CN107102310A - 一种多路激光雷达探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多路激光雷达探测方法，涉及汽车电子应用术领域。本发明主要采用调取每一通道数组中的所有测距时间，将所有测距时间求平均值，得到第一平均值；将N个第一平均值值再求平均，得到第二平均值即为μ；根据μ、预置的置信度下线σ₁和预置的置信度上线σ₂确定置信区间【σ₁μ，σ₂μ】；根据置信区间【σ₁μ，σ₂μ】判断连续发送的N路激光脉冲中的每一路激光脉冲的测距时间是否落在置信区间【σ₁μ，σ₂μ】内，并将落在置信区间【σ₁μ，σ₂μ】内的所有测距时间求平均值，得到第三平均值，将第三平均值存入第N+1个M个字节的数组中；也即本发明通过求平均计算置信区间，用置信区间剔除误差较大的数据，将落在置信区间的所有测距时间再次求平均的方式，提高了雷达测量的精确度。

Description

一种多路激光雷达探测方法

技术领域

本发明涉及汽车电子应用技术领域，更具体的涉及一种多路激光雷达探测方法。

背景技术

由于汽车工业的发展，汽车数量大幅增加，同时汽车技术也得到了充分的发展。特别是，由于电子技术的发展，出现了基于激光雷达的主动避撞系统的研究。其中，激光雷达作为主动避撞系统的距离探测的传感器，以较低的成本和较高的测距精度大大增加了主动避撞系统的应用范围。

在激光雷达中，三路激光扫描雷达得到了广泛的应用。三路激光扫描雷达通过循环扫描它的三个通道，来测量障碍物的距离和方位。在传统的三路激光扫描雷达中，是通过在规定的时间内(比如20ms)依次扫描测量各个通道激光飞行时间从而计算障碍物的距离。

在传统的三路激光扫描雷达中，是通过在规定的时间内(比如20ms)依次扫描测量各个通道激光飞行时间从而计算障碍物的距离。在这种方法中，是一个一个通道的测量激光飞行时间，而相邻两次的测量时间间隔大约7ms，按照最大30km/h的相对速度，两个通道测得的距离相差大约0.3m远大于激光雷达0.1m的测距精度要求。对接收到的数据没有进行处理，存在误差较大的数据，使得测量不准确，降低了雷达探测精度。

发明内容

本发明实施例提供一种多路激光雷达探测方法，用以解决现有技术中存在雷达探测精度低的问题。

本发明实施例提供一种多路激光雷达探测方法，包括：

S1、在随机存储器中开辟N+1个存储空间，所述每个存储空间用具有M个字节的数组表示；其中，所述N个数组与N路通道一一对应；

S2、连续发送N个激光脉冲至N路通道，并由N个激光脉冲依次完成一次探测，并将相应的每一个脉冲的测距时间存储在各自通道对应的数组中；其中，所述N个激光脉冲与所述N路通道一一对应；其中，所述测距时间为激光脉冲打在被测车上并反射回来，最终被接收器所接收的时间；

S3、重复步骤S2直至完成每个通道M个脉冲的测量；

S4、调取N路通道中每一路通道对应数组中的所有测距时间，将所述所有测距时间求平均值，得到第一平均值；

S5、将N个第一平均值再求平均值，得到第二平均值即为μ；

S6、根据μ、预置的置信度下线σ₁和预置的置信度上线σ₂确定置信区间【σ₁μ，σ₂μ】；

S7、根据置信区间【σ₁μ，σ₂μ】判断连续发送的N个激光脉冲中的每一个激光脉冲的测距时间是否落在置信区间【σ₁μ，σ₂μ】内，并将落在置信区间【σ₁μ，σ₂μ】内的所有测距时间求平均值，得到第三平均值，将所述第三平均值存入第N+1个数组中；

S8、重复步骤S7直至完成M次探测的判断和计算；

S9、读取第N+1个数组中的M个第三平均值；

S10、基于M个第三平均值中的每一个第三平均值计算目标距离；其中，所述目标距离为探测车与被探测车之间的距离。

较佳地，所述步骤S2中N个激光脉冲依次完成一次探测，包括：

A1、当选通N路通道中的其中一路通道中的激光接收器后，向所述通道中发射一次激光脉冲；

A2、当接收器接收到激光脉冲反射后，将所述激光脉冲的测距时间存到所述通道对应的数组中；

A3、选通剩余通道的其中一个，重复所述步骤A1-A2。

较佳地，所述当接收器接收到激光脉冲反射后，将所述激光脉冲的测距时间存到所述通道对应的数组中，包括：

预先设定接收器等待激光脉冲反射的时间为3us；

当接收器接收到激光发射回来的时间小于等于3us时，将所述时间设定为测距时间，并将测距时间存到所述通道对应数组中；

当接收器接收到激光发射回来的时间大于3us时，将所述3us设定为测距时间，并将测距时间存到所述通道对应数组中。

较佳地，所述M取值50。

本发明实施例中，提供一种多路激光雷达探测方法，与现有技术相比，其有益效果为：本发明主要采用调取每一通道数组中的所有测距时间，将所述所有测距时间求平均，得到第一平均值；将N个第一平均值再求平均，得到第二平均值即为μ；根据μ、预置的置信度下线σ₁和预置的置信度上线σ₂确定置信区间【σ₁μ，σ₂μ】；根据置信区间【σ₁μ，σ₂μ】判断连续发送的N路激光脉冲中的每一路激光脉冲的测距时间是否落在置信区间【σ₁μ，σ₂μ】内，并将落在置信区间【σ₁μ，σ₂μ】内的所有测距时间求平均，得到第三平均值，将所述第三平均值存入第N+1个M个字节的数组中；也即本发明通过求平均计算置信区间，用置信区间剔除误差较大的数据，将落在置信区间的所有测距时间再次求平均的方式，从而提高了雷达测量的精确度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种多路激光雷达探测方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种三路激光雷达探测方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的一种多路激光雷达探测方法，如图1所示，该方法包括：

S1、随机存储器中开辟N+1个存储空间，该每个存储空间用具有M个字节的数组表示；其中，该N个数组与N路通道一一对应。

S2、连续发送N个激光脉冲至N路通道，并由N个激光脉冲依次完成一次探测，并将相应的每一个脉冲的测距时间存储在各自通道对应的数组中；其中，该N个激光脉冲与该N路通道一一对应。

其中，该测距时间为激光脉冲打在被测车上并反射回来，最终被接收器所接收的时间，也即，接收器准确地测量激光脉冲从发射到被反射回的传播时间。

另外，由N路激光脉冲依次完成一次探测的方法，具体包括如下步骤：

当选通N路通道中的其中一路通道中的激光接收器后，向该通道中发射一次激光脉冲。

A2、当接收器接收到激光脉冲反射后，将该激光脉冲的测距时间存到该通道对应的数组中。

A3、选通剩余通道的其中一个，重复该步骤1-2。

其中，当接收器接收到激光脉冲反射后，将该激光脉冲的测距时间存到该通道对应的数组中，包括：

预先设定接收器等待激光脉冲反射的时间为3us。

当接收器接收到激光发射回来的时间小于等于3us时，将该时间设定为测距时间，并将测距时间存到该通道对应数组中。

当接收器接收到激光发射回来的时间大于3us时，将该3us设定为测距时间，并将测距时间存到该通道对应数组中。

需要说明的是，当激光脉冲反射回来的时间大于3us时，将该3us直接记为测距的时间，避免了测距时间误差较大，带来的测量精度低的问题。

S3、重复步骤S2直至完成每个通道M个脉冲的测量。

S4、调取N路通道中每一路通道对应数组中的所有测距时间，将该所有测距时间求平均值，得到第一平均值。

S5、将N个第一平均值再求平均值，得到第二平均值即为μ。

S6、根据μ、预置的置信度下线σ₁和预置的置信度上线σ₂确定置信区间【σ₁μ，σ₂μ】。

S7、根据置信区间【σ₁μ，σ₂μ】判断连续发送的N个激光脉冲中的每一个激光脉冲的测距时间是否落在置信区间【σ₁μ，σ₂μ】内，并将落在置信区间【σ₁μ，σ₂μ】内的所有测距时间求平均值，得到第三平均值，将该第三平均值存入第N+1个的数组中。

S8、重复步骤S7直至完成M次探测的判断和计算。

S9、读取第N+1个数组中的M个第三平均值。

S10、基于M个第三平均值中的每一个第三平均值计算目标距离；其中，该目标距离为探测车与被探测车之间的距离。

其中，因为光脉冲以光速传播，鉴于光速是已知的，测距时间已知时，即可得到测距距离，进而判断出两辆车之间的距离。

本发明实施例将举例进行说明，如图2所示，本发明实施例提供的一种三路激光雷达探测方法，具体以50个激光脉冲进行说明。

需要说明的是，在本发明实施例中，仅以上述50为例进行说明，50并不对本发明实施例构成限定。

该实施例中将三个通道分别定义为左通道、中通道、右通道，每次连续发送三个脉冲，分别选通左通道、中通道、右通道的接收pin管进行信号处理，并将结果分别存储于左通道、中通道、右通道对应的数组中。待三个通道发送完成后，再循环依次发送脉冲，直至全部的脉冲发送完毕，然后分别提取各通道的计时结果，从而可以计算出测量距离。

步骤201、在随机存储器中开辟4个存储空间，该每个存储空间用具有50个字节的数组表示；其中，该3个数组与3路通道一一对应。

比如，开辟的4个50个字节的数组分别为A[50]，B[50]，C[50]和D[50]，对应A[50]中存放左通道50个激光脉冲的测距时间；对应B[50]中存放中通道50个激光脉冲的测距时间；对应C[50]中存放右通道50个激光脉冲的测距时间。

步骤202、选通左通道的激光接收器后，发射激光脉冲，当接收器接收到激光脉冲反射后，将测距时间存到左通道对应数组中。

也即，将测距时间存到A[50]中。

步骤203、选通中通道的激光接收器后，发射激光脉冲，当接收器接收到激光脉冲反射后，将测距时间存到中通道对应数组中。

也即，将测距时间存到B[50]中。

步骤204、选通右通道的接收器，发射激光脉冲，当接收器接收到激光脉冲反射后，将测距时间存到右通道对应数组中。

也即，将测距时间存到C[50]中。

需要说明的是，本发明实施例只是以先选通左通道，然后选通中通道，最后选通右通道为例进行说明，并不对本发明实施例构成限制，也即，可以先选通中通道，然后选通右通道，最后选通左通道，也可以为选通右通道，然后选通右中通道，最后选通左通道等等，本发明实施例对执行的顺序不做具体限定，但是需要保证三个通道都遍历。

步骤205、重新发射激光脉冲，重复步骤2、3和4，直至每个通道都完成50个激光脉冲的发送。

当步骤5完成后，每一个数组中均存放了50个数据，该数据为测距时间。

步骤206、调取3路通道中每一通道对应数组中的所有测距时间，将该所有测距时间求平均值，得到第一平均值。

比如，A[50]＝{1，2，3，1，1，...2}，B[50]＝{1，1，2，1，3，...2}和C[50]＝{1，3，2，1，3，...1}，分别将A[50]中的50个数据求平均，得到第一平均值，将B[50]中的50个数据求平均，得到第一平均值，将C[50]中的50个数据求平均，得到第一平均值，也即该步骤得到3个第一平均值。

步骤207、将3个第一平均值再求平均值，得到第二平均值即为μ。

步骤208、根据μ、预置的置信度下线σ₁和预置的置信度上线σ₂确定置信区间【σ₁μ，σ₂μ】。

步骤209、根据置信区间【σ₁μ，σ₂μ】判断连续发送的3个激光脉冲中的每一个激光脉冲的测距时间是否落在置信区间【σ₁μ，σ₂μ】内，并将落在置信区间【σ₁μ，σ₂μ】内的所有测距时间求平均值，得到第三平均值，将该第三平均值存入第4个数组中。也即，本发明实施例将将该第三平均值存入第D[50]中。

本发明实施例的等待激光反射回来的时间小于3us，因此认为三路通道中的激光脉冲是连续发射的，且3个激光脉冲依次完成一次探测，因此，认为连续发射的三个脉冲。由于每一个通道的脉冲完成之后，再进行下一通道激光脉冲的发射，三个通道都完成才认为完成一次测试，且三个通道又是顺序测试的，因此认为依次完成一次探测。

由于，完成一次探测，三个通道对应的数组中都存入了三个数据，将这三个数据与置信区间【σ₁μ，σ₂μ】进行对比。比如，完成第一次探测三个通道对应的数组中分别存入的数据为1us、1us和3us，求得的置信区间为【0.8，2.4】，因此可判断数据1us、1us落在了置信区间【0.8，2.4】内，进而将1us、1us求平均，得到1us为第三平均值，将1us存入D[50]中。

需要说明的是，连续发送3个脉冲，3个脉冲依次遍历3个通道才为依次探测，而完成每一个通道50个脉冲的测量，总共需要50次探测。

步骤210、重复步骤209直至完成50次探测的判断和计算。

步骤211、读取第4个数组中的50个第三平均值。也即，读取D[50]中的数据。

步骤212、基于50个第三平均值中的每一个第三平均值计算目标距离。

需要说明的是，也可以利用50个第三平均值再求平均值，得到第四平均值，用第四平均值直接计算目标距离。

本发明实施例中，提供一种多路激光雷达探测方法，与现有技术相比，其有益效果为：本发明主要采用调取每一通道数组中的所有测距时间，将该所有测距时间求平均，得到第一平均值；将N个第一平均值再求平均，得到第二平均值即为μ；根据μ、预置的置信度下线σ₁和预置的置信度上线σ₂确定置信区间【σ₁μ，σ₂μ】；根据置信区间【σ₁μ，σ₂μ】判断连续发送的N路激光脉冲中的每一路激光脉冲的测距时间是否落在置信区间【σ₁μ，σ₂μ】内，并将落在置信区间【σ₁μ，σ₂μ】内的所有测距时间求平均，得到第三平均值，将该第三平均值存入第N+1个M个字节的数组中；也即本发明通过求平均计算置信区间，用置信区间剔除误差较大的数据，将落在置信区间的所有测距时间再次求平均的方式，从而提高了雷达测量的精确度。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种多路激光雷达探测方法，其特征在于，包括：

S1、在随机存储器中开辟N+1个存储空间，所述每个存储空间用具有M个字节的数组表示；其中，所述N个数组与N路通道一一对应；

S2、连续发送N个激光脉冲至N路通道，并由N个激光脉冲依次完成一次探测，并将相应的每一个脉冲的测距时间存储在各自通道对应的数组中；其中，所述N个激光脉冲与所述N路通道一一对应；其中，所述测距时间为激光脉冲打在被测车上并反射回来，最终被接收器所接收的时间；

S3、重复步骤S2直至完成每个通道M个脉冲的测量；

S4、调取N路通道中每一路通道对应数组中的所有测距时间，将所述所有测距时间求平均值，得到第一平均值；

S5、将N个第一平均值再求平均值，得到第二平均值即为μ；

S6、根据μ、预置的置信度下线σ₁和预置的置信度上线σ₂确定置信区间【σ₁μ，σ₂μ】；

S7、根据置信区间【σ₁μ，σ₂μ】判断连续发送的N个激光脉冲中的每一个激光脉冲的测距时间是否落在置信区间【σ₁μ，σ₂μ】内，并将落在置信区间【σ₁μ，σ₂μ】内的所有测距时间求平均值，得到第三平均值，将所述第三平均值存入第N+1个数组中；

S8、重复步骤S7直至完成M次探测的判断和计算；

S9、读取第N+1个数组中的M个第三平均值；

S10、基于M个第三平均值中的每一个第三平均值计算目标距离；其中，所述目标距离为探测车与被探测车之间的距离。

2.如权利要求1所述的多路激光雷达探测方法，其特征在于，所述步骤S2中N个激光脉冲依次完成一次探测，包括：

A1、当选通N路通道中的其中一路通道中的激光接收器后，向所述通道中发射一次激光脉冲；

A2、当接收器接收到激光脉冲反射后，将所述激光脉冲的测距时间存到所述通道对应的数组中；

A3、选通剩余通道的其中一个，重复所述步骤A1-A2。

3.如权利要求2所述的多路激光雷达探测方法，其特征在于，所述当接收器接收到激光脉冲反射后，将所述激光脉冲的测距时间存到所述通道对应的数组中，包括：

预先设定接收器等待激光脉冲反射的时间为3us；

当接收器接收到激光发射回来的时间小于等于3us时，将所述时间设定为测距时间，并将测距时间存到所述通道对应数组中；

当接收器接收到激光发射回来的时间大于3us时，将所述3us设定为测距时间，并将测距时间存到所述通道对应数组中。

4.如权利要求1所述的多路激光雷达探测方法，其特征在于，所述M取值50。