[发明专利]一种激光雷达多径补偿方法

权利要求书

1.一种激光雷达多径补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据预设的参数进行曝光并获取图像帧；

S2：通过时域和空间域滤波、畸变矫正以及视角转换的手段对图像帧进行预处理；

S3：提取图像帧的特征点；标记图像轮廓，分离不同角度图像平面，提取各平面的几何中心点的坐标、深度值、灰度值及几何中心点垂直投影在轮廓线上坐标；

S4：特征点处理；根据几何中心点深度值和灰度值计算各图像平面反射率x，依据相邻两平面几何中心点和其在轮廓线上的垂直投影点，计算两相邻平面的夹角；

S5：多径补偿；计算单个像素点到相邻平面几何中心的距离，并结合两相邻平面的夹角计算多次反射系数β；根据多径计算式计算单个相邻平面的多径偏差，依次计算各相邻平面的偏差与总矫正值；深度值减去总的矫正值获得矫正后的深度值。

2.根据权利要求1所述的一种激光雷达多径补偿方法，其特征在于，将相机置于导轨，测量不同物距与相机灰度关系；计算曝光参数测距范围，计算公式如下：

其中，M为最大测量物距；

C为光速常量；

T为曝光时间；

将确定好的曝光参数写入相机配置文件，重启后相机根据配置的曝光参数曝光并获取深度图与灰度图。

3.根据权利要求1或2所述的一种激光雷达多径补偿方法，其特征在于，所述的步骤S3中的标记图像轮廓包括以下步骤：设置图像扫描算子和扫描方式；算子扫描和依据阈值标记轮廓点；轮廓线上的断续点处理；

设置图像扫描算子和扫描方式：

分别设置灰度图和深度图的算子；灰度图扫描灰度在轮廓线上的变化； 深度图通过统计距离变化率的差异标记不同平面轮廓线；灰度图和深度图均分别从水平和垂直方向扫描；

算子扫描和依据阈值标记轮廓点：

灰度图算子在水平方向与垂直方向，分别依次划过图像，统计当前像素与窗口内8个像素均值的差值，并计算该差值与均值的比值，当该比值大于设定阈值时认为是轮廓点，并进行标记；

当深度图算子依次划过图像时，统计算子0，1，2，3与算子6，7，8，9像素深度变化斜率；算子6，7，8，9与算子12，13，14，15像素深度变化斜率；求与差值的绝对值；当大于设置阈值时，表明该点在轮廓线上并标注；

轮廓线上的断续点处理：

使用已知轮廓点膨胀或者按照轮廓线斜率延伸的判断方式，将断掉轮廓点进行标记。

4.根据权利要求3所述的一种激光雷达多径补偿方法，其特征在于，所述的、和计算如下式：

其中，为算子i像素深度。

5.根据权利要求1或4所述的一种激光雷达多径补偿方法，其特征在于，采用网格化标记进行不同轮廓平面分离与提取；分别从水平方向和垂直方向两个方向扫描图像；在同一方向按照遇到轮廓线个数依次标注，轮廓线宽度设置为10个像素；按照水平方向和垂直方向上轮廓线标注组合进行平面划分和标注。

6.根据权利要求5所述的一种激光雷达多径补偿方法，其特征在于，统计同一平面内水平最大坐标、水平最小坐标、垂直最大坐标和垂直最小坐标，取水平中点以及垂直中点；以此类推得到各平面几何中心点，获得相应深度值和灰度值；几何中心点到轮廓线投影点坐标，通过轮询轮廓线或其延伸线上坐标点到该几何中心的最近点得到。

7.根据权利要求1或4或6所述的一种激光雷达多径补偿方法，其特征在于，所述的计算各图像平面反射率过程为：

其中，G指为相机灰度值，单位：nW/mm²/LSB；

K为衰减系数，包括激光盖板透射率、镜头透射率和传感器转化率；

；

x为物体反射率；

P为激光发射功率，单位：W；

d为目标到镜头的物距，单位mm；

代入各轮廓平面几何中心对应的灰度值和深度值，分别计算各轮廓平面的反射率；为第i个轮廓平面的反射率。