CN108089176A - 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及激光雷达控制方法，所述激光雷达包括：控制器，用于根据驱动电压与振镜角度的关系曲线，发送控制命令；振镜，用于根据所述控制命令改变自身角度，以改变出射激光的出射方向。本发明能提高激光雷达的精度，提高激光雷达的安全性能。
Description
技术领域
本发明涉及检测领域，特别涉及一种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，固态激光雷达通常采用改变振镜的角度来改变出射激光在一个方向和/或两个方向上出射角度，相应的，固态激光雷达的接收端也同步切换对应角度的光电器件，从而使接收器接收到对应角度的反射激光。通常，发射端的振镜和接收端的光电器件是同步切换的，但由于反射激光与出射激光之间的时间差，以及振镜本身的性能等，与发射端同步切换的接收端的光电器件并不能使接收器对反射激光很好的接收，因而会对固态激光雷达的检测精度有影响。此外，振镜本身具有一定的非线性，尤其是对于大的偏转角度的非线性误差更大，因此，对激光雷达检测精度的影响更大。
振镜本身是不包含任何位置传感器的，无法直接读取振镜的角度和/或其运动位置，且振镜本身的角度/位置变化不是线性的。可见，现有技术中还没有一种方法可以较为准确的得到振镜的角度/位置，因而固态激光雷达的精确度还不高。
发明内容
本发明实施例中提供了一种激光雷达及激光雷达控制方法，能提高激光雷达的精度，提高激光雷达的安全性能。
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，所述激光雷达包括：
控制器，用于根据驱动电压与振镜角度的关系曲线，发送控制命令；
振镜，用于根据所述控制命令改变自身角度，以改变出射激光的出射方向。
可选的，所述控制器还用于：
获取驱动电压与振镜角度的关系曲线。
可选的，所述控制器还用于：
在多个采样时刻检测当前驱动电压与对应的振镜角度；
根据所述当前驱动电压和对应的振镜角度，拟合所述驱动电压与振镜角度的关系曲线；
其中，所述对应的振镜角度包括水平方向上振镜的角度，和/或垂直方向上振镜的角度。
可选的，所述激光雷达还包括：
数模转换电路，用于将所述控制器发送的控制命令转化为模拟电压，并传输至所述振镜。
可选的，所述激光雷达还包括：
信号调理电路，用于对所述数模转换电路输出的模拟电压滤波，还用于放大滤波后的模拟电压，还用于将放大后的模拟电压传输至所述振镜。
第二方面，提供了一种激光雷达控制方法，所述方法包括：
控制器根据驱动电压与振镜角度的关系曲线，发送控制命令；
振镜根据所述控制命令改变自身角度，以改变出射激光的出射方向。
可选的，所述方法还包括：
控制器获取驱动电压与振镜角度的关系曲线。
可选的，所述控制器获取驱动电压与振镜角度的关系曲线，包括：
在多个采样时刻检测当前驱动电压与对应的振镜角度；
根据所述当前驱动电压和对应的振镜角度，拟合所述驱动电压与振镜角度的关系曲线；
其中，所述对应的振镜角度包括水平方向上振镜的角度，和/或垂直方向上振镜的角度。
可选的，所述方法还包括：
数模转换电路将所述控制器发送的控制命令转化为模拟电压，并传输至所述振镜。
可选的，所述方法还包括：
信号调理电路对所述数模转换电路输出的模拟电压滤波，还用于放大滤波后的模拟电压，还用于将放大后的模拟电压传输至所述振镜。
本发明的实施例中公开了一种激光雷达，包括：控制器，用于根据驱动电压与振镜角度的关系曲线，发送控制命令；振镜，用于根据所述控制命令改变自身角度，以改变出射激光的出射方向。本发明实施例中，激光雷达根据驱动电压与振镜角度的关系曲线改变自身角度，从而改变出射激光的出射方向，可以调节激光雷达的出射激光的方向，减小振镜非线性对激光雷达精度的影响，从而提高激光雷达的精度。此外，本发明实施例还能够较为精确的控制振镜的角度，就能够较为精确的控制出射激光的扫描速度，确保出射激光的扫描速度在一定的范围内，既保证激光雷达的精确度，又能最大限度地减少人的眼睛接触到激光光束的可能性，提高激光雷达的安全性能。
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的结构示意图；
图2所示为本发明实施例的激光雷达的结构示意图。
具体实施方式
本发明如下实施例提供了一种激光雷达及激光雷达控制方法，能提高激光雷达的精度。
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的结构示意图，如图1所示，所述激光雷达包括：
控制器110，用于根据驱动电压与振镜角度的关系曲线，发送控制命令；
振镜120，用于根据所述控制命令改变自身角度，以改变出射激光的出射方向。
此外，本发明实施例的激光雷达还包括发射器130和发射端准直单元140。
发射器130用于发射出射激光；发射端准直单元140设置于发射器130与振镜120之间，用于准直发射器130发出的出射激光。
图1中，100为被测物体，或被测区域。
本发明实施例中，所述控制器110还用于：
获取驱动电压与振镜角度的关系曲线。
本发明实施例中，所述控制器110还用于：
在多个采样时刻检测当前驱动电压与对应的振镜角度；
根据所述当前驱动电压和对应的振镜角度，拟合所述驱动电压与振镜角度的关系曲线；
其中，所述对应的振镜角度包括水平方向上振镜的角度，和/或垂直方向上振镜的角度。
本发明实施例中采用的振镜可以是一维振镜，或可以是二维振镜。
若采用的是一维振镜，则振镜需要改变的角度仅是一个方向的，可以是水平方向，或可以是垂直方向。
若采用的是二维振镜，则根据需要改变两个方向的角度，或其中一个方向的角度。
振镜自身角度和驱动电压之间的关系曲线，在出厂时的产品手册中是可以获取的，但是由于每个振镜的特性，以及振镜在大角度时的非线性，所以产品手册中给出的曲线并不精确。本发明实施例中，驱动电压与振镜角度的关系曲线可以通过多个采用时刻的检测值来拟合出来，拟合方法可以采用现有技术中的多种方法，在此不再赘述。
本发明实施例中，控制器根据驱动电压与振镜角度的关系曲线，发送控制命令，振镜根据所述控制命令改变自身角度，以改变出射激光的出射方向，而驱动电压与振镜角度的关系曲线通过实测获取，可以修正振镜的非线性，使振镜角度的控制更加精确，从而提高了激光雷达的精确度。此外，能够较为精确的控制振镜的角度，就能够较为精确的控制出射激光的扫描速度，确保出射激光的扫描速度在一定的范围内，既保证激光雷达的精确度，又能最大限度地减少人的眼睛接触到激光光束的可能性，提高激光雷达的安全性能。
图2所示为本发明实施例的激光雷达的结构示意图，如图2所示，激光雷达包括控制器110、振镜120，发射器130和发射端准直单元140，激光雷达还包括：
数模转换电路150，用于将所述控制器发送的控制命令转化为模拟电压，并传输至所述振镜。
信号调理电路160，用于对所述数模转换电路输出的模拟电压滤波，还用于放大滤波后的模拟电压，还用于将放大后的模拟电压传输至所述振镜。
图2中，100为被测物体，或被测区域。
本发明实施例中，振镜是用模拟电压驱动的，因此需要把控制命令中包含的数字信号转发为模拟电压，并通过滤波、放大等调理过程，然后发送至振镜。滤波和放大等处理可以减小信号干扰，提高激光雷达的精确度。
和上述激光雷达相对应，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：
控制器根据驱动电压与振镜角度的关系曲线，发送控制命令；
振镜根据所述控制命令改变自身角度，以改变出射激光的出射方向。
可选的，所述方法还包括：
控制器获取驱动电压与振镜角度的关系曲线。
可选的，所述控制器获取驱动电压与振镜角度的关系曲线，包括：
在多个采样时刻检测当前驱动电压与对应的振镜角度；
根据所述当前驱动电压和对应的振镜角度，拟合所述驱动电压与振镜角度的关系曲线；
其中，所述对应的振镜角度包括水平方向上振镜的角度，和/或垂直方向上振镜的角度。
可选的，所述方法还包括：
数模转换电路将所述控制器发送的控制命令转化为模拟电压，并传输至所述振镜。
可选的，所述方法还包括：
信号调理电路对所述数模转换电路输出的模拟电压滤波，还用于放大滤波后的模拟电压，还用于将放大后的模拟电压传输至所述振镜。
本发明实施例的方法能提高激光雷达的精度和安全性能。
本发明的实施例中公开了一种激光雷达及激光雷达控制方法，激光雷达包括：控制器，用于根据驱动电压与振镜角度的关系曲线，发送控制命令；振镜，用于根据所述控制命令改变自身角度，以改变出射激光的出射方向。本发明实施例中，激光雷达根据驱动电压与振镜角度的关系曲线改变自身角度，从而改变出射激光的出射方向，可以调节激光雷达的出射激光的方向，减小振镜非线性对激光雷达精度的影响，从而提高激光雷达的精度。此外，本发明实施例还能够较为精确的控制振镜的角度，就能够较为精确的控制出射激光的扫描速度，确保出射激光的扫描速度在一定的范围内，既保证激光雷达的精确度，又能最大限度地减少人的眼睛接触到激光光束的可能性，提高激光雷达的安全性能。
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 (10)
1.一种激光雷达，其特征在于，所述激光雷达包括：
控制器，用于根据驱动电压与振镜角度的关系曲线，发送控制命令；
振镜，用于根据所述控制命令改变自身角度，以改变出射激光的出射方向。
2.如权利要求1所述的，其特征在于，所述控制器还用于：
获取驱动电压与振镜角度的关系曲线。
3.如权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，所述控制器还用于：
在多个采样时刻检测当前驱动电压与对应的振镜角度；
根据所述当前驱动电压和对应的振镜角度，拟合所述驱动电压与振镜角度的关系曲线；
其中，所述对应的振镜角度包括水平方向上振镜的角度，和/或垂直方向上振镜的角度。
4.如权利要求3所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括：
数模转换电路，用于将所述控制器发送的控制命令转化为模拟电压，并传输至所述振镜。
5.如权利要求4所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括：
信号调理电路，用于对所述数模转换电路输出的模拟电压滤波，还用于放大滤波后的模拟电压，还用于将放大后的模拟电压传输至所述振镜。
6.一种激光雷达控制方法，其特征在于，所述方法包括：
控制器根据驱动电压与振镜角度的关系曲线，发送控制命令；
振镜根据所述控制命令改变自身角度，以改变出射激光的出射方向。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
控制器获取驱动电压与振镜角度的关系曲线。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制器获取驱动电压与振镜角度的关系曲线，包括：
在多个采样时刻检测当前驱动电压与对应的振镜角度；
根据所述当前驱动电压和对应的振镜角度，拟合所述驱动电压与振镜角度的关系曲线；
其中，所述对应的振镜角度包括水平方向上振镜的角度，和/或垂直方向上振镜的角度。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
数模转换电路将所述控制器发送的控制命令转化为模拟电压，并传输至所述振镜。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
信号调理电路对所述数模转换电路输出的模拟电压滤波，还用于放大滤波后的模拟电压，还用于将放大后的模拟电压传输至所述振镜。
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