[发明专利]基于多普勒补偿的三维相干激光雷达推扫成像方法

权利要求书

1.一种基于多普勒补偿的三维相干激光雷达推扫成像方法，其特征在于：包括以下几个步骤：

1)建立激光雷达初始状态坐标系和激光雷达运动坐标系：将激光雷达抽象为一点，以激光雷达初始位置为坐标原点O_l，以右手定则建立静止坐标系x_ly_lz_lO_l，Δt时刻后，激光雷达所在的运动坐标系以速度为直线运动至x_l'y_l'z_l'O_l'，其中速度的方向与z_l轴正方向相同，坐标原点O_l'为激光雷达推动状态的实时位置；

2)获取实时状态下的运动激光雷达与静止目标点的距离L，出射光束的方位角为θ，出射光束的俯仰角为

3)由激光雷达移动速度与多普勒频移之间的对应关系求补偿量：激光雷达移动速度与收发激光多普勒频移呈如下关系：

v＝f_dλ/2

当激光雷达移动速度v为正时，激光雷达靠近目标物体；当激光雷达移动速度v为负时，激光雷达远离目标物体；

所以，激光雷达做变速运动时，我们使用每一点求得的激光雷达速度值v_i乘以每点的时间间隔Δt作为每点与前一点之间的时间间隔所对应的距离补偿量，激光雷达扫描的第i个点在激光雷达运动方向上的距离补偿量∫vdt为：

∫vdt＝v₁Δt+v₂Δt+…+v_iΔt

4)写出点云空间坐标：对于t时刻扫描点空间坐标有：

其中，和分别为坐标系变换时产生的旋转矩阵和平移矩阵，δ为激光雷达俯视逆时针方向旋转的角度，此处为0；

分别为激光雷达与目标物体之间在x_l、y_l、z_l方向上的相对速度，此处为0，即为步骤3)中根据多普勒频移求得的距离补偿量；

利用收发激光多普勒频移求得的激光雷达运动速度v，任意扫描点的坐标可以表示为：

对于某个时间段τ，获取到的空间点集可写为：

而点集∑P就组成了最终的点云图像。