[发明专利]坐标系构建方法、棱镜扫描器多目标探测扫描方法及系统

权利要求书

1.一种坐标系构建方法，其特征在于，应用于级联棱镜组，包括：

建立n维坐标系，n等于级联棱镜组中的棱镜数量，定义坐标系下的点：各坐标轴对应不同棱镜独立运动的角度，坐标系中的一个坐标轴点代表某一时刻的棱镜状态；

定义坐标系下的点间距离：坐标系下两个点的距离表示为：

在最短距离模式下：

其中，θ_id表示a点在坐标轴i上的投影值，θ_ib表示b点在坐标轴i上的投影值，表示a点与b点之间所有的坐标轴距离，a点和b点代表时刻t_a以及下一时刻t_b的棱镜状态，D_mk表示最短距离模式下l个目标点时棱镜的运动总路程；

由于棱镜旋转同时进行，在最速距离模式下：

表示a点与b点之间的最大运动距离，D_cl表示最速距离模式下l个目标点时最快扫描对应棱镜的运动总路程；

定义坐标系下的点间路差：

其中，表示a点与b点之间的最大路差；D_d表示l个目标点时棱镜的最大总路差。

2.根据权利要求1所述的一种坐标系构建方法，其特征在于，便于计算引用最大路差比：

I_d表示l个目标点之间的最大路差比。

3.一种棱镜扫描器多目标探测扫描方法，其特征在于，所述棱镜扫描器包括激光雷达发射器、视觉引导测距相机、级联棱镜组和支撑控制系统，所述视觉引导测距相机设置在激光雷达发射器旁轴，所述级联棱镜组共轴且平面平行置于激光雷达发射器正前方，所述扫描方法包括以下步骤：

S1、标定相机内参，获得视觉引导测距相机的成像模型，建立世界坐标系与像素坐标系间的转换关系；使用视觉引导测距相机对远距离多目标进行拍摄，对采集得到的图像中的目标进行识别标记，得到像素坐标系中的目标点地图；

S2、使用如权利要求1-2中任一所述的坐标系构建方法建立多重棱镜坐标系，棱镜的运动角度为时间t的函数；

S3、建立光轴指向角度和各棱镜的运动值的逆向解算关系，实现像素坐标系到多重棱镜坐标系的转换；

S4、在多重棱镜坐标系中，将棱镜扫描器运动规划抽象为多点旅行商问题，规划多重棱镜运动路径；

S5、依据规划的多重棱镜运动路径控制棱镜扫描器依次完成各目标点扫描。

4.根据权利要求3所述的一种棱镜扫描器多目标探测扫描方法，其特征在于，还包括：

S6、根据规划的多重棱镜运动路径，利用迭代矢量法计算出射激光指向，在世界坐标系中形成预估目标点地图，将预估目标点地图与步骤S5中的实际扫描指向得到的目标点地图进行对比反馈，对棱镜扫描器运动进行修正。

5.根据权利要求3所述的一种棱镜扫描器多目标探测扫描方法，其特征在于，步骤S1中，使用张正友法标定相机内参。

6.根据权利要求3所述的一种棱镜扫描器多目标探测扫描方法，其特征在于，步骤S4中，以最短路径或最速路径或二者的加权组合为优化目标。

7.根据权利要求3所述的一种棱镜扫描器多目标探测扫描方法，其特征在于，步骤S4中，级联棱镜组产生运动模式Mode共有2n种，其中n为棱镜个数。

8.根据权利要求3所述的一种棱镜扫描器多目标探测扫描方法，其特征在于，步骤S4中，对于得到的多重棱镜运动路径，按照同向运转规则绘制棱镜运动路径特征图，以最短距离、最速距离及最大路差比作为路径的评判标准。