[发明专利]激光雷达数据融合方法

摘要

本发明涉及脉冲激光雷达和二维平面传感系统及数据处理，为实现在不增加原脉冲激光雷达系统复杂度的基础上提高基于激光雷达系统的3D图像分辨率，本发明激光雷达数据融合方法，步骤如下：提取回波信息，对回波信息进行距离提取；计算每个强度信息i的概率质量函数；得到同一个像素内距离信息dMN与灰度信息Gαβ的细对应矩阵F(dMN,Gαβ)；得到超过脉冲激光雷达固有分辨率的3D图像。本发明主要应用于脉冲激光雷达和二维平面传感系统数据处理场合。

主权项

1.一种激光雷达数据融方法，其特征是，步骤如下：步骤1：通过脉冲激光雷达获得视场内目标的回波信息，包括距离信息和强度信息；步骤2：对步骤1中获得的回波信息进行距离信息提取，这个距离命名为粗距离，第M个像素对应的粗距离信息为DM，其中M为回波信息对应的像素序号，M为自然数；步骤3：对步骤1中获得的每个回波信息进行分解，得到每个像素的回波对应的一系列子波；步骤4：对步骤3得到的子波进行分析，通过算法得到第N个像素中第M个子波对应的距离信息dMN和强度信息iMN.其中dMN命名为细距离信息，其中N为子波在对应像素中的编号，M、N均为自然数。每个子波的距离信息dMN和强度信息iMN一一对应；步骤5：在同一个像素中，对步骤4得到的强度信息i进行统计，并计算每个强度信息i的概率质量函数，第M个像素中第N个强度信息为iMN的概率质量函数为Pi(iMN)；步骤6：通过二维传感系统获得识场内场内目标的灰度信息Gαβ，α，β是灰度信息的编号，α，β均为自然数，第α行第β列个灰度值为Gαβ；步骤7：将步骤2得到的粗距离信息DM和步骤6得到的灰度信息Gαβ坐标归一化，得到一个粗对应矩阵φ(DM,Gαβ)，由于现阶段面阵激光雷达的像素数量通常低于二维图像传感系统，在相同视场下，一个激光雷达系统的像素所占视场面积中包含多个可见光传感系统像素或多个红外传感系统像素；步骤8：根据步骤7中得到的粗映射矩阵φ(DM,Gαβ)，找到每个像素对应的所有的灰度值；步骤9：计算每个像素单元中不同灰度信息Gαβ的概率质量函数PG(Gαβ)；步骤10：在同一个像素内求强度信息i概率质量函数Pi(iMN)和灰度信息G的概率质量函数PG(Gαβ)的协方差COV[Pi(iMN),PG(Gαβ)]；步骤11：根据系统使用环境设定一个阈值T0，当两个强度信息I和灰度信息G的协方差COV[Pi(iMN),PG(Gαβ)]＜T0时，认为这两个信息iMN和Gαβ相关，利用iMN和Gαβ的相关关系，以及dMN和iMN的对应关系，得到同一个像素内距离信息dMN与灰度信息Gαβ的细对应矩阵F(dMN,Gαβ)；步骤12：根据步骤11得到的细对应矩阵F(dMN,Gαβ)，将每一个灰度值位置用对应的细距离信息填补上dMN，得到超过脉冲激光雷达固有分辨率的3D图像。