[发明专利]一种自适应分辨率三维激光扫描方法

权利要求书

1.一种自适应分辨率三维激光扫描方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1)、对环境采用垂直分辨率ω、水平分辨率τ进行粗扫描，获得激光雷达数据P；

P＝{p_i,j},i＝1,2,...n,j＝1,2,...,m；

其中，n是指激光雷达水平总帧数，m是指激光雷达垂直总帧数，p_i,j为水平第i帧、垂直第j帧的扫描点；

S2)、以水平总帧数n为划分依据将粗扫描数据P切分成小段，计算每小段的物体复杂度

其中，为水平帧数范围[x,x+L-1],x＝1,2,...,n-L+1之间的扫描区域的物体复杂度；L为短时傅里叶变换窗体的宽度；

S3)、计算不同水平角度区间对应的水平扫描分辨率μ_x；具体如下：

S301)、构建如下函数：

其中，S为代价函数，μ_x为水平帧数范围[x,x+L-1],x＝1,2,...,n-L+1，即水平角度范围[α_x,α_x+L-1]之间的区域对应的水平扫描分辨率，τ是粗扫描的水平扫描分辨率，即为水平帧数范围[x,x+L-1],x＝1,2,...,n-L+1之间的扫描区域的物体复杂度，c为复杂度归一化常数，L为短时傅里叶变换窗体的宽度；

S302)、令代价函数S取最小值，求出复杂度归一化常数c，然后求解出不同水平角度区间对应的水平扫描分辨率μ_x；

S4)、对不同水平角度区间采用垂直分辨率ω、水平扫描分辨率μ_x进行精细扫描得到P'；

P'＝{p′_i,j},i＝1,2,...n',j＝1,2,...,m；

其中，n'是指激光雷达水平总帧数，m是指激光雷达垂直总帧数，p′_i,j为水平第i帧、垂直第j帧的扫描点；

S5)、以精细扫描数据P'来补充粗扫描数据P，形成融合后的数据P_mix：

其中，n_mix是指激光雷达水平总帧数，m是指激光雷达垂直总帧数，为融合后水平第i帧、垂直第j帧的扫描点。

2.根据权利要求1所述的一种自适应分辨率三维激光扫描方法，其特征在于：步骤S1)中，p_i,j＝(α_i,β_j,d_i,j)，其中，α_i为水平第i帧角度、β_j为垂直第j帧角度、d_i,j为水平第i帧、垂直第j帧时测得的距离；

步骤S4)中，p′_i,j＝(α'_i,β_j,d′_i,j)，其中α'_i为水平第i帧角度、β_j为垂直第j帧角度、d′_i,j为水平第i帧垂直第j帧时测得的距离；

步骤S5)中，其中为水平第i帧角度、β_j为垂直第j帧角度、为水平第i帧、垂直第j帧时测得的距离。

3.根据权利要求1所述的一种自适应分辨率三维激光扫描方法，其特征在于：步骤S2)中，使用短时傅里叶变换来计算每小段的物体复杂度