CN109959936B - 激光脉冲序列生成方法、装置和激光雷达系统 - Google Patents

激光脉冲序列生成方法、装置和激光雷达系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种激光脉冲序列生成方法、装置和激光雷达系统，该方法，包括：通过拟合公式计算得到微机电系统MEMS振镜的第一振动数据，所述第一振动数据包括：在预设周期内计算得到的一一对应的第一振动角度与第一振动时间点的数值；根据MEMS振镜的预设振动周期和第一振动数据，生成一个或多个激光脉冲序列。该方法在保证预期扫描频率的同时，不但可提高激光发射器的发光分辨率，同时可以降低激光发射器的发光频率，解决了现有激光雷达扫描系统因发光频率过高而无法提高测量距离的问题。

Description

激光脉冲序列生成方法、装置和激光雷达系统
技术领域
本发明涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种激光脉冲序列生成方法、装置和激光雷达系统。
背景技术
随着激光检测技术的不断发展，对高扫频、高分辨率、小体积的激光雷达的需求不断增加，对激光系统的空间尺寸要求也越来越高。传统的扫描式激光雷达主要通过机械式电机实现，存在尺寸大，寿命受限的问题。此外，基于电机的激光雷达受限于电机的转速、码盘的分辨率等因素，无法实现高扫频的需求。
目前，随着微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)技术的发展，新型的MEMS振镜体积小、成本低、功耗小的优点，使其具有广泛的应用前景。而采用MEMS振镜的方式实现扫描，可替代传统的机械式电机，满足了小尺寸的需求。并且，MEMS振镜的震荡频率高，可以轻松实现高扫频的应用需求。
但是，将MEMS振镜应用在激光雷达上之后，需要配备高频率发光的激光发射器，而受激光驱动本身的特性影响，当激光发射器的发光频率较高时，会导致激光功率下降，甚至烧毁激光发射器的激光管。
发明内容
本发明提供一种激光脉冲序列生成方法、装置和激光雷达系统，以生成符合MEMS振镜扫描轨迹的激光脉冲序列，在保证预期扫描频率的同时，降低激光发射器的发光频率，提高激光的发射功率和测量距离。
第一方面，本发明提供一种激光脉冲序列生成方法，包括：
通过拟合公式计算得到微机电系统MEMS振镜的第一振动数据，所述第一振动数据包括：在n个预设振动周期内计算得到的一一对应的第一振动角度与第一振动时间点的数值；
根据MEMS振镜的n个预设振动周期和第一振动数据，生成n个激光脉冲序列；n为大于或者等于1的自然数；
其中，所述拟合公式是根据所述MEMS振镜的第二振动数据对应的扫描轨迹得到的，所述第二振动数据包括：多组一一对应的第二振动角度与第二振动时间点的数值。
可选地，在通过拟合公式计算得到微机电系统MEMS振镜的第一振动数据之前，还包括：
获取所述MEMS振镜的第二振动数据；
根据所述第二振动数据绘制所述MEMS振镜的扫描轨迹，所述扫描轨迹的横轴为振动时间点，纵轴为振动角度，所述扫描轨迹为正弦函数轨迹或余弦函数轨迹；
根据所述扫描轨迹，得到所述MEMS振镜的振动角度和振动时间点的拟合公式。
可选地，所述根据MEMS振镜的n个预设振动周期和第一振动数据，生成n个激光脉冲序列，包括：
从所述第一振动数据中选取M个第一振动角度，分别记为y1、y2、…、yM，且M＝mn，其中，n表示所述MEMS振镜的振动周期数量，m表示所述MEMS振镜在一个振动周期内发射的激光脉冲的数量；
在所述MEMS振镜的第x个振动周期内，按照第一振动角度yx、yx+n、yx+2n、…、yx+(m-1)n所对应的第一振动时间点的时间顺序生成m个激光脉冲；其中x＝1、2、3……n。
可选地，所述根据所述扫描轨迹，得到所述MEMS振镜的振动角度和振动时间的拟合公式，包括：
根据所述扫描轨迹，将MEMS振镜的振动时间作为自变量，振动角度作为因变量，建立与所述扫描轨迹对应的预设函数，所述预设函数包括：余弦函数或者正弦函数；
从所述第二振动数据选取N组一一对应的第二振动角度与第二振动时间点的数值，并将N组数值中的第二振动角度和第二振动时间点代入预设函数中，得到N个方程；其中，N的值大于或者等于所述预设函数中的常量的总数；
通过求解N个方程得到预设函数中所有常量的值，所述常量的值包括：幅度、角速度、MEMS振镜的初始时间点、MEMS振镜的初始角度；
根据所述所有常量的值和所述预设函数，得到所述拟合公式。
可选地，所述通过所述拟合公式计算得到微机电系统MEMS振镜的第一振动数据，包括：
预设所述MEMS振镜的第一振动角度，通过所述拟合公式，计算得到与所述第一振动角度对应的第一振动时间点；或者，预设所述MEMS振镜的第一振动时间点，通过所述拟合公式，计算得到与所述第一振动时间点对应的第一振动角度。
可选地，所述第二振动数据通过以下任一方式得到：
从MEMS振镜的出厂校准数据表中选取；
从MEMS振镜的实验测量数据中选取。
第二方面，本发明提供一种激光脉冲序列生成装置，包括：
获取模块，用于通过拟合公式计算得到微机电系统MEMS振镜的第一振动数据，所述第一振动数据包括：在n个预设振动周期内计算得到的一一对应的第一振动角度与第一振动时间点的数值；
脉冲生成模块，用于根据MEMS振镜的n个预设振动周期和第一振动数据，生成n个激光脉冲序列；n为大于或者等于1的自然数；
其中，所述拟合公式是根据所述MEMS振镜的第二振动数据对应的扫描轨迹得到的，所述第二振动数据包括：多组一一对应的第二振动角度与第二振动时间点的数值。
可选地，还包括：
拟合模块，用于在通过拟合公式计算得到微机电系统MEMS振镜的第一振动数据之前，获取所述MEMS振镜的第二振动数据，
根据所述第二振动数据绘制所述MEMS振镜的扫描轨迹，所述扫描轨迹的横轴为振动时间点，纵轴为振动角度，所述扫描轨迹为正弦函数轨迹或余弦函数轨迹；
根据所述扫描轨迹，得到所述MEMS振镜的振动角度和振动时间点的拟合公式。
可选地，所述脉冲生成模块，具体用于
从所述第一振动数据中选取M个第一振动角度，分别记为y1、y2、…、yM，且M＝mn，其中，n表示所述MEMS振镜的振动周期数量，m表示所述MEMS振镜在一个振动周期内发射的激光脉冲的数量；
在所述MEMS振镜的第x个振动周期内，按照第一振动角度yx、yx+n、yx+2n、…、yx+(m-1)n所对应的第一振动时间点的时间顺序生成m个激光脉冲；其中x＝1、2、3……n。
可选地，所述拟合模块，具体用于：
根据所述扫描轨迹，将MEMS振镜的振动时间作为自变量，振动角度作为因变量，建立与所述扫描轨迹对应的预设函数，所述预设函数包括：余弦函数或者正弦函数；
从所述第二振动数据选取N组一一对应的第二振动角度与第二振动时间点的数值，并将N组数值中的第二振动角度和第二振动时间点代入预设函数中，得到N个方程；其中，N的值大于或者等于所述预设函数中的常量的总数；
通过求解N个方程得到预设函数中所有常量的值，所述常量的值包括：幅度、角速度、MEMS振镜的初始时间点、MEMS振镜的初始角度；
根据所述所有常量的值和所述预设函数，得到所述拟合公式。
可选地，所述获取模块，具体用于：
预设所述MEMS振镜的第一振动角度，通过所述拟合公式，计算得到与所述第一振动角度对应的第一振动时间点；或者，预设所述MEMS振镜的第一振动时间点，通过所述拟合公式，计算得到与所述第一振动时间点对应的第一振动角度。
可选地，所述第二振动数据通过以下任一方式得到：
从MEMS振镜的出厂校准数据表中选取；
从MEMS振镜的实验测量数据中选取。
第三方面，本发明提供一种激光雷达系统，包括：微机电系统MEMS振镜、激光发射器；
所述激光发射器按照第一方面中任一项所述的激光脉冲序列生成方法发出激光。
第四方面，本发明提供一种激光脉冲序列生成装置，包括：
包括：存储器、处理器，存储器与处理器通信连接；
存储器，用于存储程序指令；
处理器，用于调用存储器中的程序指令执行第一方面中任一项所述的激光脉冲序列生成方法中的步骤。
第五方面，本发明一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机指令，该指令被处理器执行时执行第一方面中任一项所述的激光脉冲序列生成方法中的步骤。
本发明提供的激光脉冲序列生成方法、装置和激光雷达系统，通过拟合公式计算得到微机电系统MEMS振镜的第一振动数据，所述第一振动数据包括：在n个预设振动周期内计算得到的一一对应的第一振动角度与第一振动时间点的数值；根据MEMS振镜的预设振动周期和第一振动数据，生成n个激光脉冲序列；n为大于或者等于1的自然数；其中，所述拟合公式是根据所述MEMS振镜的第二振动数据对应的扫描轨迹得到的，所述第二振动数据包括：多组一一对应的第二振动角度与第二振动时间点的数值。从而生成了符合MEMS振镜扫描轨迹的激光脉冲序列，在保证预期扫描频率的同时，提高激光发射器的发光分辨率，降低激光发射器的发光频率，解决了现有激光雷达扫描系统因发光频率过高而无法提高测量距离的问题。
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一实施例中MEMS激光雷达光学装置的原理示意图；
图2为本发明实施例一提供的激光脉冲序列生成方法的流程图；
图3为本发明实施例二提供的激光脉冲序列生成方法的流程图；
图4为根据表1中的数值得到的拟合曲线示意图；
图5为根据表2中的数值得到的第一个周期内的拟合曲线示意图；
图6为根据表2中的数值得到的两个周期内的拟合曲线示意图；
图7为根据表3中的数值得到的第一个周期内的拟合曲线示意图；
图8为根据表3中的数值得到的三个周期内的拟合曲线示意图；
图9为本发明实施例一提供的激光脉冲序列生成装置的结构示意图；
图10为本发明实施例二提供的激光脉冲序列生成装置的结构示意图；
图11为本发明实施例三提供的激光脉冲序列生成装置的结构示意图；
图中：
1-激光发射单元；
2-MEMS振镜；
3-透镜；
4-被测物；
5-反射镜；
6-光学接收单元；
10-获取模块；
20-脉冲生成模块；
30-拟合模块；
40-存储器；
50-处理器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
以下，对本申请中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解：
1)微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)技术，也叫做微电子机械系统、微系统、微机械等，指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置。微机电系统其内部结构一般在微米甚至纳米量级，是集微传感器、微执行器、微机械结构、微电源微能源、信号处理和控制电路、高性能电子集成器件、接口、通信等于一体的微型器件或系统。
2)振镜，是一种特殊的摆动电机，基本原理是通电线圈在磁场中产生力矩，但与旋转电机不同，其转子上通过机械纽簧或电子的方法加有复位力矩，大小与转子偏离平衡位置的角度成正比。当线圈通以一定的电流而转子发生偏转到一定的角度时，电磁力矩与回复力矩大小相等，故不能象普通电机一样旋转，只能偏转，偏转角与电流成正比，与电流计一样，故振镜又叫电流计扫描振镜(galvanomet ric scanner)。
图1为一实施例中MEMS激光雷达光学装置的原理示意图。如图1所示，激光发射单元1发出的激光经由周期摆动的MEMS振镜2反射至透镜3，经过透镜3后形成扫描激光，扫描激光经过被测物4表面、反射镜5反射之后被光学接收单元6接收，从而实现对被测物表面的扫描。但是，激光发射单元1发射高频率的激光，会导致激光功率下降，甚至烧毁激光发射器的激光管，从而影响整个激光雷达系统的性能。
本发明提供的激光脉冲序列生成方法，旨在解决现有技术的如上技术问题。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。
图2为本发明实施例一提供的激光脉冲序列生成方法的流程图，如图2所示，本实施例中的方法可以包括：
S101、通过拟合公式计算得到微机电系统MEMS振镜的第一振动数据。
本实施例中，第一振动数据包括：在n个预设振动周期内计算得到的一一对应的第一振动角度与第一振动时间点的数值。
本实施例中，可以通过预设所述MEMS振镜的第一振动角度，通过所述拟合公式，计算得到与所述第一振动角度对应的第一振动时间点；或者，预设所述MEMS振镜的第一振动时间点，通过所述拟合公式，计算得到与所述第一振动时间点对应的第一振动角度。
可选地，假设预设周期为所述MEMS振镜的一个振动周期时，可以设置等角度间隔的第一振动角度，将该第一振动角度代入拟合公式，计算得到对于的第一振动时间点。具体的，假设所述MEMS振镜的一个振动周期为10度到-10度再到10度，角度间隔为1度，则可以得到40个第一振动角度，将20个第一振动角度代入拟合公式，可以的到对应的40个第一振动时间点。
可选地，假设预设周期为所述MEMS振镜的一个振动周期时，可以设置等时间间隔的第一振动时间点，将该第一振动时间点代入拟合公式，计算得到对于的第一振动角度。具体的，假设所述MEMS振镜的一个振动周期为45us，时间间隔为1us，则可以得到45个第一振动时间点，将45个第一振动时间点代入拟合公式，可以的到对应的45个第一振动角度。
需要说明的是，本实施例中以MEMS振镜的一个振动周期为例进行说明，但是本实施例不限定MEMS振镜的周期数，本领域技术人员可以根据本实施例中的方法计算得到MEMS振镜任意周期长度所对应的第一振动数据。
S102、根据MEMS振镜的n个预设振动周期和第一振动数据，生成n个激光脉冲序列。
本实施例中，拟合公式是根据所述MEMS振镜的第二振动数据对应的扫描轨迹得到的，所述第二振动数据包括：多组一一对应的第二振动角度与第二振动时间点的数值。
从所述第一振动数据中选取M个第一振动角度，分别记为y1、y2、…、yM，且M＝mn，其中，n表示所述MEMS振镜的振动周期数量，m表示所述MEMS振镜在一个振动周期内发射的激光脉冲的数量；
在所述MEMS振镜的第x个振动周期内，按照第一振动角度yx、yx+n、yx+2n、…、yx+(m-1)n所对应的第一振动时间点的时间顺序生成m个激光脉冲；其中x＝1、2、3……n。
本实施例，通过拟合公式计算得到微机电系统MEMS振镜的第一振动数据，并根据MEMS振镜的预设振动周期和第一振动数据，生成n个激光脉冲序列，在保证预期扫描频率的同时，提高激光发射器的发光分辨率，降低激光发射器的发光频率，解决了现有激光雷达扫描系统因发光频率过高而无法提高测量距离的问题。
图3为本发明实施例二提供的激光脉冲序列生成方法的流程图，如图3所示，本实施例中的方法可以包括：
S201、获取MEMS振镜的第二振动数据。
本实施例，MEMS振镜的第二振动数据可以从MEMS振镜的出厂校准数据表中选取；或者，从MEMS振镜的实验测量数据中选取。具体的，如表1所示，表1为本发明提供的一实施中从MEMS振镜的出厂校准数据表中选取的5组一一对应的第二振动角度与第二振动时间点的数值。图4为根据表1中的数值得到的拟合曲线示意图。
S202、根据第二振动数据绘制所述MEMS振镜的扫描轨迹。
本实施例中，根据表1中的5组一一对应的第二振动角度与第二振动时间点的数值拟合得到如图4所示的拟合曲线。所述拟合曲线呈现的是MEMS振镜的近似扫描轨迹，所述扫描轨迹的横轴为振动时间点，纵轴为振动角度，所述扫描轨迹为正弦函数轨迹或余弦函数轨迹。需要说明的是，本实施例，不限定第二振动数据中选取的数值组数，理论上，选取的数值组数越多，则拟合的曲线越接近MEMS振镜的扫描轨迹。
表1
y(振动角度，单位°) x(振动时间点，单位us)
10 0
0 11.25
-10 22.5
0 33.75
10 45
S203、根据扫描轨迹，得到MEMS振镜的振动角度和振动时间点的拟合公式。
本实施例中，通过正弦函数或者余弦函数来描述扫描轨迹中振动角度和振动时间点的关系。
可选地，根据所述扫描轨迹，将MEMS振镜的振动时间作为自变量，振动角度作为因变量，建立与所述扫描轨迹对应的预设函数，所述预设函数包括：余弦函数或者正弦函数。从所述第二振动数据选取N组一一对应的第二振动角度与第二振动时间点的数值，并将N组数值中的第二振动角度和第二振动时间点代入预设函数中，得到N个方程；其中，N的值大于或者等于所述预设函数中的常量的总数。通过求解N个方程得到预设函数中所有常量的值，所述常量的值包括：幅度、角速度、MEMS振镜的初始时间点、MEMS振镜的初始角度。根据所述所有常量的值和所述预设函数，得到所述拟合公式。
具体地，以正弦函数为例，设置拟合公式为：y＝y0+A sin(ω(t-t0))，式中：y为MEMS的振动角度，y0为振动时刻为t0时的初始振动角度，A为MEMS振镜的最大偏转角度，ω为MEMS振镜的振动角频率，t0为振动角度为y0时的初始振动时间点。通过第二振动数据选取N组一一对应的第二振动角度与第二振动时间点的数值求解y0、t0、A、ω的值。此时，N为大于等于4的自然数。
将表1中的二振动数据中的一一对应的第二振动角度与第二振动时间点的数值代入到拟合公式y＝y0+A sin(ω(t-t0))中，其中，表1中x的值作为时间t的值，y的值作为拟合公式中y的值，计算得到：
y0＝-4.1576*10-16；
A＝10；
Figure BDA0001519325280000101
t0＝11.25。
得到拟合公式
Figure BDA0001519325280000102
S204、通过拟合公式计算得到微机电系统MEMS振镜的第一振动数据。
可选地，设置振动角度间隔相等，振动时间点间隔不等。例如取MEMS振镜一个振动周期中的40个振动角度，每个振动角度间隔1度，记为y1、y2、y3、y4…y39、y40，其中，|y2-y1|＝|y3-y2|＝……＝|y40-y39|，振动时间点与振动角度一一对应。从而得到第一振动数据，如表2所示为第一个振动周期内MEMS振镜的振动角度及振动时间。
表2
Figure BDA0001519325280000111
图5为根据表2中的数值得到的第一个周期内的拟合曲线示意图，图5展示了第一振动数据在一个振动周期内，振动时间点与振动角度的关系。表明MEMS振镜依次从一侧的振动角度9°振动到0°，再到另一侧的最大振动角度-10°，然后回到最大振动角度10°；图5为MEMS振镜振动的一个完整周期，时间为45us。
可选地，设置MEMS振镜的振动时间点的间隔相等，振动角度不等。例如设置振动时间点的最小时间间隔为1us，振动时间点依次为：1us、2us、3us、4us……44us、45us，总振动时间数量为45个，振动角度与振动时间一一对应，从而得到第一振动数据，如表3所示为MEMS在第一个振动周期内的振动角度及振动时间。
表3
Figure BDA0001519325280000121
图7为根据表3中的数值得到的第一个周期内的拟合曲线示意图，图7展示了第一振动数据在一个振动周期内，振动时间点与振动角度的关系。表明MEMS振镜从1us振动到45us，MEMS从一侧的振动角度9°振动到0°，再到另一侧的最大振动角度-10°，然后回到最大振动角度10°。
S205、根据MEMS振镜的n个预设振动周期和第一振动数据，生成n个激光脉冲序列。
可选地，本实施例根据表2中所示的第一振动数据，预设2个振动周期，生成2个激光脉冲序列。控制MEMS振镜开始振动第一个周期，并根据y1、y3、y5…y39角度对应的振动时间依次发出第一个激光脉冲序列。其中，y1、y3、y5…y39对应的振动角度依次为：9度、7度、5度……9度。
控制MEMS振镜开始振动第二个周期，并根据y2、y4、y6…y40角度对应的第二振动周期内的振动时间依次发出第二个激光脉冲序列；y2、y4、y6…y40对应的角度依次为：8度、6度、4度……10度，对应的振动时间应为表2的相应时间加上总振动周期45us。
图6为根据表2中的数值得到的两个周期内的拟合曲线示意图。如图6所示为根据两个激光脉冲序列各自的振动角度及振动时间拟合而成的拟合曲线。从图6可以看到两个激光脉冲序列的发出时间；MEMS振镜振动了2个周期，用时90us，共发出2个等角度间隔的激光序列。每个激光序列包括20个激光脉冲，激光脉冲的最小发光间隔为2.93552us，可以轻松实现1/91.6us＝10.917KHZ的高扫描频率，且最小角度分辨率为1度。需要说明的是，本实施例，不限定MEMS振镜的振动周期数量，也不限定间隔的角度值。
可选的，本实施例根据表3中所示的第一振动数据，预设3个振动周期，生成3个激光脉冲序列。
第一个振动周期，MEMS振镜振动角度y1、y4、y7…y43对应的振动时间为：x1、x4、x7…x43，其相应的值为：1us、4us、7us……43us。根据x1、x4、x7…x43的振动时间依次发出第一个激光脉冲序列。
第二个振动周期，振动角度对应的振动时间应加上一个完整的振动周期45us，振动角度y2、y5、y8…y44对应的振动时间为：x47、x50、x53…x89，其相应的值为：47us、50us、53us……89us；根据x47、x50、x53…x89的振动时间依次发出第二个激光脉冲序列。
第三个振动周期，振动角度对应的振动时间应加上两个完整的振动周期90us；振动角度y3、y6、y9…y45对应的振动时间为：x93、x96、x99…x135；其相应的值为：93us、96us、99us……135us；根据x93、x96、x99…x135的振动时间依次发出第三个激光脉冲序列。
图8为根据表3中的数值得到的三个周期内的拟合曲线示意图；从拟合曲线可以看到三个激光脉冲序列依次发出的时间；在本实施例中，MEMS振镜共振动了3个周期，用时135us，共发出3个等时间间隔的激光序列，每个激光序列包括15个激光脉冲，激光脉冲的最小发光间隔为3us，可以轻松实现1/135us＝7.407KHZ的高扫描频率。
需要说明的是，本实施例中为了方便描述，将振动角度间隔(分辨率)设置成了1度，在实际应用中，可以根据角度分辨率要求来设置振动角度的值，从而实现分辨率更高的激光发光序列。同理，本实施例中为了方便描述，将振动时间点间隔(时间分辨率)设置成了1us，在实际应用中，可以根据角度分辨率要求来设置振动时间点的值，从而实现分辨率更高的激光发光序列。另外，本实施例也可以根据需要生成其他角度间隔或者时间间隔的激光脉冲序列。
本实施例中，步骤S204-步骤S205的具体实现过程参见图2所示方法中的相关描述，此处不再赘述。
本实施例，通过MEMS振镜的第二振动数据对应的扫描轨迹得到的第二振动数据，并根据第二振动数据绘制所述MEMS振镜的扫描轨迹，所述扫描轨迹的横轴为振动时间点，纵轴为振动角度，所述扫描轨迹为正弦函数轨迹或余弦函数轨迹；根据所述扫描轨迹，得到所述MEMS振镜的振动角度和振动时间点的拟合公式。从而可以根据拟合公式得到M组一一对应的第一振动角度与第一振动时间点的数值，根据MEMS振镜的n个预设振动周期和第一振动数据，生成n个激光脉冲序列。生成了符合MEMS振镜扫描轨迹的激光脉冲序列，在保证预期扫描频率的同时，不但可提高激光发射器的发光分辨率，同时可以降低激光发射器的发光频率，解决了现有激光雷达扫描系统因发光频率过高而无法提高测量距离的问题。
图9为本发明实施例一提供的激光脉冲序列生成装置的结构示意图，如图9所示，本实施例中的装置，可以包括：
获取模块10，用于通过拟合公式计算得到微机电系统MEMS振镜的第一振动数据，所述第一振动数据包括：在n个预设振动周期内计算得到的一一对应的第一振动角度与第一振动时间点的数值；
脉冲生成模块20，用于根据MEMS振镜的n个预设振动周期和第一振动数据，生成n个激光脉冲序列；n为大于或者等于1的自然数；
其中，所述拟合公式是根据所述MEMS振镜的第二振动数据对应的扫描轨迹得到的，所述第二振动数据包括：多组一一对应的第二振动角度与第二振动时间点的数值。
可选地，所述脉冲生成模块20，具体用于从所述第一振动数据中选取M个第一振动角度，分别记为y1、y2、…、yM，且M＝mn，其中，n表示所述MEMS振镜的振动周期数量，m表示所述MEMS振镜在一个振动周期内反射的激光脉冲的数量；
在所述MEMS振镜的第x个振动周期内，按照第一振动角度yx、yx+n、yx+2n、…、yx+(m-1)n所对应的第一振动时间点的时间顺序生成m个激光脉冲；其中x＝1、2、3……n。
可选地，所述获取模块10，具体用于：
预设所述MEMS振镜的第一振动角度，通过所述拟合公式，计算得到与所述第一振动角度对应的第一振动时间点；或者，预设所述MEMS振镜的第一振动时间点，通过所述拟合公式，计算得到与所述第一振动时间点对应的第一振动角度。
可选地，所述第二振动数据通过以下任一方式得到：
从MEMS振镜的出厂校准数据表中选取；
从MEMS振镜的实验测量数据中选取。
本实施例可以执行上述图2、图3所示的方法中的技术方案，其实现过程和技术效果与上述方法类似，此处不再赘述。
图10为本发明实施例二提供的激光脉冲序列生成装置的结构示意图，如图10所示，本实施例中的装置，在图9所示装置的基础上，还可以包括：
拟合模块30，用于在通过拟合公式计算得到微机电系统MEMS振镜的第一振动数据之前，获取所述MEMS振镜的第二振动数据，根据所述第二振动数据绘制所述MEMS振镜的扫描轨迹，所述扫描轨迹的横轴为振动时间点，纵轴为振动角度，所述扫描轨迹为正弦函数轨迹或余弦函数轨迹；根据所述扫描轨迹，得到所述MEMS振镜的振动角度和振动时间点的拟合公式。
可选地，所述拟合模块30，具体用于：
根据所述扫描轨迹，将MEMS振镜的振动时间作为自变量，振动角度作为因变量，建立与所述扫描轨迹对应的预设函数，所述预设函数包括：余弦函数或者正弦函数。从所述第二振动数据选取N组一一对应的第二振动角度与第二振动时间点的数值，并将N组数值中的第二振动角度和第二振动时间点代入预设函数中，得到N个方程；其中，N的值大于或者等于所述预设函数中的常量的总数。通过求解N个方程得到预设函数中所有常量的值，所述常量的值包括：幅度、角速度、MEMS振镜的初始时间点、MEMS振镜的初始角度；根据所述所有常量的值和所述预设函数，得到所述拟合公式。
本实施例可以执行上述图2、图3所示的方法中的技术方案，其实现过程和技术效果与上述方法类似，此处不再赘述。
本发明还提供一种激光雷达系统，包括：微机电系统MEMS振镜、激光发射器；所述激光发射器可以执行上述图2、图3所示的方法中的技术方案，其实现过程和技术效果与上述方法类似，此处不再赘述。
图11为本发明实施例三提供的激光脉冲序列生成装置的结构示意图，如图11所示，本实施例中的装置，包括：存储器40、处理器50，存储器40与处理器50通信连接；存储器40，用于存储程序指令；处理器50，用于调用存储器中的程序指令执行上述图2、图3所示的方法中的技术方案，其实现过程和技术效果与上述方法类似，此处不再赘述。
此外，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当用户设备的至少一个处理器执行该计算机执行指令时，用户设备执行上述各种可能的方法。
其中，计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。另外，该ASIC可以位于用户设备中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于通信设备中。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种激光脉冲序列生成方法，其特征在于，包括：
通过拟合公式计算得到微机电系统MEMS振镜的第一振动数据，所述第一振动数据包括：在n个预设振动周期内计算得到的一一对应的第一振动角度与第一振动时间点的数值；
根据MEMS振镜的n个预设振动周期和第一振动数据，生成n个激光脉冲序列；n为大于或者等于1的自然数；
其中，所述拟合公式是根据所述MEMS振镜的第二振动数据对应的扫描轨迹得到的，所述第二振动数据包括：多组一一对应的第二振动角度与第二振动时间点的数值，由拟合公式拟合得到的拟合曲线呈现的是MEMS振镜的近似扫描轨迹。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在通过拟合公式计算得到微机电系统MEMS振镜的第一振动数据之前，还包括：
获取所述MEMS振镜的第二振动数据；
根据所述第二振动数据绘制所述MEMS振镜的扫描轨迹，所述扫描轨迹的横轴为振动时间点，纵轴为振动角度，所述扫描轨迹为正弦函数轨迹或余弦函数轨迹；
根据所述扫描轨迹，得到所述MEMS振镜的振动角度和振动时间点的拟合公式。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据MEMS振镜的n个预设振动周期和第一振动数据，生成n个激光脉冲序列，包括：
从所述第一振动数据中选取M个第一振动角度，分别记为y1、y2、…、yM，且M＝mn，其中，n表示所述MEMS振镜的振动周期数量，m表示所述MEMS振镜在一个振动周期内发射的激光脉冲的数量；
在所述MEMS振镜的第x个振动周期内，按照第一振动角度yx、yx+n、yx+2n、…、yx+(m-1)n所对应的第一振动时间点的时间顺序生成m个激光脉冲；其中x＝1、2、3……n。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述扫描轨迹，得到所述MEMS振镜的振动角度和振动时间的拟合公式，包括：
根据所述扫描轨迹，将MEMS振镜的振动时间作为自变量，振动角度作为因变量，建立与所述扫描轨迹对应的预设函数，所述预设函数包括：余弦函数或者正弦函数；
从所述第二振动数据选取N组一一对应的第二振动角度与第二振动时间点的数值，并将N组数值中的第二振动角度和第二振动时间点代入预设函数中，得到N个方程；其中，N的值大于或者等于所述预设函数中的常量的总数；
通过求解N个方程得到预设函数中所有常量的值，所述常量的值包括：幅度、角速度、MEMS振镜的初始时间点、MEMS振镜的初始角度；
根据所述所有常量的值和所述预设函数，得到所述拟合公式。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述拟合公式计算得到微机电系统MEMS振镜的第一振动数据，包括：
预设所述MEMS振镜的第一振动角度，通过所述拟合公式，计算得到与所述第一振动角度对应的第一振动时间点；或者，预设所述MEMS振镜的第一振动时间点，通过所述拟合公式，计算得到与所述第一振动时间点对应的第一振动角度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二振动数据通过以下任一方式得到：
从MEMS振镜的出厂校准数据表中选取；
从MEMS振镜的实验测量数据中选取。
7.一种激光脉冲序列生成装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于通过拟合公式计算得到微机电系统MEMS振镜的第一振动数据，所述第一振动数据包括：在n个预设振动周期内计算得到的一一对应的第一振动角度与第一振动时间点的数值；
脉冲生成模块，用于根据MEMS振镜的n个预设振动周期和第一振动数据，生成n个激光脉冲序列；n为大于或者等于1的自然数；
其中，所述拟合公式是根据所述MEMS振镜的第二振动数据对应的扫描轨迹得到的，所述第二振动数据包括：多组一一对应的第二振动角度与第二振动时间点的数值，由拟合公式拟合得到的拟合曲线呈现的是MEMS振镜的近似扫描轨迹。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：
拟合模块，用于在通过拟合公式计算得到微机电系统MEMS振镜的第一振动数据之前，获取所述MEMS振镜的第二振动数据；
根据所述第二振动数据绘制所述MEMS振镜的扫描轨迹，所述扫描轨迹的横轴为振动时间点，纵轴为振动角度，所述扫描轨迹为正弦函数轨迹或余弦函数轨迹；
根据所述扫描轨迹，得到所述MEMS振镜的振动角度和振动时间点的拟合公式。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述脉冲生成模块，具体用于从所述第一振动数据中选取M个第一振动角度，分别记为y1、y2、…、yM，且M＝mn，其中，n表示所述MEMS振镜的振动周期数量，m表示所述MEMS振镜在一个振动周期内反射的激光脉冲的数量；
在所述MEMS振镜的第x个振动周期内，按照第一振动角度yx、yx+n、yx+2n、…、yx+(m-1)n所对应的第一振动时间点的时间顺序生成m个激光脉冲；其中x＝1、2、3……n。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述拟合模块，具体用于：
根据所述扫描轨迹，将MEMS振镜的振动时间作为自变量，振动角度作为因变量，建立与所述扫描轨迹对应的预设函数，所述预设函数包括：余弦函数或者正弦函数；
从所述第二振动数据选取N组一一对应的第二振动角度与第二振动时间点的数值，并将N组数值中的第二振动角度和第二振动时间点代入预设函数中，得到N个方程；其中，N的值大于或者等于所述预设函数中的常量的总数；
通过求解N个方程得到预设函数中所有常量的值，所述常量的值包括：幅度、角速度、MEMS振镜的初始时间点、MEMS振镜的初始角度；
根据所述所有常量的值和所述预设函数，得到所述拟合公式。
11.一种激光雷达系统，其特征在于，包括：微机电系统MEMS振镜、激光发射器；
所述激光发射器按照权利要求1-6中任一项所述的激光脉冲序列生成方法发出激光。
12.一种激光脉冲序列生成装置，其特征在于，包括：
包括：存储器、处理器，存储器与处理器通信连接；
存储器，用于存储程序指令；
处理器，用于调用存储器中的程序指令执行权利要求1-6中任一项所述的激光脉冲序列生成方法中的步骤。
13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机指令，该指令被处理器执行时执行权利要求1-6中任一项所述的激光脉冲序列生成方法中的步骤。
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