[发明专利]环境感测系统、控制装置以及环境感测数据融合装置

说明书

公开了一种环境感测系统、控制装置以及环境感测数据融合装置。激光雷达发射并感测反射回的激光脉冲，并生成对应于激光脉冲的数据包。激光脉冲发射方向绕转轴旋转。数据包中包括相应激光脉冲被发射时的方位角。控制装置接收数据包，响应于从数据包得到的方位角为第一方位角，向摄像装置发送拍摄触发信号。摄像装置响应于拍摄触发信号拍摄图像。摄像装置的视场角中心线对应于激光脉冲发射方向的第二方位角。其中，激光脉冲发射方向从第一方位角旋转到第二方位角所需时间基本上等于从激光脉冲发射方向处于第一方位角的时刻到摄像装置受控制装置发送的拍摄触发信号触发而曝光所需的延时。由此，方便地实现了摄像装置和激光雷达之间的同步控制。

技术领域

本公开涉及一种环境感测领域，特别涉及环境感测系统、控制装置以及环境感测数据融合装置。

背景技术

在许多领域，特别是无人驾驶领域，例如用于道路行驶的无人驾驶车辆或用于智能物流的自动驾驶无人车，均需要配置环境感知设备。经常使用的无人驾驶环境感知设备的例子有激光雷达(lidar)和摄像头(camera)。

作为环境感知设备，激光雷达和摄像头各有优缺点。

摄像头的优点是成本低廉，而且用摄像头做算法开发的人员也比较多，技术相对比较成熟。

然而，摄像头的劣势也有多方面。

首先，使用摄像头难以获取准确三维信息。使用单目摄像头几乎不可能获取准确三维信息。有人提出双目或三目摄像头来获取准确三维信息。但是实现仍然比较困难。

另一个缺点是摄像头受环境光的限制比较大。

激光雷达的优点在于，其探测距离较远，而且能够准确获取物体的三维信息。另外，它的稳定性相当高，鲁棒性好。

但是，目前激光雷达成本较高，而且产品的最终形态也还未确定。

另外，激光雷达也比较难以识别色彩等元素。

因此，为了实现准确、精细的深度与颜色感知，进而辅助识别车道线、路牙、路障并做出预测和响应，就需要结合使用激光雷达与摄像头。

目前的激光雷达主要有机械旋转和相位控制两种，都是对某一视场角范围内进行垂直和/或水平两个方向的扫描，可以认为是旋转式扫描。

而摄像头则是固定在车辆前后左右等一个或多个固定位置处。

这样，就会存在同一时刻摄像头拍摄的视场角中心无法与激光雷达的扫描位置重合的情况，这样的情况会造成后续激光雷达与摄像头数据融合时的不一致，如运动物体在激光雷达与摄像头中的位置不一致，可能被识别成不同物体，这就对数据融合带来挑战，增加了环境感知的难度，降低了物体识别、分类的精度。

因此，需要在数据融合前，精准控制摄像头的曝光时刻，以使曝光时刻的摄像头视场角中心线与激光雷达激光脉冲发射方向重合。

发明内容

本公开要解决的一个技术问题是提供一种环境感测控制方案，其能够方便地实现摄像装置和激光雷达之间的同步控制。

根据申请的第一个方面，提供了一种环境感测系统，包括：激光雷达，用于发射激光脉冲，感测反射回的激光脉冲，并生成对应于激光脉冲的数据包，激光雷达的激光脉冲发射方向绕转轴旋转，数据包中包括相应激光脉冲被发射时激光脉冲发射方向的方位角；以及控制装置，接收来自激光雷达的数据包，响应于从数据包得到的方位角为第一方位角，向摄像装置发送拍摄触发信号；摄像装置，响应于拍摄触发信号拍摄图像，摄像装置的视场角中心线对应于激光脉冲发射方向的第二方位角，其中，激光脉冲发射方向从第一方位角旋转到第二方位角所需时间基本上等于从激光脉冲发射方向处于第一方位角的时刻到摄像装置受控制装置发送的拍摄触发信号触发而曝光所需的延时。