本發(fā)明實(shí)施例涉及一種控制系統(tǒng)及控制方法，尤其涉及一種激光雷達(dá)的控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)的激光雷達(dá)在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)經(jīng)常要進(jìn)行方向角度的變換。舉例來說，用于測(cè)量氣溶膠顆粒的米散射偏振微脈沖激光雷達(dá)，這種激光雷達(dá)通過向大氣中發(fā)射激光并接受返回信號(hào)來檢測(cè)大氣中氣溶膠顆粒的狀態(tài)，從而得出霧霾等環(huán)境指標(biāo)。在對(duì)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，經(jīng)常需要通過一定區(qū)域的環(huán)境進(jìn)行掃描的方式來進(jìn)行大氣檢測(cè)，或者需要定期進(jìn)行方向角度的變換，以對(duì)不同方向的大氣進(jìn)行檢測(cè)，從而獲得污染源分布情況。

發(fā)明人的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)存在如下缺陷：

現(xiàn)有技術(shù)的激光雷達(dá)在進(jìn)行方向角度變換時(shí)，通過手動(dòng)的方式來進(jìn)行方向角度的調(diào)整，例如，操作人員在激光雷達(dá)的附近，通過肉眼直接對(duì)目標(biāo)對(duì)象所在方向進(jìn)行大致判斷，然后通過控制激光雷達(dá)的底座的轉(zhuǎn)動(dòng)來控制激光雷達(dá)的方向和角度來大致定位。由于人所處的位置與激光雷達(dá)的實(shí)際發(fā)射的激光束存在很大的差異，并且在激光雷達(dá)附近直接通過肉眼對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行判斷也會(huì)存在很大的誤差，并且也存在極大的操作不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種激光雷達(dá)的控制系統(tǒng)及控制方法，以使激光雷達(dá)在檢測(cè)方向的調(diào)整過程中，能夠?qū)δ繕?biāo)對(duì)象進(jìn)行精準(zhǔn)定位，并且提高操作的便利性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種激光雷達(dá)的控制系統(tǒng)，包括激光雷達(dá)、相機(jī)、計(jì)算機(jī)以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，

所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)所述激光雷達(dá)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；

所述相機(jī)設(shè)置在所述激光雷達(dá)上，所述相機(jī)的光軸和所述激光雷達(dá)的接收光學(xué)系統(tǒng)的光軸平行；

所述計(jì)算機(jī)與所述相機(jī)和所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，用于接收并顯示所述相機(jī)拍攝的圖像，以及對(duì)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種激光雷達(dá)的控制方法，該控制方法基于包括激光雷達(dá)、相機(jī)、計(jì)算機(jī)以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)，其中，所述相機(jī)設(shè)置在所述激光雷達(dá)上，所述相機(jī)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均與所述計(jì)算機(jī)連接，所述相機(jī)的光軸和所述激光雷達(dá)的接收光學(xué)系統(tǒng)的光軸平行，

所述控制方法包括：

所述相機(jī)拍攝圖像并發(fā)送給所述計(jì)算機(jī)；

所述計(jì)算機(jī)接收所述相機(jī)拍攝的圖像并顯示；

所述計(jì)算機(jī)獲取所述圖像上的確定的掃描范圍端點(diǎn)的像素坐標(biāo)；

所述計(jì)算機(jī)根據(jù)所述相機(jī)的光學(xué)參數(shù)，將所述像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為所述激光雷達(dá)的掃描角度信息；

所述計(jì)算機(jī)根據(jù)所述掃描角度信息，控制所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述激光雷達(dá)進(jìn)行掃描運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明實(shí)施例的激光雷達(dá)的控制系統(tǒng)及控制方法，通過將相機(jī)拍攝的圖像在遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上進(jìn)行顯示，操作人員可以方便的通過拍攝圖像進(jìn)行目標(biāo)對(duì)象的定位，并通過計(jì)算機(jī)來控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來驅(qū)動(dòng)激光雷達(dá)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)的過程中，可以實(shí)時(shí)通過相機(jī)拍攝的圖像進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的激光雷達(dá)的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二的相機(jī)的成像傳感器的坐標(biāo)平面示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例三的激光雷達(dá)的控制方法的流程示意圖。

附圖標(biāo)號(hào)說明：

激光雷達(dá)-1、相機(jī)-2、計(jì)算機(jī)-3、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)-4。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

實(shí)施例一

如圖1所示，其為本實(shí)施例涉及的激光雷達(dá)的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括激光雷達(dá)1、相機(jī)2、計(jì)算機(jī)3以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4。其中，這里的激光雷達(dá)可以是用于測(cè)量氣溶膠顆粒的米散射偏振微脈沖激光雷達(dá)。

驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4用于驅(qū)動(dòng)激光雷達(dá)1進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。這里所說的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以是用于承載激光雷達(dá)的可轉(zhuǎn)動(dòng)的底座以及直接固定激光雷達(dá)的可以使激光雷達(dá)進(jìn)行俯仰運(yùn)動(dòng)的支架等機(jī)構(gòu)(支架上可以與激光雷達(dá)通過轉(zhuǎn)軸連接)，底座以及支架等可以設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)以驅(qū)動(dòng)底座轉(zhuǎn)動(dòng)或者通過支架上的機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)激光雷達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)。

相機(jī)2設(shè)置在激光雷達(dá)1上，相機(jī)2的光軸和激光雷達(dá)1的接收光學(xué)系統(tǒng)的光軸平行(圖1中的點(diǎn)劃線代表相機(jī)和激光雷達(dá)的光軸)。相機(jī)具體可以采用CCD相機(jī)。通過使相機(jī)的光軸與激光雷達(dá)的接收光學(xué)系統(tǒng)的光軸平行，使得相機(jī)的拍攝圖像與激光雷達(dá)的實(shí)際檢測(cè)方向一致，另外，由于相機(jī)直接設(shè)置于激光雷達(dá)之上，與激光雷達(dá)的接收光學(xué)系統(tǒng)距離很近，對(duì)于測(cè)量較遠(yuǎn)區(qū)域的目標(biāo)對(duì)象而言，可以大致認(rèn)為相機(jī)的光軸與激光雷達(dá)的接收光學(xué)系統(tǒng)的光軸接近重合，因此，可以利用相機(jī)拍攝的圖像來實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的定位，即可以將相機(jī)作為一個(gè)瞄準(zhǔn)機(jī)構(gòu)來使用。

計(jì)算機(jī)3與相機(jī)2和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4連接，用于接收并顯示相機(jī)拍攝的圖像，以及對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。本實(shí)施例中的計(jì)算機(jī)本身包括顯示設(shè)備，顯示設(shè)備可以實(shí)時(shí)顯示相機(jī)拍攝的圖像，操作人員可以通過觀察顯示設(shè)備上的圖像(必要時(shí)可以對(duì)圖像進(jìn)行放大縮小以便于觀察)，在遠(yuǎn)處遠(yuǎn)程控制激光雷達(dá)的運(yùn)動(dòng)，從而將激光雷達(dá)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)對(duì)象。

需要說明的是，該計(jì)算機(jī)3也可以與激光雷達(dá)1連接(圖1中用虛線表示該連接關(guān)系)，來接收并處理激光雷達(dá)的顯示數(shù)據(jù)，當(dāng)然計(jì)算機(jī)3也可以不與激光雷達(dá)1連接，針對(duì)激光雷達(dá)1的數(shù)據(jù)處理可以由其他計(jì)算機(jī)完成。

本實(shí)施例的激光雷達(dá)的控制系統(tǒng)，通過將相機(jī)拍攝的圖像在遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上進(jìn)行顯示，操作人員可以方便的通過拍攝圖像進(jìn)行目標(biāo)對(duì)象的定位，并通過計(jì)算機(jī)來控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來驅(qū)動(dòng)激光雷達(dá)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)的過程中，可以實(shí)時(shí)通過相機(jī)拍攝的圖像進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。

實(shí)施例二

在本實(shí)施例中，著重針對(duì)激光雷達(dá)的掃描運(yùn)動(dòng)方式的控制來進(jìn)行詳細(xì)說明。許多激光雷達(dá)需要對(duì)目標(biāo)對(duì)象以掃描的方式進(jìn)行檢測(cè)，例如，使用米散射偏振微脈沖激光雷達(dá)對(duì)指定區(qū)域的大氣進(jìn)行掃描監(jiān)測(cè)，以確定該環(huán)境區(qū)域的污染物分布情況。

基于這樣的需求，在上述的計(jì)算機(jī)中，可以設(shè)置有掃描定位控制模塊，其用于基于相機(jī)拍攝的圖像對(duì)激光雷達(dá)的掃描范圍進(jìn)行定位，并根據(jù)定位信息控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)激光雷達(dá)進(jìn)行掃描運(yùn)動(dòng)。

具體地，掃描定位控制模塊的具體操作可以包括如下操作：

a、獲取圖像上的確定的掃描范圍端點(diǎn)的像素坐標(biāo)。這里所說的確定的掃描范圍端點(diǎn)即為相機(jī)拍攝的圖像上的點(diǎn)，該點(diǎn)的確定可以通過人為選擇的方式，例如，操作人員通過觀察圖像，然后通過鼠標(biāo)在圖像上確定掃描范圍端點(diǎn)。

b、根據(jù)相機(jī)的光學(xué)參數(shù)，將像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為激光雷達(dá)的掃描角度信息。在本步驟的操作中，主要是將圖像上的掃描范圍端點(diǎn)的像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為激光雷達(dá)需要的掃描角度信息，掃描角度主要是指在水平方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和在垂直方向上的俯仰運(yùn)動(dòng)的角度。

其中，相機(jī)的光學(xué)參數(shù)可以包括實(shí)時(shí)焦距為fd、基礎(chǔ)焦距為f₀(相機(jī)鏡頭變倍為1時(shí)的焦距)、光學(xué)放大倍率為M(這里是指在進(jìn)行像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為激光雷達(dá)的掃描角度信息時(shí)相機(jī)所采用的光學(xué)放大倍率)，其中，相機(jī)的實(shí)時(shí)焦距fd＝M×f₀。相機(jī)的成像傳感器的尺寸為H×W，其中，H為成像傳感器的高度，W為成像傳感器的寬度，單位可以為毫米，成像傳感器的分辨率為像素分辨率為N_H×N_w，其中，N_H為垂直像素個(gè)數(shù)，N_w為水平像素個(gè)數(shù)，設(shè)像素坐標(biāo)為(P_x，P_y)，其中，P_x和P_y的單位為像素的個(gè)數(shù)。

相對(duì)應(yīng)地，掃描角度信息可以包括水平掃描角度范圍端點(diǎn)和/或俯仰掃描角度范圍端點(diǎn)激光雷達(dá)的當(dāng)前水平方位角為當(dāng)前垂直方位角為

基于相機(jī)的光學(xué)參數(shù)將像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為實(shí)際方位角的具體原理如下，如圖2所示，其為相機(jī)的成像傳感器(以CCD傳感器為例)的平面示意圖，如圖所示，中心點(diǎn)用O表示，圖中P點(diǎn)標(biāo)識(shí)上述確定的掃描范圍端點(diǎn)，其坐標(biāo)為(P_x，P_y)。

以O(shè)點(diǎn)作為原始的方位角，該P(yáng)點(diǎn)相對(duì)于O點(diǎn)的水平方位角為：

該P(yáng)點(diǎn)相對(duì)于O點(diǎn)的垂直方位角為：

其中，57.296＝180/3.14，其為弧度轉(zhuǎn)換角度系數(shù)。

基于上述參數(shù)和變換原理，上述的b部分的操作可以通過如下公式來進(jìn)行計(jì)算：

通過如下公式確定水平掃描角度范圍端點(diǎn)

通過如下公式確定俯仰掃描角度范圍端點(diǎn)

其中，需要說明的是，上述涉及的各種角度，在水平方向和垂直方向分別使用各自統(tǒng)一的角度坐標(biāo)基準(zhǔn)。例如，在實(shí)際使用中，水平方向的轉(zhuǎn)動(dòng)通過可旋轉(zhuǎn)底座來驅(qū)動(dòng)激光雷達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，可以以其中某一個(gè)角度作為基準(zhǔn)的0度，在規(guī)定好正負(fù)方向后，其他位置均以該0度位置為基準(zhǔn)。同理，垂直方向的俯仰角度也可以以激光雷達(dá)處于水平狀態(tài)時(shí)作為0度，在規(guī)定好正負(fù)方向后，其他位置均以該0度位置為基準(zhǔn)。

在實(shí)際的驅(qū)動(dòng)控制中，垂直方向的俯仰運(yùn)動(dòng)和水平方向的水平轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以采用步進(jìn)電機(jī)，通過計(jì)算機(jī)向步進(jìn)電機(jī)發(fā)送指令來控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，因此，計(jì)算機(jī)能夠?qū)崟r(shí)記錄該激光雷達(dá)當(dāng)前在水平方向和垂直方向所處的角度位置，即上述的當(dāng)前水平方位角為當(dāng)前垂直方位角為這個(gè)角度就是圖2中的O點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的方位角度(即前面提到的原始的方位角)。之后，當(dāng)掃描范圍端點(diǎn)被確定后，可以根據(jù)上述公式(1)和公式(2)計(jì)算出圖2中的P點(diǎn)對(duì)應(yīng)的方位角相對(duì)于O點(diǎn)對(duì)應(yīng)的方位角的角度差異，即水平方向上角度差異為θ_w，垂直方向上的角度差異為θ_h，該當(dāng)前方位角可以作為掃描運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，然后，在獲取計(jì)算機(jī)記錄的當(dāng)前的方位角度后，根據(jù)公式(3)和公式(4)，最終計(jì)算出水平掃描角度范圍端點(diǎn)和俯仰掃描角度范圍端點(diǎn)該掃描角度范圍端點(diǎn)可以作為掃描運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)。其中，和可以根據(jù)上述預(yù)先規(guī)定的正負(fù)方向來確定。

c、根據(jù)掃描角度信息，控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)激光雷達(dá)進(jìn)行掃描運(yùn)動(dòng)。在上面的操作b中，計(jì)算出最終的水平掃描角度范圍端點(diǎn)和俯仰掃描角度范圍端點(diǎn)后，計(jì)算機(jī)就可以控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)激光雷達(dá)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，例如可以最終轉(zhuǎn)換為針對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制質(zhì)指令來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。

具體地，可以以當(dāng)前水平方位角為或者當(dāng)前垂直方位角為掃描起始方位角，以水平掃描角度范圍端點(diǎn)或者俯仰掃描角度范圍端點(diǎn)為掃描終止方位角，操作c可以進(jìn)一步包括：

c1、獲取掃描角度分辨率，其中，其中，該角度分辨率可以是預(yù)先設(shè)定好的，也可以是根據(jù)當(dāng)前情況用戶自行設(shè)定的。該角度分辨率具體可以是激光雷達(dá)進(jìn)行掃描檢測(cè)時(shí)，采集數(shù)據(jù)角度間隔，例如，每隔1度采集一次數(shù)據(jù)，相應(yīng)地，在對(duì)激光雷達(dá)進(jìn)行掃描運(yùn)動(dòng)的控制時(shí)，也可以以此為單位控制步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)1度就停頓預(yù)定時(shí)間然后再進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)等操作。

c2、根據(jù)掃描角度分辨率、掃描起始方位角以及掃描終止方位角在掃描范圍內(nèi)進(jìn)行線性插值，獲得每個(gè)掃描點(diǎn)對(duì)應(yīng)的水平方位角或者垂直方位角。插值的目的是確定最終的掃描點(diǎn)的角度，以便對(duì)激光雷達(dá)的掃描運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。

c3、根據(jù)每個(gè)掃描點(diǎn)對(duì)應(yīng)的水平方位角或者垂直方位角，驅(qū)動(dòng)激光雷達(dá)進(jìn)行水平轉(zhuǎn)動(dòng)或者俯仰運(yùn)動(dòng)。

此外，需要指出的是，上面說明了水平方向和垂直方向的角度計(jì)算和驅(qū)動(dòng)控制，不過本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，上述的掃描運(yùn)動(dòng)可以只在水平方向或者只在垂直方向，相應(yīng)地，上述掃描角度計(jì)算也可以只計(jì)算水平方向的方位角或者垂直方向的方位角。

在本實(shí)施例中，通過獲取圖像上的確定的掃描范圍端點(diǎn)的像素坐標(biāo)，并基于該像素坐標(biāo)進(jìn)行激光雷達(dá)的掃描驅(qū)動(dòng)控制，能夠更加精準(zhǔn)地進(jìn)行激光雷達(dá)的掃描定位，實(shí)現(xiàn)提高激光雷達(dá)的掃描控制的便捷性，并且還可以充分利用計(jì)算機(jī)的圖像處理技術(shù)，對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行進(jìn)一步地識(shí)別，從而能夠更加合理地確定掃描范圍端點(diǎn)。

實(shí)施例三

本實(shí)施例涉及的激光雷達(dá)的控制方法，該控制方法基于實(shí)施例一的控制系統(tǒng)，其具體包括激光雷達(dá)、相機(jī)、計(jì)算機(jī)以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)，其中，相機(jī)設(shè)置在激光雷達(dá)上，相機(jī)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均與計(jì)算機(jī)連接，相機(jī)的光軸和激光雷達(dá)的接收光學(xué)系統(tǒng)的光軸平行，如圖3所示，本實(shí)施例的控制方法包括：

步驟101：相機(jī)拍攝圖像并發(fā)送給計(jì)算機(jī)。

步驟102：計(jì)算機(jī)接收相機(jī)拍攝的圖像并顯示。

步驟103：計(jì)算機(jī)獲取圖像上的確定的掃描范圍端點(diǎn)的像素坐標(biāo)。這里所說的確定的掃描范圍端點(diǎn)即為相機(jī)拍攝的圖像上的點(diǎn)，該點(diǎn)的確定可以通過人為選擇的方式，例如，操作人員通過觀察圖像，然后通過鼠標(biāo)在圖像上確定掃描范圍端點(diǎn)。

步驟104：計(jì)算機(jī)根據(jù)相機(jī)的光學(xué)參數(shù)，將像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為激光雷達(dá)的掃描角度信息。

在步驟的操作中，主要是將圖像上的掃描范圍端點(diǎn)的像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為激光雷達(dá)需要的掃描角度信息，掃描角度主要是在水平方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和在垂直方向上的俯仰運(yùn)動(dòng)。

其中，相機(jī)的光學(xué)參數(shù)可以包括實(shí)時(shí)焦距為fd、基礎(chǔ)焦距為f₀(相機(jī)鏡頭變倍為1時(shí)的焦距)、光學(xué)放大倍率為M(這里是指在進(jìn)行像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為激光雷達(dá)的掃描角度信息時(shí)相機(jī)所采用的光學(xué)放大倍率)，其中，相機(jī)的實(shí)時(shí)焦距fd＝M×f₀。相機(jī)的成像傳感器的尺寸為H×W，其中，H為成像傳感器的高度，W為成像傳感器的寬度，單位可以為毫米，成像傳感器的分辨率為像素分辨率為N_H×N_w，其中，N_H為垂直像素個(gè)數(shù)，N_w為水平像素個(gè)數(shù)，設(shè)像素坐標(biāo)為(P_x，P_y)，其中，P_x和P_y的單位為像素的個(gè)數(shù)。

相對(duì)應(yīng)地，掃描角度信息可以包括水平掃描角度范圍端點(diǎn)和/或俯仰掃描角度范圍端點(diǎn)激光雷達(dá)的當(dāng)前水平方位角為當(dāng)前垂直方位角為

基于相機(jī)的光學(xué)參數(shù)將像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為實(shí)際方位角的具體原理在實(shí)施例二中已經(jīng)進(jìn)行了充分說明，在此不再贅述。

基于上述參數(shù)和實(shí)施例二中所說明的變換原理，在步驟104中，可以通過上述公式(3)和公式(4)計(jì)算出掃描角度信息，即計(jì)算出水平掃描角度范圍端點(diǎn)和/或俯仰掃描角度范圍端點(diǎn)

其中，需要說明的是，上述涉及的各種角度，在水平方向和垂直方向分別使用各自統(tǒng)一的角度坐標(biāo)基準(zhǔn)。例如，在實(shí)際使用中，水平方向的轉(zhuǎn)動(dòng)通過可旋轉(zhuǎn)底座來驅(qū)動(dòng)激光雷達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，可以以其中某一個(gè)角度作為基準(zhǔn)的0度，在規(guī)定好正負(fù)方向后，其他位置均以該0度位置為基準(zhǔn)。同理，垂直方向的俯仰角度也可以以激光雷達(dá)處于水平狀態(tài)時(shí)作為0度，在規(guī)定好正負(fù)方向后，其他位置均以該0度位置為基準(zhǔn)。

在實(shí)際的驅(qū)動(dòng)控制中，垂直方向的俯仰運(yùn)動(dòng)和水平方向的水平轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以采用步進(jìn)電機(jī)，通過計(jì)算機(jī)向步進(jìn)電機(jī)發(fā)送指令來控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，因此，計(jì)算機(jī)能夠?qū)崟r(shí)記錄該激光雷達(dá)當(dāng)前在水平方向和垂直方向所處的角度位置，即上述的當(dāng)前水平方位角為當(dāng)前垂直方位角為這個(gè)角度就是圖2中的O點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的方位角度(即前面提到的原始的方位角)。之后，當(dāng)掃描范圍端點(diǎn)被確定后，可以根據(jù)上述公式(1)和公式(2)計(jì)算出圖2中的P點(diǎn)對(duì)應(yīng)的方位角相對(duì)于O點(diǎn)對(duì)應(yīng)的方位角的角度差異，即水平方向上角度差異為θ_w，垂直方向上的角度差異為θ_h，該當(dāng)前方位角可以作為掃描運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，然后，在獲取計(jì)算機(jī)記錄的當(dāng)前的方位角度后，根據(jù)公式(3)和公式(4)，最終計(jì)算出水平掃描角度范圍端點(diǎn)和俯仰掃描角度范圍端點(diǎn)該掃描角度范圍端點(diǎn)可以作為掃描運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)。其中，和可以根據(jù)上述預(yù)先規(guī)定的正負(fù)方向來確定。

步驟105：計(jì)算機(jī)根據(jù)掃描角度信息，控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)激光雷達(dá)進(jìn)行掃描運(yùn)動(dòng)。在上面的步驟104中，計(jì)算出最終的水平掃描角度范圍端點(diǎn)和俯仰掃描角度范圍端點(diǎn)后，計(jì)算機(jī)就可以控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)激光雷達(dá)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，例如可以最終轉(zhuǎn)換為針對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制質(zhì)指令來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。

具體地，可以以當(dāng)前水平方位角為或者當(dāng)前垂直方位角為掃描起始方位角，以水平掃描角度范圍端點(diǎn)或者俯仰掃描角度范圍端點(diǎn)為掃描終止方位角，該步驟105可以進(jìn)一步包括：

1051、獲取掃描角度分辨率，其中，該角度分辨率可以是預(yù)先設(shè)定好的，也可以是根據(jù)當(dāng)前情況用戶自行設(shè)定的。該角度分辨率具體可以是激光雷達(dá)進(jìn)行掃描檢測(cè)時(shí)，采集數(shù)據(jù)角度間隔，例如，每隔1度采集一次數(shù)據(jù)，相應(yīng)地，在對(duì)激光雷達(dá)進(jìn)行掃描運(yùn)動(dòng)的控制時(shí)，也可以以此為單位控制步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)1度就停頓預(yù)定時(shí)間然后再進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)等操作。

1052、根據(jù)掃描角度分辨率、掃描起始方位角以及掃描終止方位角在掃描范圍內(nèi)進(jìn)行線性插值，獲得每個(gè)掃描點(diǎn)對(duì)應(yīng)的水平方位角或者垂直方位角。插值的目的是確定最終的掃描點(diǎn)的角度，以便對(duì)激光雷達(dá)的掃描運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。

1053、根據(jù)每個(gè)掃描點(diǎn)對(duì)應(yīng)的水平方位角或者垂直方位角，驅(qū)動(dòng)激光雷達(dá)進(jìn)行水平轉(zhuǎn)動(dòng)或者俯仰運(yùn)動(dòng)。

此外，需要指出的是，上面說明了水平方向和垂直方向的角度計(jì)算和驅(qū)動(dòng)控制，不過本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，上述的掃描運(yùn)動(dòng)可以只在水平方向或者只在垂直方向，相應(yīng)地，上述掃描角度計(jì)算也可以只計(jì)算水平方向的方位角或者垂直方向的方位角。

本實(shí)施例的激光雷達(dá)的控制方法，通過將相機(jī)拍攝的圖像在遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上進(jìn)行顯示，操作人員可以方便的通過拍攝圖像進(jìn)行目標(biāo)對(duì)象的定位，并通過計(jì)算機(jī)來控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來驅(qū)動(dòng)激光雷達(dá)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)的過程中，可以實(shí)時(shí)通過相機(jī)拍攝的圖像進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，通過獲取圖像上的確定的掃描范圍端點(diǎn)的像素坐標(biāo)，并基于該像素坐標(biāo)進(jìn)行激光雷達(dá)的掃描驅(qū)動(dòng)控制，能夠更加精準(zhǔn)地進(jìn)行激光雷達(dá)的掃描定位，實(shí)現(xiàn)提高激光雷達(dá)的掃描控制的便捷性，并且還可以充分利用計(jì)算機(jī)的圖像處理技術(shù)，對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行進(jìn)一步地識(shí)別，從而能夠更加合理地確定掃描范圍端點(diǎn)。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實(shí)現(xiàn)上述各方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成。前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述各方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。