[发明专利]一种基于可见光与激光雷达融合的仿生三维成像系统及方法

权利要求书

1.一种基于可见光与激光雷达融合的仿生三维成像系统，其特征在于，包括采集模块(1)、处理模块(2)和显示模块(3)，所述显示模块(3)和所述采集模块(1)分别与所述处理模块(2)连接，其中；

所述采集模块(1)包括高分辨率可见光成像模组(4)、低分辨率可见光成像模组(5)和激光雷达成像模组(6)。

2.根据权利要求1所述的基于可见光与激光雷达融合的仿生三维成像系统，其特征在于，所述高分辨率可见光成像模组(4)至少为两组，所述低分辨率可见光成像模组(5)至少为两组。

3.根据权利要求2所述的基于可见光与激光雷达融合的仿生三维成像系统，其特征在于，所述高分辨率可见光成像模组(4)排布于所述激光雷达成像模组(6)两侧，且所述低分辨率可见光成像模组(5)位于所述高分辨率可见光成像模组(6)两侧。

4.根据权利要求3所述的基于可见光与激光雷达融合的仿生三维成像系统，其特征在于，所述高分辨率可见光成像模组(4)、所述低分辨率可见光成像模组(5)和所述激光雷达成像模组(6)排布呈曲面形式排列。

5.根据权利要求4所述的基于可见光与激光雷达融合的仿生三维成像系统，其特征在于，所述高分辨率可见光成像模组(4)与所述激光雷达成像模组(6)夹角α₁为30°；所述高分辨率可见光成像模组(4)与所述低分辨率可见光成像模组(5)夹角α₂为30°。

6.一种基于可见光与激光雷达融合的仿生三维成像方法，其特征在于，用于权利要求1-5所述基于可见光与激光雷达融合的仿生三维成像系统的成像方法，包括以下步骤：

预先基于目标场景与实际需求，标定成像模组参数；

基于成像模组参数进行仿生结构模型设计；

匹配激光雷达成像参数并设计相应的激光雷达系统；

变分辨率大视场二维成像并获取大视场内的深度信息；

通过FPGA进行数据处理，以进行视场范围内的图像二维和三维信息融合；

将最终获得的图像数据传输至输出设备，进行实时三维场景显示。

7.根据权利要求6所述的基于可见光与激光雷达融合的仿生三维成像方法，其特征在于，所述基于成像模组参数进行仿生结构模型设计，包括以下步骤：

预先将高分辨率相机对称放置于中央激光雷达系统两侧，同时将低分辨率相机放置于高分辨率相机两侧；

标定高分辨率相机与中央激光雷达系统之间的排布夹角α₁值；

标定高分辨率相机与低分辨率相机之间的夹角α₂值。

8.根据权利要求7所述的基于可见光与激光雷达融合的仿生三维成像方法，其特征在于，所述变分辨率大视场二维成像并获取大视场内的深度信息，包括以下步骤：

获取视场内的目标二维图像信息，其中包括获取存留有一定的重叠区域的高分辨率图像两幅和低分变率图像两幅；

通过计算四幅图像的相对位置以进行图像拼接，在两幅高分辨率图像的重叠部分，通过双线性插值方法对该区域进行超分辨率计算，达到超分辨率成像效果；

获得满足视场范围要求的变分辨率二维成像图像，并基于完成的激光雷达成像系统，获取视场内的三维深度信息。

9.根据权利要求8所述的基于可见光与激光雷达融合的仿生三维成像方法，其特征在于，所述进行视场范围内的图像二维和三维信息融合，包括以下步骤：

获取具有空间变分辨率的二维图像和满足视场需求的三维图像；

获取两幅图像之间的相对位置关系，找到二维图像中各点的三维深度信息；

通过仿生视觉机理的环形采样方式，对空间变分辨率的大视场二维图像进行采样，并赋予各点相应的三位深度信息，达到二维和三维信息融合的目的，获取具有二维颜色信息的变分辨率大视场三维图像。