[发明专利]激光雷达与视觉融合系统及探测方法

说明书

本发明适用于视觉系统与激光雷达融合技术领域，提供了一种激光雷达与视觉融合系统及探测方法。激光雷达与视觉融合系统，包括发射装置、扫描装置、接收装置以及信号处理装置，发射装置用于出射激光光束和可见光光束，并将激光光束和可见光光束同轴或平行出射；接收装置用于接收激光回波信号，并根据激光回波信号生成点云数据；以及，接收可见光回波信号，并根据可见光回波信号生成视觉数据；信号处理装置与接收装置连接，用于接收点云数据和视觉数据，并根据点云数据和视觉数据中的至少一个数据以生成三维图像。本发明提供的激光雷达与视觉融合系统及探测方法，系统结构简单且紧凑，所生成的三维图像不受环境光强弱的影响。

技术领域

本发明属于视觉系统与激光雷达融合技术领域，尤其涉及一种激光雷达与视觉融合系统及探测方法。

背景技术

激光雷达是以发射激光光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。通过激光雷达可以获得大量点云数据，再通过对点云数据的处理，可得到三维模型，但形成的三维模型由于分辨率等因素的限制，整体效果并不直观。而视觉相机等视觉系统虽然可以直接采集图像，形成关于目标物的直观图像，但通过视觉相机所形成的图像缺少距离信息。为获取高清图像，在实际应用时，一般需要将激光雷达与视觉系统一起使用，通过将激光雷达获取的点云数据和视觉系统获取的图像或视频融合，以获取具备距离信息的高清图像。

目前，激光雷达与视觉融合系统一般包括至少一个激光雷达和至少一个视觉系统，激光雷达与视觉系统均为独立系统。使用时，激光雷达测量点云信息，视觉系统测量视觉信息，待两者分别测量完毕后，再将两者获取的测量数据通过线路传输到后端数据处理中心，通过数据处理中心对数据进行处理后实现激光雷达点云与视觉系统的融合。采用这一方式，激光雷达与视觉融合系统体积较大，且使用效果受环境光强弱影响较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光雷达与视觉融合系统及探测方法，旨在解决现有技术中激光雷达与视觉融合系统体积较大，且使用效果受环境光强弱影响较大的技术问题。

本发明是这样实现的，第一方面，提供了一种激光雷达与视觉融合系统，包括：

发射装置，用于出射激光光束和可见光光束，并将所述激光光束和所述可见光光束同轴或平行出射；

扫描装置，用于接收所述激光光束和所述可见光光束，并将所述激光光束和所述可见光光束发射至探测区域；

接收装置，用于接收激光回波信号，并根据所述激光回波信号生成点云数据；以及，接收可见光回波信号，并根据所述可见光回波信号生成视觉数据；以及

信号处理装置，与所述接收装置连接，用于接收所述点云数据和所述视觉数据，并根据所述点云数据和所述视觉数据中的至少一个数据以生成三维图像。

在一个可选的实施例中，所述发射装置包括：

激光光源模组，用于生成所述激光光束；

可见光光源模组，用于生成所述可见光光束，且所述可见光光束的出射方向与所述激光光束的出射方向具有预设夹角，所述预设夹角为0-180°之间的任一角度；以及

合束模组，用于接收所述激光光束和所述可见光光束，将所述激光光束和所述可见光光束合并成为一个混合光束，并提供给所述扫描装置。

在一个可选的实施例中，所述合束模组包括：

合束镜，用于透射所述激光光束，以及反射所述可见光光束；以及

第一透镜，位于所述合束镜的出光侧，对经所述合束镜透射的激光光束以及将所述合束镜反射的可见光光束进行准直。

在一个可选的实施例中，所述接收装置包括：

分束模组，用于接收经目标物反射回来的混合光回波信号，并将所述混合光回波信号分为激光回波信号和可见光回波信号；