本發(fā)明涉及激光測(cè)量，具體涉及一種itof相機(jī)的角度測(cè)量方法、裝置、介質(zhì)及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、目前itof(indirect?time-of-flight)相機(jī)已廣泛應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域中。但是，目前的itof(indirect?time-of-flight)相機(jī)在測(cè)角、測(cè)距等測(cè)量類(lèi)應(yīng)用中普遍存在以下缺陷：

2、(1)itof相機(jī)搭配flash面陣光源使用，為了保證激光光源的發(fā)光效率、滿(mǎn)足人眼安全指標(biāo)，無(wú)法選配功率較高的激光器；為了保證設(shè)備的采樣幀率和動(dòng)態(tài)響應(yīng)效率，無(wú)法配置較長(zhǎng)的曝光時(shí)間；導(dǎo)致itof測(cè)距上限低，應(yīng)用場(chǎng)景受限，目前市面上多數(shù)itof類(lèi)目產(chǎn)品的測(cè)距能力基本在5m以?xún)?nèi)。

3、(2)itof相機(jī)為flash一次性曝光成像，目標(biāo)物邊緣在點(diǎn)云上容易存在大片飛點(diǎn)，影響測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性。

4、(3)當(dāng)存在距離、表面反射率材質(zhì)相近的兩種及以上目標(biāo)物時(shí)，在itof相機(jī)的深度及幅度圖上均難以將它們進(jìn)行區(qū)分，選擇測(cè)量對(duì)象時(shí)容易混淆，影響測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定性。

5、(4)itof相機(jī)通常不具備抗強(qiáng)光的能力，目前市面上多數(shù)itof類(lèi)目產(chǎn)品在室外高照度環(huán)境下測(cè)量性能衰減嚴(yán)重；尤其在長(zhǎng)曝光時(shí)間下，環(huán)境光成分驟增，成像后畫(huà)面上較室內(nèi)存在更多的環(huán)境光噪點(diǎn)，整體有效像素?cái)?shù)量下降，影響測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種itof相機(jī)的角度測(cè)量方法、裝置、介質(zhì)及設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中itof相機(jī)測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性容易受到影響問(wèn)題。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種itof相機(jī)的角度測(cè)量方法，所述方法包括：在待測(cè)目標(biāo)物表面與水平方向平行的方向設(shè)置至少兩個(gè)逆反射標(biāo)靶；采用itof相機(jī)獲取每個(gè)逆反射標(biāo)靶反射的信號(hào)數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述信號(hào)數(shù)據(jù)重建得到每個(gè)逆反射標(biāo)靶區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；根據(jù)每個(gè)逆反射標(biāo)靶區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算每個(gè)逆反射標(biāo)靶的質(zhì)心；根據(jù)兩個(gè)逆反射標(biāo)靶的質(zhì)心計(jì)算待測(cè)目標(biāo)物與itof相機(jī)的相對(duì)角度。

3、本發(fā)明中，在待測(cè)目標(biāo)物表面設(shè)置逆反射標(biāo)靶，逆反射標(biāo)靶相比待測(cè)目標(biāo)物表面在特定方向的反射光更強(qiáng)，由此itof相機(jī)采集的有效光能量增強(qiáng)，從而降低了無(wú)效光的占比，提高了itof相機(jī)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時(shí)，通過(guò)在待測(cè)目標(biāo)物表面與水平方向平行的方向設(shè)置至少兩個(gè)逆反射標(biāo)靶，并基于itof相機(jī)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算每個(gè)逆反射標(biāo)靶的質(zhì)心，從而可以通過(guò)兩個(gè)逆反射標(biāo)靶的質(zhì)心計(jì)算待測(cè)目標(biāo)物與itof相機(jī)的相對(duì)角度。

4、在一種可選的實(shí)施方式中，采用itof相機(jī)采集逆反射標(biāo)靶反射的光信號(hào)之前，所述方法還包括：根據(jù)與待測(cè)目標(biāo)物之間的距離配置itof相機(jī)的曝光時(shí)間；根據(jù)逆反射標(biāo)靶區(qū)域材質(zhì)的反射光強(qiáng)和待測(cè)目標(biāo)物表面逆反射標(biāo)靶以外區(qū)域材質(zhì)的反射光強(qiáng)之間的差異設(shè)置itof相機(jī)的置信度濾波參數(shù)。

5、本發(fā)明中，通過(guò)在待測(cè)目標(biāo)物表面設(shè)置逆反射標(biāo)靶，可以重新配置曝光時(shí)間，且相比未設(shè)置逆反射標(biāo)靶時(shí)曝光時(shí)間減少。同時(shí)由于逆反射標(biāo)靶反射能量與漫反射待測(cè)目標(biāo)物反射能量的差異，可以進(jìn)一步重新設(shè)置置信度濾波參數(shù)，且相比未設(shè)置逆反射標(biāo)靶時(shí)置信度濾波參數(shù)提高，由此能盡可能多地濾除環(huán)境噪點(diǎn)。從而使得本發(fā)明既能保證探測(cè)到目標(biāo)物，又可以降低采樣信號(hào)中環(huán)境光的占比，緩解環(huán)境光對(duì)測(cè)量過(guò)程的干擾。

6、在一種可選的實(shí)施方式中，采用itof相機(jī)獲取逆反射標(biāo)靶反射的信號(hào)數(shù)據(jù)，包括：基于配置的曝光時(shí)間采用itof相機(jī)采集待測(cè)目標(biāo)物表面反射的信號(hào)數(shù)據(jù)；基于所述置信度濾波參數(shù)對(duì)待測(cè)目標(biāo)物表面反射的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾，得到過(guò)濾后的數(shù)據(jù)；基于過(guò)濾后的數(shù)據(jù)得到對(duì)應(yīng)的灰度圖像；根據(jù)所述灰度圖像分割得到逆反射標(biāo)靶反射的信號(hào)數(shù)據(jù)。

7、本發(fā)明中，通過(guò)設(shè)置的曝光時(shí)間和置信度濾波參數(shù)進(jìn)行信號(hào)數(shù)據(jù)的采集與處理，由此可以實(shí)現(xiàn)逆反射標(biāo)靶區(qū)域數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確提取。

8、在一種可選的實(shí)施方式中，所述質(zhì)心基于逆反射標(biāo)靶區(qū)域內(nèi)所有點(diǎn)云數(shù)據(jù)之和確定；所述相對(duì)角度基于兩個(gè)逆反射標(biāo)靶的質(zhì)心之間的斜率確定。

9、在一種可選的實(shí)施方式中，當(dāng)待測(cè)目標(biāo)物包括多個(gè)需進(jìn)行角度測(cè)量的表面時(shí)，在待測(cè)目標(biāo)物表面與水平方向平行的方向設(shè)置至少兩個(gè)逆反射標(biāo)靶，包括：在待測(cè)目標(biāo)物的每個(gè)表面與水平方向平行的方向設(shè)置至少兩個(gè)逆反射標(biāo)靶，不同表面的逆反射標(biāo)靶形狀不同。

10、本發(fā)明中，通過(guò)在不同表面設(shè)置不同形狀的逆反射標(biāo)靶，為識(shí)別不同表面提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

11、在一種可選的實(shí)施方式中，采用itof相機(jī)獲取逆反射標(biāo)靶反射的信號(hào)數(shù)據(jù)，包括：將itof相機(jī)置于每個(gè)表面前預(yù)設(shè)距離處獲取每個(gè)表面逆反射標(biāo)靶反射的信號(hào)數(shù)據(jù)；采用預(yù)訓(xùn)練的機(jī)器學(xué)習(xí)模型對(duì)每個(gè)表面對(duì)應(yīng)的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別，確定每個(gè)信號(hào)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的表面。

12、本發(fā)明中，通過(guò)采用預(yù)訓(xùn)練的機(jī)器學(xué)習(xí)模型對(duì)每個(gè)表面對(duì)應(yīng)的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同形狀逆反射標(biāo)靶的準(zhǔn)確識(shí)別。

13、在一種可選的實(shí)施方式中，當(dāng)待測(cè)目標(biāo)物為半掛車(chē)時(shí)，多個(gè)需進(jìn)行角度測(cè)量的表面包括正面、第一側(cè)面和第二側(cè)面，根據(jù)兩個(gè)逆反射標(biāo)靶的質(zhì)心計(jì)算待測(cè)目標(biāo)物與itof相機(jī)的相對(duì)角度，包括：根據(jù)每個(gè)表面兩個(gè)逆反射標(biāo)靶的質(zhì)心計(jì)算正面與itof相機(jī)的第一相對(duì)角度、第一側(cè)面與itof相機(jī)的第二相對(duì)角度以及第二側(cè)面與itof相機(jī)的第三相對(duì)角度；根據(jù)所述第一相對(duì)角度對(duì)應(yīng)坐標(biāo)系將所述第二相對(duì)角度和第三相對(duì)角度進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到轉(zhuǎn)換后的第四相對(duì)角度和第五相對(duì)角度；根據(jù)所述第一相對(duì)角度、第四相對(duì)角度和第五相對(duì)角度進(jìn)行半掛車(chē)的自動(dòng)倒車(chē)指引。

14、本發(fā)明中，通過(guò)計(jì)算每個(gè)表面和相機(jī)的相對(duì)角度，從而為自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)提供了精準(zhǔn)、安全的倒車(chē)指引；同時(shí)通過(guò)角度轉(zhuǎn)換，提高了輸出角度的一致性和穩(wěn)定性。

15、第二方面，本發(fā)明提供了一種itof相機(jī)的角度測(cè)量裝置，所述裝置包括：目標(biāo)物改造模塊，用于在待測(cè)目標(biāo)物表面與水平方向平行的方向設(shè)置至少兩個(gè)逆反射標(biāo)靶；信號(hào)處理模塊，用于采用itof相機(jī)獲取每個(gè)逆反射標(biāo)靶反射的信號(hào)數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述信號(hào)數(shù)據(jù)重建得到每個(gè)逆反射標(biāo)靶區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；質(zhì)心計(jì)算模塊，用于根據(jù)每個(gè)逆反射標(biāo)靶區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算每個(gè)逆反射標(biāo)靶的質(zhì)心；角度計(jì)算模塊，用于根據(jù)兩個(gè)逆反射標(biāo)靶的質(zhì)心計(jì)算待測(cè)目標(biāo)物與itof相機(jī)的相對(duì)角度。

16、第三方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：存儲(chǔ)器和處理器，存儲(chǔ)器和處理器之間互相通信連接，存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，處理器通過(guò)執(zhí)行計(jì)算機(jī)指令，從而執(zhí)行上述第一方面或其對(duì)應(yīng)的任一實(shí)施方式的itof相機(jī)的角度測(cè)量方法。

17、第四方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述第一方面或其對(duì)應(yīng)的任一實(shí)施方式的itof相機(jī)的角度測(cè)量方法。

18、第五方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)指令，計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述第一方面或其對(duì)應(yīng)的任一實(shí)施方式的itof相機(jī)的角度測(cè)量方法。

技術(shù)特征：

1.一種itof相機(jī)的角度測(cè)量方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用itof相機(jī)采集逆反射標(biāo)靶反射的光信號(hào)之前，所述方法還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，采用itof相機(jī)獲取逆反射標(biāo)靶反射的信號(hào)數(shù)據(jù)，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)待測(cè)目標(biāo)物包括多個(gè)需進(jìn)行角度測(cè)量的表面時(shí)，在待測(cè)目標(biāo)物表面與水平方向平行的方向設(shè)置至少兩個(gè)逆反射標(biāo)靶，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，采用itof相機(jī)獲取逆反射標(biāo)靶反射的信號(hào)數(shù)據(jù)，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，當(dāng)待測(cè)目標(biāo)物為半掛車(chē)時(shí)，多個(gè)需進(jìn)行角度測(cè)量的表面包括正面、第一側(cè)面和第二側(cè)面，根據(jù)兩個(gè)逆反射標(biāo)靶的質(zhì)心計(jì)算待測(cè)目標(biāo)物與itof相機(jī)的相對(duì)角度，包括：

8.一種itof相機(jī)的角度測(cè)量裝置，其特征在于，所述裝置包括：

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，其特征在于，包括：

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的itof相機(jī)的角度測(cè)量方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及激光測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種iTOF相機(jī)的角度測(cè)量方法、裝置、介質(zhì)及設(shè)備。方法包括：在待測(cè)目標(biāo)物表面與水平方向平行的方向設(shè)置至少兩個(gè)逆反射標(biāo)靶；采用iTOF相機(jī)獲取每個(gè)逆反射標(biāo)靶反射的信號(hào)數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述信號(hào)數(shù)據(jù)重建得到每個(gè)逆反射標(biāo)靶區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；根據(jù)每個(gè)逆反射標(biāo)靶區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算每個(gè)逆反射標(biāo)靶的質(zhì)心；根據(jù)兩個(gè)逆反射標(biāo)靶的質(zhì)心計(jì)算待測(cè)目標(biāo)物與iTOF相機(jī)的相對(duì)角度。本發(fā)明中，在待測(cè)目標(biāo)物表面設(shè)置逆反射標(biāo)靶，逆反射標(biāo)靶相比待測(cè)目標(biāo)物表面在特定方向的反射光更強(qiáng)，由此iTOF相機(jī)采集的有效光能量增強(qiáng)，從而降低了無(wú)效光的占比，提高了iTOF相機(jī)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

技術(shù)研發(fā)人員：賴(lài)丁堯,陳宇超,王昊,楊石泉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭州洛微科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24