使用ScanShadowsFilter过滤激光雷达拖尾

2024-05-28 11:27:52

什么是拖尾现象

理想的激光脉冲打在目标上是一个点，但是实际上激光出射都存在一定的发散角，打在物体上时光斑是一个面。因此，当存在前后两个物体，且激光正好打在前面一个物体的边缘时，就有可能出现一部分激光能量打在了后面的物体上，这时的回返光就是两个光斑反射光的叠加。这时雷达会判断测量目标在这两个面之间，造成拖尾现象。

如何解决该问题

发生拖尾现象时，激光束呈射线状，我们可以根据这一现象来去除问题数据。据此得到下图中的数学问题：

转换坐标系，可以比较容易得出目标角，从而判断目标角是否在阈值范围内。

代码实现

本着不重复造轮子的原则，我们可以用laser_filters包中的ScanShadowsFilter插件来移除有拖尾（veiling effect）现象的数据。如上图所示，假设激光的原点是OOO，对于任何两个点P1P_1P1和P2P_2P2，则形成角∠OP1P2\angle{OP_1P_2}∠OP1P2，如果该角度小于最小阈值角度（min_angle）或大于最大阈值角度（max_angle），我们将该点及其附近符合条件的点移除。
参数：
min_angle (double)
最小阈值角度（角度制）
max_angle (double)
最大阈值角度（角度制）
window (int)
需要计算的目标角的窗口大小
neighbors (int)
需要删除拖尾数据附近数据（且该数据大于拖尾数据）的个数

测试结果

scan_filter_chain:
- name: shadowstype: laser_filters/ScanShadowsFilterparams:min_angle: 5max_angle: 175neighbors: 3window: 2remove_shadow_start_point: false

过滤前，可以看到存在拖尾现象的数据有三处，如下图所示：

过滤后，如下图所示，存在拖尾现象的数据已被滤除，但是正常数据也被移除了一部分，可以通过调节neighbors大小来减少影响。

参考

官方wiki
插件源码

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