CN110471075B - 雷达测距方法、装置及终端设备 - Google Patents

雷达测距方法、装置及终端设备 Download PDF

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Abstract

本发明适用于雷达技术领域，提供了一种雷达测距方法、装置及终端设备，所述方法包括：采集零点信号的参考零点脉宽时间及多种光强度下第一反射信号对应的采集时长及脉宽时间；根据参考零点脉宽时间、各种光强度对应的采集时长及脉宽时间，确定雷达测距公式；在预设时间内获取目标物体的目标采集时长和目标脉宽时间，及当前零点信号的当前零点脉宽时间和当前零点采集时长；并根据雷达测距公式，计算目标物体到雷达自身的距离。本申请通过设置零点位置，能够在预设时间内采集零点位置的反射信号和目标物体的反射信号，而预设时间内温度对电路的延迟影响近乎相同，从而能够根据目标零点信号和目标反射信号进行距离计算，消除温度对电路延迟的影响。

Description

雷达测距方法、装置及终端设备
技术领域
本发明属于雷达技术领域，尤其涉及一种雷达测距方法、装置及终端设备。
背景技术
由于激光具有方向性好，亮度高，单色性好等特点，使激光探测具有较高分辨率，在测距，精度跟踪，探测等方面具有显著的优势。
但半导体激光器和半导体光电器件受环境温度的影响较大，温度的变化会直接影响半导体器件的输出特性。一般的温补方式为温度补偿雪崩管偏压技术，使雪崩管的偏置电压随环境温度的变化而改变，保持整个接收信道的信噪比处于比较理想的状态。但环境温度对电路中各个器件的影响各不相同，因此温度补偿后雷达的测距结果仍然与真实值存在较大的误差。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种雷达测距方法、装置及终端设备，以解决现有技术中因温度变化造成的雷达测距不准确的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种雷达测距方法，包括：
采集零点信号的参考零点脉宽时间及多种光强度下第一反射信号对应的采集时长及脉宽时间；所述零点信号为雷达出射光打到零点位置的反射信号，所述第一反射信号为雷达出射光打到固定反射板上的反射信号；
根据所述参考零点脉宽时间、各种光强度下第一反射信号对应的采集时长及脉宽时间，确定雷达测距公式；
在预设时间内获取目标物体的目标反射信号的目标采集时长和目标脉宽时间，及当前零点信号的当前零点脉宽时间和当前零点采集时长；
根据所述目标采集时长、所述目标脉宽时间、所述当前零点脉宽时间、所述当前零点采集时长及所述雷达测距公式，计算所述目标物体到雷达自身的距离。
本发明实施例的第二方面提供了一种雷达测距装置，包括：
反射信号信息采集模块，用于采集零点信号的参考零点脉宽时间及多种光强度下第一反射信号对应的采集时长及脉宽时间；所述零点信号为雷达出射光打到零点位置的反射信号，所述第一反射信号为雷达出射光打到固定反射板上的反射信号；
雷达测距公式获取模块，用于根据所述参考零点脉宽时间、各种光强度下第一反射信号对应的采集时长及脉宽时间，确定雷达测距公式；
目标信息采集模块，用于在预设时间内获取目标物体的目标反射信号的目标采集时长和目标脉宽时间，及当前零点信号的当前零点脉宽时间和当前零点采集时长；
距离计算模块，用于根据所述目标采集时长、所述目标脉宽时间、所述当前零点脉宽时间、所述当前零点采集时长及所述雷达测距公式，计算所述目标物体到雷达自身的距离。
本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述雷达测距方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述雷达测距方法的步骤。
本发明首先采集零点信号的参考零点脉宽时间及多种光强度下第一反射信号对应的采集时长及脉宽时间；根据所述参考零点脉宽时间、各种光强度下第一反射信号对应的采集时长及脉宽时间，确定雷达测距公式；在预设时间内获取目标物体的目标反射信号的目标采集时长和目标脉宽时间，及当前零点信号的当前零点脉宽时间和当前零点采集时长；根据所述目标采集时长、所述目标脉宽时间、所述当前零点脉宽时间、所述当前零点采集时长及所述雷达测距公式，计算所述目标物体到雷达自身的距离。本实施例通过设置零点位置，能够在预设时间内采集零点的反射信号和目标物体的反射信号，而预设时间内温度对电路的延迟影响近乎相同，从而能够根据目标零点信号和目标反射信号进行距离计算，消除温度对电路延迟的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的雷达测距方法的实现流程示意图；
图2是本发明实施例提供的雷达测距方法的另一流程示意图；
图3是本发明实施例提供的图1中S102的流程示意图；
图4是本发明实施例提供的雷达测距装置的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的终端设备的示意图；
图6是本发明实施例提供的雷达装置的侧视图；
图7是本发明实施例提供的雷达装置的俯视图；
图8是本发明实施例提供的波形示意图；
图9是本发明实施例提供的脉冲时间与采集时长的拟合曲线图；
图10是本发明实施例提供的脉冲时间与采集时长误差的拟合曲线图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
实施例1：
图1示出了本发明一实施例所提供的雷达测距方法的实现流程图，本实施例的流程主体为雷达，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
如图1所示，本发明实施例所提供的一种雷达测距方法，其过程详述如下：
S101：采集零点信号的参考零点脉宽时间及多种光强度下第一反射信号对应的采集时长及脉宽时间；所述零点信号为雷达出射光打到零点位置的反射信号，所述第一反射信号为雷达出射光打到固定反射板上的反射信号。
在本实施例中，图6示出了雷达装置的侧视图，图7示出了雷达装置的俯视图。综合图6和图7可知，本实施例提供的雷达为旋转式激光雷达，包括旋转装置、零点装置、雷达出光孔和雷达收光孔。旋转装置可进行0-360度旋转，在0度至270度范围内，雷达可发射出射光至外界目标物体，在270度至360度测量范围内，选取某一角度，该角度在结构上设置为固定反射面的零点位置，该固定反射面大小应在270度到360度的范围内，且固定反射面的材质需适应-20度-60度的温度变化。本申请提供的雷达能够旋转360度，包括发出出射光至外界的0度-270度区域，和发出出射光至零点位置的270度-360度区域，每次雷达旋转到零点位置的角度时，都会进行测量，采集零点信号的参考零点脉宽时间及参考零点采集时长。
在本实施例中，采集激光雷达在0-270度任一方向的第一反射信号的采集时长，以及脉宽时间，采集时激光雷达不旋转，激光光束打在任一固定距离处的固定反射板上，同时可通过改变雷达的雷达出光孔的发射透镜或雷达收光孔的接收透镜的通光口径以改变激光光束打在该固定距离处的反射板上反射信号的光强度，以此改变雷达接收的第一反射信号的脉宽时间和采集时长。最终得到雷达对同一反射板测量的多个光强度对应的第一反射信号的采集时长和脉宽时间。
在本实施例中，图8示出了各种光强度的反射信号的波形图。由图8可知，在雷达的处理器(Central Processing Unit，CPU)中设置一阈值门限，在雷达获取到的零点信号幅值大于阈值门限时，计时芯片记录该时间点为零点信号的采集时间t1，将t0记录为零点信号对应的雷达出射光的计时起始时间，并将t1-t0作为零点信号的参考零点采集时长，雷达计时芯片记录雷达出射光的计时起始时间及采集时间，从而得到参考零点采集时长，同时可将幅值大于阈值门限的信号时长Δt1作为零点信号的参考零点脉宽时间。
同样的，可以得到不同光强度的第一反射信号的采集时长及脉宽时间，如图8所示，强信号、中信号和弱信号可以视为APD接收的同一反射板的不同光强度的第一反射信号，强信号的采集时长为t3-t0,脉宽时间为w3，中信号的采集时长为t2-t0，脉宽时间为w2，弱信号的采集时长为t1-t0，脉宽时间为w1。
S102：根据所述参考零点脉宽时间、各种光强度下第一反射信号对应的采集时长及脉宽时间，确定雷达测距公式；
S103：在预设时间内获取目标物体的目标反射信号的目标采集时长和目标脉宽时间，及当前零点信号的当前零点脉宽时间和当前零点采集时长；
S104：根据所述目标采集时长、所述目标脉宽时间、所述当前零点脉宽时间、所述当前零点采集时长及所述雷达测距公式，计算所述目标物体到雷达自身的距离。
在本实施例中，如图8所示，t1-t0为雷达CPU读取零点信号的总时间，但该时间包括CPU产生驱动二极管发光的信号在电路中行走的时间，光在空气中传播的时间，接收反射回来的零点信号经APD转化为电信号的时间及电信号在电路中传播至计时芯片的时间。温度会影响CPU产生驱动激光二极管发光的信号在电路中的行走时间，影响电信号在电路中传播至计时芯片的时间，因此在相同距离下系统接收到的总时间会随温度的变化而变化，这对测距精度会产生很大的影响。
为了消除温度对电路中信号延迟的影响，可以在雷达装置中设置零点装置，由于温度是渐变的过程，而在雷达旋转一圈的时间内，时间较短，可认为温度是恒定的，因此可以认为激光打在零点位置时CPU读取到的总时间与激光打在周围环境物体上时CPU读取到的总时间都是在同一温度下采集的，即CPU产生驱动激光二极管发光的信号在电路中的行走时间，接收反射回来的光经APD转化为电信号的时间，电信号在电路中传播至计时芯片的时间都是相同的。
因此可以在雷达每旋转一圈时都测量一次零点位置对应的当前零点脉宽时间和当前零点采集时长，同时在旋转的该圈内测量目标物体的目标反射信号的目标脉宽时间和目标采集时长，从而使测量零点位置和测量目标物体的时间差相差尽可能的少，将测量目标物体的时间与测量零点的时间相减，即可消除温度对电路产生延迟的影响。
从上述实施例可知，本发明首先采集零点信号的参考零点脉宽时间及多种光强度下第一反射信号对应的采集时长及脉宽时间；根据所述参考零点脉宽时间、各种光强度下第一反射信号对应的采集时长及脉宽时间，确定雷达测距公式；在预设时间内获取目标物体的目标反射信号的目标采集时长和目标脉宽时间，及当前零点信号的当前零点脉宽时间和当前零点采集时长；根据所述目标采集时长、所述目标脉宽时间、所述当前零点脉宽时间、所述当前零点采集时长及所述雷达测距公式，计算所述目标物体到雷达自身的距离。本实施例通过设置零点位置，能够在预设时间内采集零点信号和目标物体的目标反射信号，而预设时间内温度对电路的延迟影响近乎相同，从而能够根据目标零点信号和目标反射信号的信息进行距离计算，消除温度对电路延迟的影响。
在本发明的一个实施例中，如图2所示，图2示出了雷达测距方法的另一实现流程，其过程详述如下：
S201：获取光电二极管在多个温度下对应的反向击穿电压，并根据各个温度对应的反向击穿电压，得到反向击穿电压-温度拟合公式；
S202：获取当前温度值，并根据所述当前温度值及所述反向击穿电压-温度拟合公式，确定所述当前温度值下所述光电二极管的目标反向偏置电压。
在本实施例中，由于雷达中的APD(Avalanche Photodiode，雪崩光电二极管)的反向击穿电压会随温度的升高而增大，为了保持APD相同的增益，APD的反向偏置电压也要随温度的变化而变化。因此测量在不同的温度下APD的反向击穿电压，拟合出APD的反向击穿电压随温度的变化曲线，用该曲线的系数来控制APD的反向偏置电压。
为提高温度采集的准确性，在进行雷达测距之前，首先将雷达置于恒温箱内，通过改变恒温箱的恒温温度来采集不同温度下的反向击穿电压，并拟合得到反向击穿电压-温度拟合公式为G＝k*T2+k1*T+c，G为反向击穿电压，单位V,根据反向击穿电压-温度拟合公式中的系数，可以得到高压补偿公式为：Gn＝(k*T2+k1*T+c)*k2。T为当前温度值，k,k1为反向击穿电压-温度拟合公式中的系数，k2的取值范围是0—1，表示实际反向偏置电压与反向击穿电压的倍数，一般取值0.8，即0.8倍。c为常数，Gn为温度为T度时APD的实际反向偏置电压，单位V。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，图3示出了图1中S102的具体实现流程，其过程详述如下：
S301：在各种光强度对应的脉宽时间中查找与所述参考零点脉宽时间的数值相等的脉宽时间作为第一脉宽时间，并将所述第一脉宽时间对应的第一反射信号的采集时长作为第一采集时长；
S302：分别将各个光强度对应的第一反射信号的采集时长与所述第一采集时长做差，得到各个光强度对应的第一反射信号的采集时长误差；
S303：根据各个光强度的第一反射信号的采集时长误差及对应的脉宽时间，确定脉宽时间与采集时长误差之间的关系；
S304：根据脉宽时间与采集时长误差之间的关系，得到所述雷达测距公式。
在本实施例中，除温度影响信号在电路中的延迟时间外，雷达测距误差还与目标物体的反射率有关，当目标物体的反射率不同时，雷达接收到的信号强度也不相同。由图8可知，图8中的强信号、中信号和弱信号也可以视为不同光强度的目标反射信号。雷达出射光的发射时刻是固定的，强信号、中信号和弱信号的采集时间t3、t4、t5是不相同的。因此，在进行雷达测距时，当雷达出射光强度相同，目标物体的反射率不同时，得到的目标反射信号的目标采集时长和目标脉宽时间也不同，而目标物体的反射率相同时，对目标物体的目标反射信号的采集时间和脉宽时间均会相同。
如图8所示，假如零点信号的脉宽时间与中信号的脉宽时间是相同的，即△t1与w2相同，此时t4-t1是最真实的距离，即光在空气中的飞行时间。
但是打到目标物体的目标反射信号有不同的脉宽时间，即图中所示强信号，中信号，弱信号，因此以零点时的当前脉宽时间△t1为基准，当目标物体返回的目标反射信号的目标脉宽时间与零点脉宽时间相同时，不会产生误差；若目标物体返回的目标反射信号的目标脉宽时间与零点脉宽时间不相同时，则产生偏大或偏小的误差，本申请主要为找出偏大或偏小的具体数值，从而得到雷达测距公式。
在本实施例中，在计算雷达测距公式时，也可以通过零点装置来计算由于反射率不同得到不同光强度的反射信号而造成的测距误差。具体地，由于通过更换不同的反射板来控制反射率以得到不同光强度的反射信号的方法不容易实现，因此，本实施例为了更方便的获取不同光强度的第一反射信号，将雷达停转，在不改变反射板的情况下，通过雷达的出光孔发出不同光强度的出射光，从而使不同光强度的出射光打到同一反射板得到不同光强度的第一反射信号。在强信号、中信号和弱信号这三种第一反射信号对应的脉宽时间中查找与所述零点装置对应的参考零点脉宽时间的数值相等的脉宽时间作为第一脉宽时间，并将所述第一脉宽时间对应的第一反射信号的采集时长作为第一采集时长，而脉宽时间相同的信号的光强度相同，因此，可以将不同光强度的第一反射信号中脉宽时间与参考零点脉宽时间相同的信号作为无误差的反射信号，如图8中的中信号，然后将该无误差的反射信号的采集时长作为第一采集时长，并分别对强信号、中信号和弱信号对应的采集时长与第一采集时长做差，得到强信号、中信号和弱信号对应的采集时长误差，从而可以得到不同脉宽时间下计算的采集时长与实际的采集时长所对应的误差。
其次，将各个脉宽时间与采集时长误差一一对应，得到脉宽时间与采集时长误差之间的关系。根据脉宽时间与采集时长误差之间的关系，在进行雷达测距时，在目标物体的目标反射信号的采集时长与当前零点采集时长做差的基础上，减去由于目标反射信号和当前零点信号的脉宽不同而引起的采集时长误差，从而得到更加准确的测距时间，即光打到目标物体在空气中往返行走的时间。
进一步地，为了检测温度对脉宽时间-采集时长误差的影响，可以设置同一距离的反射板，确定不同温度下脉宽时间与采集时长误差之间的关系，通过绘制不同温度下脉宽时间-采集时长误差曲线，可知每条脉宽时间-采集时长误差曲线的走势均相同，即将每条曲线经过固定常数平移后，即可重合，因此，加入零点装置后也可以解决温度对误差的影响，
在本发明的一个实施例中，图3中S303的具体流程还包括：
根据各个光强度的第一反射信号的采集时长误差及对应的脉宽时间，确定脉宽-时间误差拟合公式。
在本实施例中，可以通过曲线拟合的方式得到脉宽-时间误差拟合公式，从而确定脉宽时间与采集时长误差之间的关系，拟合方式可以包括多项式拟合、分段拟合、幂函数和指数函数等方式。或者将脉宽时间与采集时长误差进行一对一建表，即每隔相同脉宽时间对应一个采集时长误差数据，并将该表写入雷达的CPU中。
在本发明的一个实施例中，雷达测距公式为：
Figure BDA0002177781060000101
其中，D表示所述目标物体的测距距离，t(n)表示所述目标物体的目标采集时长，w表示所述目标脉宽时间，t1表示所述当前零点采集时长，w1表示所述当前零点脉宽时间；t1(w1)表示所述当前零点脉宽时间对应的采集时长误差，t1(w)表示所述目标物体的目标反射信号的采集时长误差，v表示光速，为3*108m/s。
在本实施例中，当以多项式拟合方式确定脉宽-时间误差拟合公式时，t1(w)＝a1*wn+a2*wn-1+…an*w+b，t1(w1)＝a1*w1 n+a2*w1 n-1+…an*w1+b,因此可通过脉宽-时间拟合公式与上述雷达测距公式结合得到：
Figure BDA0002177781060000102
计算测距距离D。
通过上述雷达测距公式可知，在计算目标物体与雷达自身的距离时，除需要将目标物体的采集时长与当前零点采集时长相减，以及减去本次采集的目标物体因脉宽时间与当前零点脉宽时间不同而产生的采集时长误差外，当测量目标物体时测量的零点装置的当前零点脉宽时间与预置的参考零点脉宽时间不同时，零点对应的采集时长也存在误差，因此，还需要减去本次采集零点信号的零点采集时长误差。从而得到更为精确的测距距离，并且由于加入零点装置，实际测量精度不随温度的变化而变化。
在本发明的一个实施例中，所述目标反射信号对应的雷达出射光的计时起始时间与所述当前零点信号对应的雷达出射光的计时起始时间的差值小于所述预设时间。
在本实施例中，预设时间可以为雷达出射光旋转一圈的时间。
以一个具体的应用场景为例，在进行雷达测距前，首先进行APD的反向偏置电压的温度补偿，然后将雷达持续旋转，零点装置选取在315度方向，雷达每旋转一圈，在315度方向采集一组参考零点脉宽时间w1及参考零点采集时长t1，例如，t1＝22.3ns,w1＝60.75ns。
然后将雷达停止旋转，控制雷达出射光从135度方向照射到固定反射板上，持续采集不同光强度的采集时长t(n)及对应的脉宽时间w(n)，t(n)为23450个数据，w(n)为23450个数据，数据一一对应，以w(n)为横坐标，t(n)为纵坐标，画出如图9所示。
在脉宽时间w(n)中找到与参考零点脉宽时间w1相等的脉宽所对应的时间，即参考零点脉宽时间w1＝60.75，在w(n)中找到60.75对应的采集时长数据为29.9ns，将所有的t(n)数据减去29.9ns,即得到以参考零点脉宽时间60.75ns为基准，所有脉宽时间对应的采集时长误差值，画出如下图10的曲线。
拟合公式如下，将此公式写入CPU内，如下所述：
f(w)＝k1*w^8+k2*w^7+k3*w^6+k4*w^5+k5*w^4+k6*w^3+k7*w^2+k8*w+k9
Coefficients(with 95％confidence bounds):
k1＝3.174e-18
k2＝-7.786e-15
k3＝7.25e-12
k4＝-3.489e-09
k5＝9.632e-07
k6＝-0.0001569
k7＝0.01473
k8＝-0.732
k9＝14.46
最终CPU内的计算为：d(t)＝t(n)-t1-f(w1)-f(wn)。
其中t(n)为雷达出射光打到目标物体上返回的目标采集时长数据，t1为雷达出射光在扫描目标物体的同一圈内打到零点装置时的当前采集时长数据，f(w1)为当前零点脉宽时间为w1时带入函数f(w)中得到的采集时长误差，f(wn)为雷达出射光打到目标物体返回的目标脉宽时间wn带入到函数f(w)中得到的采集时长误差。
由雷达测距公式可知，当测量目标物体时测量的零点装置的当前零点脉宽时间与参考零点脉宽时间相同时，f(w)的误差为0。
除上述拟合公式方法外，还可以通过查表的方式查出d(t)公式中的f(w1)和f(wn)。
在雷达测试时，雷达旋转一圈的过程中采集目标物体的目标反射信号的目标采集时长和目标脉宽时间，以及当前零点信号的当前零点采集时长及当前零点脉宽时间，从而将上述四个数据代入雷达测距公式，得到雷达对目标物体的测距距离。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
如图4所示，本发明的一个实施例提供的雷达测距装置100，用于执行图1所对应的实施例中的方法步骤，其包括：
反射信号信息采集模块110，用于采集零点信号的参考零点脉宽时间及多种光强度下第一反射信号对应的采集时长及脉宽时间；所述零点信号为雷达出射光打到零点位置的反射信号，所述第一反射信号为雷达出射光打到固定反射板上的反射信号；
雷达测距公式获取模块120，用于根据所述参考零点脉宽时间、各种光强度下第一反射信号对应的采集时长及脉宽时间，确定雷达测距公式；
目标信息采集模块130，用于在预设时间内获取目标物体的目标反射信号的目标采集时长和目标脉宽时间，及当前零点信号的当前零点脉宽时间和当前零点采集时长；
距离计算模块140，用于根据所述目标采集时长、所述目标脉宽时间、所述当前零点脉宽时间、所述当前零点采集时长及所述雷达测距公式，计算所述目标物体到雷达自身的距离。
在本发明的一个实施例中，所述雷达测距装置还包括用于执行图2所对应的实施例中的方法步骤的结构，其包括：
表计图像获取单元，用于获取所述手持终端发送的各个待抄压力表对应的表计图像；
反向击穿电压-温度拟合公式获取模块，用于获取光电二极管在多个温度下对应的反向击穿电压，并根据各个温度对应的反向击穿电压，得到反向击穿电压-温度拟合公式；
目标反向偏置电压计算模块，用于获取当前温度值，并根据所述当前温度值及所述反向击穿电压-温度拟合公式，确定所述当前温度值下所述光电二极管的目标反向偏置电压。
在本发明的一个实施例中，所述雷达测距公式获取模块120还包括用于执行图3所对应的实施例中的方法步骤的结构，其包括：
第一采集时长获取单元，用于在各种光强度对应的脉宽时间中查找与所述参考零点脉宽时间的数值相等的脉宽时间作为第一脉宽时间，并将所述第一脉宽时间对应的第一反射信号的采集时长作为第一采集时长；
采集时长误差计算单元，用于分别将各个光强度对应的第一反射信号的采集时长与所述第一采集时长做差，得到各个光强度对应的第一反射信号的采集时长误差；
脉宽-误差关系确定单元，用于根据各个光强度的第一反射信号的采集时长误差及对应的脉宽时间，确定脉宽时间与采集时长误差之间的关系；
雷达测距公式获取单元，用于根据脉宽时间与采集时长误差之间的关系，得到所述雷达测距公式。
在本发明的一个实施例中，脉宽-误差关系确定单元包括：
根据各个光强度的第一反射信号的采集时长误差及对应的脉宽时间，确定脉宽-时间误差拟合公式。
在本发明的一个实施例中，所述雷达测距公式为：
Figure BDA0002177781060000141
其中，D表示所述目标物体的测距距离，t(n)表示所述目标物体的目标采集时长，w表示所述目标脉宽时间，t1表示所述当前零点采集时长，w1表示所述当前零点脉宽时间；t1(w1)表示所述当前零点脉宽时间对应的采集时长误差，t1(w)表示所述目标物体的目标反射信号的采集时长误差，v表示光速。
在本发明的一个实施例中，所述目标反射信号对应的雷达出射光的计时起始时间与所述当前零点信号对应的雷达出射光的计时起始时间的差值小于所述预设时间。
在一个实施例中，雷达测距装置100还包括其他功能模块/单元，用于实现实施例1中各实施例中的方法步骤。
图5是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图5所示，该实施例的终端设备5包括：处理器50、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理器50上运行的计算机程序52。所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各个雷达测距方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至104。或者，所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图4所示模块110至140的功能。
所述计算机程序52可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器51中，并由所述处理器50执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序52在所述终端设备5中的执行过程。
所述终端设备5可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是终端设备5的示例，并不构成对终端设备5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器50可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器51可以是所述终端设备5的内部存储单元，例如终端设备5的硬盘或内存。所述存储器51也可以是所述终端设备5的外部存储设备，例如所述终端设备5上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器51还可以既包括所述终端设备5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述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精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种雷达测距方法，其特征在于，包括：
采集零点信号的参考零点脉宽时间及多种光强度下第一反射信号对应的采集时长及脉宽时间；所述零点信号为雷达出射光打到零点位置的反射信号，所述第一反射信号为雷达出射光打到固定反射板上的反射信号；
根据所述参考零点脉宽时间、各种光强度下第一反射信号对应的采集时长及脉宽时间，确定雷达测距公式；
在预设时间内获取目标物体的目标反射信号的目标采集时长和目标脉宽时间，及当前零点信号的当前零点脉宽时间和当前零点采集时长；
根据所述目标采集时长、所述目标脉宽时间、所述当前零点脉宽时间、所述当前零点采集时长及所述雷达测距公式，计算所述目标物体到雷达自身的距离；
所述根据所述参考零点脉宽时间、各种光强度下第一反射信号对应的采集时长及脉宽时间，确定雷达测距公式，包括：
在各种光强度对应的脉宽时间中查找与所述参考零点脉宽时间的数值相等的脉宽时间作为第一脉宽时间，并将所述第一脉宽时间对应的第一反射信号的采集时长作为第一采集时长；
分别将各个光强度对应的第一反射信号的采集时长与所述第一采集时长做差，得到各个光强度对应的第一反射信号的采集时长误差；
根据各个光强度的第一反射信号的采集时长误差及对应的脉宽时间，确定脉宽时间与采集时长误差之间的关系；
根据脉宽时间与采集时长误差之间的关系，得到所述雷达测距公式。
2.如权利要求1所述的雷达测距方法，其特征在于，在所述采集零点信号的参考零点脉宽时间之前，还包括：
获取光电二极管在多个温度下对应的反向击穿电压，并根据各个温度对应的反向击穿电压，得到反向击穿电压-温度拟合公式；
获取当前温度值，并根据所述当前温度值及所述反向击穿电压-温度拟合公式，确定所述当前温度值下所述光电二极管的目标反向偏置电压。
3.如权利要求1所述的雷达测距方法，其特征在于，所述根据各个光强度的第一反射信号的采集时长误差及对应的脉宽时间，确定脉宽时间与采集时长误差之间的关系，包括：
根据各个光强度的第一反射信号的采集时长误差及对应的脉宽时间，确定脉宽-时间误差拟合公式。
4.如权利要求1所述的雷达测距方法，其特征在于，所述雷达测距公式为：
Figure 257809DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，D表示所述目标物体到雷达自身的距离，t(n)表示所述目标物体的目标采集时长，w表示所述目标脉宽时间，t 1 表示所述当前零点采集时长，w 1 表示所述当前零点脉宽时间；t 1 (w 1 )表示所述当前零点脉宽时间对应的采集时长误差，t 1 (w)表示所述目标物体的目标反射信号的采集时长误差，v表示光速。
5.如权利要求1所述的雷达测距方法，其特征在于，
所述目标反射信号对应的雷达出射光的计时起始时间与所述当前零点信号对应的雷达出射光的计时起始时间的差值小于所述预设时间。
6.一种雷达测距装置，其特征在于，包括：
反射信号信息采集模块，用于采集零点信号的参考零点脉宽时间及多种光强度下第一反射信号对应的采集时长及脉宽时间；所述零点信号为雷达出射光打到零点位置的反射信号，所述第一反射信号为雷达出射光打到固定反射板上的反射信号；
雷达测距公式获取模块，用于根据所述参考零点脉宽时间、各种光强度下第一反射信号对应的采集时长及脉宽时间，确定雷达测距公式；
目标信息采集模块，用于在预设时间内获取目标物体的目标反射信号的目标采集时长和目标脉宽时间，及当前零点信号的当前零点脉宽时间和当前零点采集时长；
距离计算模块，用于根据所述目标采集时长、所述目标脉宽时间、所述当前零点脉宽时间、所述当前零点采集时长及所述雷达测距公式，计算所述目标物体到雷达自身的距离；
所述雷达测距公式获取模块包括：
第一采集时长获取单元，用于在各种光强度对应的脉宽时间中查找与所述参考零点脉宽时间的数值相等的脉宽时间作为第一脉宽时间，并将所述第一脉宽时间对应的第一反射信号的采集时长作为第一采集时长；
采集时长误差计算单元，用于分别将各个光强度对应的第一反射信号的采集时长与所述第一采集时长做差，得到各个光强度对应的第一反射信号的采集时长误差；
脉宽-误差关系确定单元，用于根据各个光强度的第一反射信号的采集时长误差及对应的脉宽时间，确定脉宽时间与采集时长误差之间的关系；
雷达测距公式获取单元，用于根据脉宽时间与采集时长误差之间的关系，得到所述雷达测距公式。
7.如权利要求6所述的雷达测距装置，其特征在于，还包括：
反向击穿电压-温度拟合公式获取模块，用于获取光电二极管在多个温度下对应的反向击穿电压，并根据各个温度对应的反向击穿电压，得到反向击穿电压-温度拟合公式；
目标反向偏置电压计算模块，用于获取当前温度值，并根据所述当前温度值及所述反向击穿电压-温度拟合公式，确定所述当前温度值下所述光电二极管的目标反向偏置电压。
8.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
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