CN107678012A - 激光雷达闭环控制系统、激光雷达及激光雷达控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例中公开了一种激光雷达闭环控制系统、激光雷达及激光雷达控制方法，所述激光雷达闭环控制系统包括：信息采集模块，用于主动发送探测信号，并根据所述探测信号发送参考信号；控制模块，用于根据所述参考信号，控制激光雷达的扫描。本发明能提高激光雷达的扫描精度，减小测量误差。
Description
技术领域
本发明涉及探测领域，特别涉及一种闭环控制系统、激光雷达及激光雷达控制方法。
背景技术
激光雷达是以发射激光光束来探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是先向目标发射探测激光光束，然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，例如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。
固态激光雷达是激光雷达的一种，因其成本低、垂直分辨率高而成为固态雷达的发展方向。固态激光雷达的核心部分在于扫描系统，该系统通常是基于振镜等光学扫描单元组成的一维或二维机械扫描系统。该扫描系统可以采用开环控制，但是开环控制导致扫描区域不可控，从而使扫描区域失真，而且开环控制还容易导致特定时间段内扫描角度不可精确控制，导致测量误差。
发明内容
本发明实施例中提供了一种激光雷达闭环控制系统、激光雷达及激光雷达控制方法，能提高激光雷达的扫描精度，减小测量误差。
为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：
一方面，提供了一种激光雷达闭环控制系统，所述控制系统包括：
信息采集模块，用于主动发送探测信号，并根据所述探测信号发送参考信号；
控制模块，用于根据所述参考信号，控制激光雷达的扫描。
可选的，所述信息采集模块包括：
探测信号发送单元，用于发送位置探测信号；
探测信号接收单元，用于接收反射信号，所述反射信号为所述位置探测信号经被测区域反射后的信号；
处理单元，用于根据反射信号获取被测区域状况，生成并发送所述参考信号至所述控制模块。
可选的，所述处理单元根据反射信号获取被测区域状况，生成并发送参考信号至控制模块，包括：
所述处理单元根据所述反射信号对所述被测区域进行分区；
所述处理单元根据所述分区确定重点扫描区域；
所述处理单元生成并发送至控制模块的参考信号为重点区域扫描信号。
可选的，若所述反射信号为点云数据，则所述处理单元根据反射信号对被测区域进行分区，包括：
根据采集的点云数据对所述被测区域进行分区。
可选的，若所述反射信号为图像，则所述处理单元根据反射信号对被测区域进行分区，包括：
对所述图像进行处理后，对所述被测区域进行分区。
可选的，所述处理单元根据反射信号获取被测区域状况，生成并发送参考信号至控制模块，包括：
所述处理单元根据所述反射信号识别被测区域中的有效物体；
若所述被测区域中无有效物体，则所述处理单元生成并发送的参考信号为错误告警信号。
可选的，所述处理单元根据反射信号获取被测区域状况，生成并发送参考信号至所述控制模块，包括：
所述处理单元根据反射信号识别被测区域中的有效物体；
若所述被测区域中存在有效物体，则所述处理单元识别所述有效物体所处的位置；
若所述有效物体处于非有效位置，则所述处理单元生成并发送的参考信号为调整扫描区域信号。
第二方面，提供了一种激光雷达，所述激光雷达包括上述的激光雷达闭环控制系统。
第三方面，提供了一种激光雷达控制方法，所述方法包括：
信息采集模块主动发送探测信号，并根据所述探测信号发送参考信号；
控制模块根据所述参考信号，控制激光雷达的扫描。
可选的，所述信息采集模块主动发送探测信号还包括：
探测信号发送单元发送位置探测信号；
探测信号接收单元接收反射信号，所述反射信号为所述位置探测信号经被测区域反射后的信号；
处理单元根据反射信号获取被测区域状况，生成并发送所述参考信号至所述控制模块。
可选的，所述处理单元根据反射信号获取被测区域状况，生成并发送参考信号至控制模块，包括：
所述处理单元根据所述反射信号对所述被测区域进行分区；
所述处理单元根据所述分区确定重点扫描区域；
所述处理单元生成并发送至控制模块的参考信号为重点区域扫描信号。
可选的，若所述反射信号为点云数据，则所述处理单元根据反射信号对被测区域进行分区，包括：
根据采集的点云数据对所述被测区域进行分区。
可选的，若所述反射信号为图像，则所述处理单元根据反射信号对被测区域进行分区，包括：
对所述图像进行处理后，对所述被测区域进行分区。
可选的，所述处理单元根据反射信号获取被测区域状况，生成并发送参考信号至控制模块，包括：
所述处理单元根据所述反射信号识别被测区域中的有效物体；
若所述被测区域中无有效物体，则所述处理单元生成并发送的参考信号为错误告警信号。
可选的，所述处理单元根据反射信号获取被测区域状况，生成并发送参考信号至所述控制模块，包括：
所述处理单元根据反射信号识别被测区域中的有效物体；
若所述被测区域中存在有效物体，则所述处理单元识别所述有效物体所处的位置；
若所述有效物体处于非有效位置，则所述处理单元生成并发送的参考信号为调整扫描区域信号。
本发明的实施例中公开了一种激光雷达闭环控制系统，所述控制系统包括：信息采集模块，用于主动发送探测信号，并根据所述探测信号发送参考信号；控制模块，用于根据所述参考信号，控制激光雷达的扫描。本发明实施例的激光雷达闭环系统中，通过主动发送探测信号，对激光雷达的扫描进行控制，从而提高激光雷达的扫描精度，减小测量误差。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明实施例的激光雷达闭环控制系统的示意图；
图2所示为本发明实施例的被测区域的示意图；
图3所示为本发明实施例的被测区域的示意图；
图4所示为本发明实施例的被测区域的示意图。
具体实施方式
本发明如下实施例提供了一种激光雷达闭环系统、激光雷达以及激光雷达控制方法，可以增加扫描效率，提高扫描精度。
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、完整的描述，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作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。
图1所示为本发明实施例的激光雷达闭环控制系统的示意图，如图1所示，所述控制系统包括：
信息采集模块110，用于主动发送探测信号，并根据所述探测信号发送参考信号；
控制模块120，用于根据所述参考信号，控制激光雷达100的扫描。
本发明实施例的激光雷达闭环系统中，通过信息采集模块主动发送探测信号，控制模块对激光雷达的扫描进行控制，通过主动发送探测信号，对激光雷达的扫描进行控制，从而提高激光雷达的扫描精度，减小测量误差。
本发明实施例的对激光雷达的扫描进行控制可以包括对激光雷达扫描区域的控制，或可以包括对激光雷达扫描速度等的控制。
本发明实施例中，所述信息采集模块110包括：
探测信号发送单元，用于发送位置探测信号；
探测信号接收单元，用于接收反射信号，所述反射信号为所述位置探测信号经被测区域反射后的信号；
处理单元，用于根据反射信号获取被测区域状况，生成并发送所述参考信号至所述控制模块。
可选的，所述处理单元根据反射信号获取被测区域状况，生成并发送参考信号至控制模块，包括：
所述处理单元根据所述反射信号对所述被测区域进行分区；
所述处理单元根据所述分区确定重点扫描区域；
所述处理单元生成并发送至控制模块的参考信号为重点区域扫描信号。
对于重点扫描区域的扫描可以是降低激光雷达的扫描速度，从而对重点区域进行更精细的扫描，或可以是增加激光发射器的功率、调整算法等多种方法。
图2所示为本发明实施例的被测区域的示意图，如图2所示，根据反射信号对被测区域分区后包括A、B、C、D四个区域，其中C区域确定为重点扫描区域，此时处理单元生成并发送的参考信号为重点区域扫描信号，用来使激光雷达重点扫描C区域。
图2中，C区域包含最多的点云，因此将C区域作为重点扫描区域，实际应用中，重点扫描区域也可以是包含最多颜色信息的区域，或可以是点云数据突变区域等。
本发明实施例中，发出的探测信号不同，收到的反射信号也不同，如果发出的探测信号为激光，则反射信号为点云数据，则所述处理单元根据反射信号对被测区域进行分区，包括：
根据采集的点云数据对所述被测区域进行分区。
如果发出的探测信号为可见光，则反射信号为图像，处理单元根据反射信号对被测区域进行分区，包括：
对所述图像进行处理后，对所述被测区域进行分区。
可选的，所述处理单元根据反射信号获取被测区域状况，生成并发送参考信号至控制模块，包括：
所述处理单元根据所述反射信号识别被测区域中的有效物体；
若所述被测区域中无有效物体，则所述处理单元生成并发送的参考信号为错误告警信号。
可选的，所述处理单元根据反射信号获取被测区域状况，生成并发送参考信号至所述控制模块，包括：
所述处理单元根据反射信号识别被测区域中的有效物体；
若所述被测区域中存在有效物体，则所述处理单元识别所述有效物体所处的位置；
若所述有效物体处于非有效位置，则所述处理单元生成并发送的参考信号为调整扫描区域信号。
图3所示为本发明实施例的被测区域的示意图，如图3所示，被测区域300，物体301、302，其中，物体301、302可以是交通信号灯，或者路标，或者路沿，或者前车等。图3中的物体301和302是交通信号灯。
目前的一些激光雷达可以实现360度的扫描，但是这360度的扫描指的是水平方向，而垂直方向上的扫描区域仍然是有限的，而固态激光雷达的扫描区域在水平方向上也是有限的。
图3中301已经超出了被测区域300的范围，而302仅有部分在被测区域300中，对于301，处理单元生成错误告警信号，而对于302，处理单元生成调整扫描区域信号。
本发明实施例的激光雷达闭环系统中，主动发送探测信号，根据反射信号对激光雷达的扫描进行控制，成为一个闭环系统，可以使激光雷达的扫描可控，从而提高激光雷达的扫描精度，减小测量误差。
本发明实施例还提供了一种激光雷达，包括上述的激光雷达闭环控制系统。
图4所示为本发明实施例的激光雷达的示意图，如图4所示，所述激光雷达包括激光发射器410、发射端准直单元420、接收器430、接收端聚焦单元440、振镜450，以及激光雷达闭环控制系统460。
本发明实施例的激光雷达中，发射器410发射出射激光，经发射端准直单元420准直后，由振镜450改变方向，出射激光由被测区域400反射后，经接收端聚焦单元440后由接收器430接收。
激光雷达闭环系统406包括信息采集模块，控制模块，信息采集模块主动发送探测信号，并根据探测信号发送参考信号至控制模块，控制模块根据参考信号，控制激光雷达的扫描。
本发明实施例的激光雷达，通过主动发送探测信号，对激光雷达的扫描进行控制，从而提高激光雷达的扫描精度，减小测量误差。
本发明实施例还提供了一种激光雷达控制方法，所述方法包括：
信息采集模块主动发送探测信号，并根据所述探测信号发送参考信号；
控制模块根据所述参考信号，控制激光雷达的扫描。
可选的，所述信息采集模块主动发送探测信号还包括：
探测信号发送单元发送位置探测信号；
探测信号接收单元接收反射信号，所述反射信号为所述位置探测信号经被测区域反射后的信号；
处理单元根据反射信号获取被测区域状况，生成并发送所述参考信号至所述控制模块。
可选的，所述处理单元根据反射信号获取被测区域状况，生成并发送参考信号至控制模块，包括：
所述处理单元根据所述反射信号对所述被测区域进行分区；
所述处理单元根据所述分区确定重点扫描区域；
所述处理单元生成并发送至控制模块的参考信号为重点区域扫描信号。
可选的，若所述反射信号为点云数据，则所述处理单元根据反射信号对被测区域进行分区，包括：
根据采集的点云数据对所述被测区域进行分区。
可选的，若所述反射信号为图像，则所述处理单元根据反射信号对被测区域进行分区，包括：
对所述图像进行处理后，对所述被测区域进行分区。
可选的，所述处理单元根据反射信号获取被测区域状况，生成并发送参考信号至控制模块，包括：
所述处理单元根据所述反射信号识别被测区域中的有效物体；
若所述被测区域中无有效物体，则所述处理单元生成并发送的参考信号为错误告警信号。
可选的，所述处理单元根据反射信号获取被测区域状况，生成并发送参考信号至所述控制模块，包括：
所述处理单元根据反射信号识别被测区域中的有效物体；
若所述被测区域中存在有效物体，则所述处理单元识别所述有效物体所处的位置；
若所述有效物体处于非有效位置，则所述处理单元生成并发送的参考信号为调整扫描区域信号。
本发明实施例的激光雷达、激光雷达控制方法，通过主动发送探测信号，对激光雷达的扫描进行控制，从而提高激光雷达的扫描精度，减小测量误差。
本发明的实施例中公开了一种激光雷达闭环系统、激光雷达以及激光雷达控制方法，所述控制系统包括：信息采集模块，用于主动发送探测信号，并根据所述探测信号发送参考信号；控制模块，用于根据所述参考信号，控制激光雷达的扫描。本发明实施例的激光雷达闭环系统中，通过主动发送探测信号，对激光雷达的扫描进行控制，从而提高激光雷达的扫描精度，减小测量误差。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，通用硬件包括通用集成电路、通用CPU、通用存储器、通用元器件等，当然也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专用CPU、专用存储器、专用元器件等来实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种激光雷达闭环控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：
信息采集模块，用于主动发送探测信号，并根据所述探测信号发送参考信号；
控制模块，用于根据所述参考信号，控制激光雷达的扫描。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信息采集模块包括：
探测信号发送单元，用于发送位置探测信号；
探测信号接收单元，用于接收反射信号，所述反射信号为所述位置探测信号经被测区域反射后的信号；
处理单元，用于根据反射信号获取被测区域状况，生成并发送所述参考信号至所述控制模块。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述处理单元根据反射信号获取被测区域状况，生成并发送参考信号至控制模块，包括：
所述处理单元根据所述反射信号对所述被测区域进行分区；
所述处理单元根据所述分区确定重点扫描区域；
所述处理单元生成并发送至控制模块的参考信号为重点区域扫描信号。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，若所述反射信号为点云数据，则所述处理单元根据反射信号对被测区域进行分区，包括：
根据采集的点云数据对所述被测区域进行分区。
5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，若所述反射信号为图像，则所述处理单元根据反射信号对被测区域进行分区，包括：
对所述图像进行处理后，对所述被测区域进行分区。
6.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述处理单元根据反射信号获取被测区域状况，生成并发送参考信号至控制模块，包括：
所述处理单元根据所述反射信号识别被测区域中的有效物体；
若所述被测区域中无有效物体，则所述处理单元生成并发送的参考信号为错误告警信号。
7.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述处理单元根据反射信号获取被测区域状况，生成并发送参考信号至所述控制模块，包括：
所述处理单元根据反射信号识别被测区域中的有效物体；
若所述被测区域中存在有效物体，则所述处理单元识别所述有效物体所处的位置；
若所述有效物体处于非有效位置，则所述处理单元生成并发送的参考信号为调整扫描区域信号。
8.一种激光雷达，其特征在于，所述激光雷达包括上述权利要求1至7任一项所述的激光雷达闭环控制系统。
9.一种激光雷达控制方法，其特征在于，所述方法包括：
信息采集模块主动发送探测信号，并根据所述探测信号发送参考信号；
控制模块根据所述参考信号，控制激光雷达的扫描。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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