[发明专利]一种结合固态面阵激光雷达与双CCD相机的测距方法

说明书

本发明公开一种结合固态面阵激光雷达与双CCD相机的测距方法，首先对双CCD相机和固态面阵激光雷达进行标定得到各自的内参、外参和畸变系数，利用各自的畸变系数对双CCD相机和固态面阵激光雷达采集的目标视场图像进行畸变校正，然后对双CCD相机采集到的目标视场图像进行目标边缘检测，并利用双CCD相机的内参计算目标边缘距离信息；利用双CCD相机的外参将双CCD相机在目标边缘的测距结果替代固态面阵激光雷达在目标边缘的测距结果，得到目标视场的测距结果。

技术领域

本发明属于面阵测距的技术领域，具体涉及一种结合固态面阵激光雷达与双CCD相机的测距方法。

背景技术

激光雷达是通过发射激光和接收激光来进行测距的系统，其工作原理是：光源驱动模块驱动光发射器发出光信号，该光信号在传播过程中遇到障碍物即被反射和散射，光接收器接收到反射或散射的光信号后，信号处理模块对发射光和接收光进行运算，从而获得雷达到障碍物的相对距离。

两台CCD相机是通过双目视觉算法来进行测距的系统，其工作原理是：两台CCD相机用于模拟双目，拍摄的不同位置的检测物图像，对拍摄得到的图像进行分析，从而确定图像中特征点或者图像中所有点的距离。

现有的激光雷达和通过双目视觉算法实现测距的CCD相机的精度已经能够适用于较多的应用场景。而对于需要精度较高的应用场景，单一的系统往往无法得到较好的结果。

在测试过程中发现面阵激光雷达存在边缘反射效应，导致物体的边缘测距结果不可信。现有的解决边缘反射效应的方法主要通过插补的方式进行修复，该方法修复效果不理想。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种结合固态面阵激光雷达与双CCD相机的测距方法，能够对视场内物体进行高精度的距离测量，减小边缘反射效应。

实现本发明的技术方案如下：

一种结合固态面阵激光雷达与双CCD相机的测距方法，首先对双CCD相机和固态面阵激光雷达进行标定得到各自的内参、外参和畸变系数，利用各自的畸变系数对双CCD相机和固态面阵激光雷达采集的目标视场图像进行畸变校正，然后对双CCD相机采集到的目标视场图像进行目标边缘检测，并利用双CCD相机的内参计算目标边缘距离信息；利用双CCD相机的外参将双CCD相机在目标边缘的测距结果替代固态面阵激光雷达在目标边缘的测距结果，得到目标视场的测距结果。

进一步地，标定的步骤包括：

步骤1：将固态面阵激光雷达与双CCD相机分别固定，其中，固态面阵激光雷达与双CCD相机水平排列，并且固态面阵激光雷达置于两个CCD相机的中心位置；

步骤2：将标定棋盘格置于固态面阵激光雷达与双CCD相机的视场中；

步骤3：启动固态面阵激光雷达与双CCD相机；

步骤4：移动标定棋盘格，改变标定棋盘格与固态面阵激光雷达的相对距离和方向；

步骤5：将固态面阵激光雷达设置为灰度模式，调节积分时间使得棋盘格在图像中清晰可见；

步骤6：控制固态面阵激光雷达和双CCD相机同时采集并保存标定棋盘格的图像；

步骤7：重复以上步骤4-6，直到采集到10-20组图像；

步骤8：利用采集到的10-20组图像对固态面阵激光雷达相机和双CCD相机各自的内参、外参和畸变系数进行标定。

进一步地，使用Sobel边缘检测算法检测双CCD相机采集图像的目标边缘，并计算目标边缘的距离信息。

有益效果：

本发明利用双CCD相机测得的边缘测距结果实时修正固态面阵激光雷达边缘误差，减小边缘反射效应，从而得到高精度的测距结果。

附图说明