；

步骤S1的具体过程为：

S1.1、将低线束激光雷达采集到的在三维直角坐标系下的点云数据转化至二维球面坐标系下；

S1.2、将步骤S1.1得到的二维球面坐标系数据转换为二维直角坐标系数据；

S1.3、对二维直角坐标系数据进行间隔采样，具体过程为：

将二维化处理得到的二维直角坐标系数据看作一个五通道的二维图像，每个像素是点云数据中的一个点，像素的五个通道分别是点云数据中点的x、y、z、i、r五种属性；对这个二维图像进行间隔采样，图像的高度由采集数据的低线束激光雷达的线束数量决定，在高度方向上不做采样处理；在宽度方向上，在图像的每一行数据上平均间隔采样512个点；对低线束激光雷达每一帧的数据都进行上述采样操作，每一帧经过采样后得到多帧五通道二维图像，记为A_i，其中i为每一帧的帧号，且i∈[0,max]，i为整数，max为低线束激光雷达数据的最后一帧的帧号。