CN110687544B - 一种激光雷达及激光雷达抗干扰方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光雷达及激光雷达抗干扰方法，其中激光雷达包括激光发射模块，激光发射模块用于发射脉冲激光光束，脉冲激光光束包括多个激光脉冲组，激光脉冲组包括第一子脉冲和第二子脉冲；相邻的激光脉冲组之间的时间间隔在第一预设范围内随机波动，和/或，激光脉冲组的第一子脉冲和第二子脉冲之间的时间间隔在第二预设范围内随机波动。每组激光脉冲组中的第一子脉冲和第二子脉冲之间的时间间隔小于任意相邻的两个第一子脉冲之间的时间间隔。本发明实施例提供的激光雷达，具有较高的抗干扰能力。

Description

一种激光雷达及激光雷达抗干扰方法

技术领域

本发明实施例涉及激光测距技术领域，尤其涉及一种激光雷达及激光雷达抗干扰方法。

背景技术

激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)作适当处理后，获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，激光雷达已成为汽车自动驾驶、无人驾驶、定位导航、空间测绘、安保安防等领域的核心传感器设备。

当激光雷达附近存在发射同样波长激光信号的激光雷达时，所有激光雷达发出的脉冲激光信号近似甚至相同，激光雷达难以进行区分，从而极易导致串扰，造成误判。

发明内容

本发明提供一种激光雷达及激光雷达抗干扰方法，以提高激光雷达的抗干扰能力。

本发明实施例提供了一种激光雷达，包括激光发射模块，所述激光发射模块用于发射脉冲激光光束；

所述脉冲激光光束包括多个激光脉冲组，所述激光脉冲组包括第一子脉冲和第二子脉冲；

相邻的所述激光脉冲组之间的时间间隔在第一预设范围内随机波动，和/或，所述激光脉冲组的第一子脉冲和第二子脉冲之间的时间间隔在第二预设范围内随机波动；

每组所述激光脉冲组中的所述第一子脉冲和所述第二子脉冲之间的时间间隔小于任意相邻的两个所述第一子脉冲之间的时间间隔。

可选的，相邻的所述激光脉冲组之间的时间间隔为X±Y，其中，X为第一基准值，Y为第三预设范围内的随机值；

其中，所述第一预设范围对应a1～a2，所述第三预设范围对应0～(a2-a1-X)。

可选的，所述激光脉冲组的第一子脉冲和第二子脉冲之间的时间间隔为 Q+Z，其中，Q为第二基准值，Z为第四预设范围内的随机值；

其中，所述第二预设范围对应b1～b2，所述第四预设范围对应0～(b2-b1-Q)。

可选的，所述第二基准值Q满足Q＝2*S/V；

其中，S表示所述激光雷达的探测距离，V表示所述脉冲激光光束在所处环境中的传播速度。

可选的，每个所述激光脉冲组内，所述第一子脉冲的发射时间和所述第二子脉冲的发射时间的平均值为所述激光脉冲组的脉冲平均发射时间；任意相邻两个所述激光脉冲组的脉冲平均发射时间之间的时间间隔位于所述第一预设范围内；

且所述激光发射模块包括多个基准时间点，任意相邻的两个所述基准时间点之间的时间间隔相同，每个所述激光脉冲组对应一所述基准时间点；每个所述激光脉冲组内，所述第一子脉冲的发射时间和与其对应的所述基准时间点之间的时间间隔在第五预设范围内随机波动，所述第二子脉冲的发射时间和与其对应的所述基准时间点之间的时间间隔在所述第五预设范围内随机波动；其中，所述第二预设范围对应b1～b2，所述第五预设范围对应c1～c2，|c2-c1|<|b2-b1|。

可选的，所述激光脉冲组的第一子脉冲和第二子脉冲之间的功率比值位于第六预设范围内。

可选的，所述激光发射模块包括激光发射器、准直镜、第一充电单元和第二充电单元；

所述第一充电单元和所述第二充电单元均与所述激光发射器电连接，所述第一充电单元和所述第二充电单元用于交替向所述激光发射器进行充电以使所述激光发射器发射所述脉冲激光光束；

所述准直镜位于所述脉冲激光光束的出射光路上，用于对所述脉冲激光光束进行准直。

可选的，所述激光雷达还包括激光接收模块，所述激光接收模块用于接收由探测物反射回的回波激光光束，并将所述回波激光光束转换为数字信号；

所述激光接收模块包括接收透镜、光电传感器、放大器和模数转换器；

所述接收透镜用于对所述回波激光光束进行汇聚；

所述光电传感器用于接收所述回波激光光束并将所述回波激光光束转换为电信号；

所述放大器与所述光电传感器电连接，用于放大所述电信号；

所述模数转换器与所述放大器电连接，用于将放大后的所述电信号转换为数字信号。

可选的，所述激光雷达还包括控制模块，所述控制模块分别与所述激光发射模块和所述激光接收模块连接，用于控制所述激光发射模块发射所述脉冲激光光束，还用于对所述数字信号进行筛选并根据筛选后的数字信号计算得到所述激光雷达与所述探测物之间的距离信息。

可选的，所述控制模块用于对所述数字信号进行筛选，具体包括：

根据相邻的所述激光脉冲组之间的时间间隔，和/或，所述激光脉冲组的第一子脉冲和第二子脉冲之间的时间间隔对所述数字信号进行第一次筛选；

根据第一次筛选后的数字信号计算得到的所述探测物的距离信息，并根据所述距离信息对所述数字信号进行第二次筛选。

本发明实施例还提供一种激光雷达抗干扰方法，包括：

获取激光脉冲控制信号；

根据所述激光脉冲控制信号发射多个激光脉冲组，其中，每个所述激光脉冲组包括第一子脉冲和第二子脉冲；

接收回波激光光束；

基于所述激光脉冲控制信号，对所述回波激光光束进行筛选。

本发明实施例提供的激光雷达，激光发射模块发射脉冲激光光束，脉冲激光光束包括多个激光脉冲组，通过使激光脉冲组包括第一子脉冲和第二子脉冲，且相邻的激光脉冲组之间的时间间隔在第一预设范围内随机波动，和/或，激光脉冲组的第一子脉冲和第二子脉冲之间的时间间隔在第二预设范围内随机波动，形成第一编码识别号和/或第二编码识别号，从而将干扰信号离散化，有助于排除干扰信号，并保留正确的点云数据，提高了激光雷达的抗干扰能力。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种激光雷达的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种脉冲激光光束的示意图；

图3为现有技术中激光雷达根据回波激光光束获取的干扰点的示意图；

图4为本发明实施例提供的激光雷达根据回波激光光束获取的干扰点的示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种脉冲激光光束的示意图；

图6为本发明实施例提供的又一种脉冲激光光束的示意图；

图7为本发明实施例提供的又一种脉冲激光光束的示意图；

图8为本发明实施例提供的又一种脉冲激光光束的示意图；

图9为本发明实施例提供的激光雷达根据回波激光光束获取的点云的示意图；

图10为本发明实施例提供的激光雷达抗干扰方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种激光雷达的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的激光雷达包括激光发射模块11，激光发射模块11用于发射脉冲激光光束。图2为本发明实施例提供的一种脉冲激光光束的示意图，如图 2所示，脉冲激光光束包括多个激光脉冲组21，激光脉冲组21包括第一子脉冲211和第二子脉冲212，相邻的激光脉冲组21之间的时间间隔D1在第一预设范围内随机波动，和/或，激光脉冲组21的第一子脉冲211和第二子脉冲212 之间的时间间隔D2在第二预设范围内随机波动。每组激光脉冲组21中的第一子脉冲211和第二子脉冲212之间的时间间隔D2小于任意相邻的两个第一子脉冲211之间的时间间隔。

其中，激光发射模块11发射的每个激光脉冲组21包括两个子脉冲，分别为第一子脉冲211和第二子脉冲212，相邻的激光脉冲组21之间的时间间隔D1 在第一预设范围内随机波动，和/或，激光脉冲组21的第一子脉冲211和第二子脉冲212之间的时间间隔D2在第二预设范围内随机波动，使得相邻的激光脉冲组21之间的时间间隔D1形成第一编码识别号和/或每组激光脉冲组21中的第一子脉冲211和第二子脉冲212之间的时间间隔D2形成第二编码识别号，根据第一编码识别号和/或第二编码识别号对第一子脉冲211和第二子脉冲212 的回波激光光束进行接收，有利于排除干扰信号。

图2仅为示意图，在图2中，第一子脉冲211和第二子脉冲212仅以箭头表示，实际上第一子脉冲211和第二子脉冲212都是具有纳秒级脉宽的激光脉冲信号。

此外，图3为现有技术中激光雷达根据回波激光光束获取的干扰点的示意图，如图3所示，现有技术中，激光雷达发射固定频率的单脉冲激光光束，假如激光雷达附近存在发射同样波长和频率脉冲激光光束的干扰激光雷达，激光雷达受到连续干扰，同一水平扫描线的所有干扰点41都会集中一条曲线42上，如果是多线激光雷达，接收到的干扰点41就会形成一个曲面，这些干扰激光雷达引起的曲线42或者曲面难以从真实的扫描点云数据中分离出来，就会被激光雷达误判为障碍物。由于本发明实施例提供的激光雷达发射的相邻的激光脉冲组21之间的时间间隔D1在第一预设范围内随机波动，和/或，激光脉冲组21 的第一子脉冲211和第二子脉冲212之间的时间间隔D2在第二预设范围内随机波动，当激光雷达附近存在干扰激光雷达，激光雷达与具有固定激光发射频率的干扰激光雷达之间原本因为同频率同相位差而形成的干扰点就会被离散化。具体的，图4为本发明实施例提供的激光雷达根据回波激光光束获取的干扰点的示意图，如图4所示，由于本发明实施例提供的激光雷达发射的相邻的激光脉冲组21之间的时间间隔D1在第一预设范围内随机波动，和/或，激光脉冲组 21的第一子脉冲211和第二子脉冲212之间的时间间隔D2在第二预设范围内随机波动，因此，激光雷达的激光发射频率是随机变化的，激光雷达获取的干扰激光雷达引起的干扰点51不再在同一条曲线上，成为离散的干扰点，此时，干扰点51容易被识别出来，从而有利于排除干扰。值得注意的是，本发明实施例提供的激光雷达不局限于排除现有技术中发射固定频率的单脉冲激光光束的激光雷达的干扰，也能够排除采用其他脉冲编码方式的激光雷达带来的干扰，包括与本发明实施例提供的激光雷达相同的激光雷达带来的干扰。

另外，本发明实施例提供的激光雷达发射的脉冲激光光束，激光脉冲组21 包括第一子脉冲211和第二子脉冲212这两个子脉冲，干扰激光雷达发射单脉冲激光光束，因此，干扰激光雷达发射的激光光束仅能干扰到对第一子脉冲211的回波激光光束的接收或者对第二子脉冲212的回波激光光束的接收，根据未被干扰到的子脉冲的回波激光光束，能够得到真实的点云数据，从而不会丢失有效的点云数据，保证点云数据的连续性。激光脉冲组21仅包括两个子脉冲，使得激光脉冲组21的发射持续时间较短，根据第一子脉冲211的回波激光光束和第二子脉冲212的回波激光光束得到的点云数据，在空间上与激光雷达的距离接近，能量利用率较高，通过将由第一子脉冲211的回波激光光束计算得到的距离和由第二子脉冲212的回波激光光束计算得到的距离取平均值，使得激光雷达获取的探测物的距离信息更加精准。

本发明实施例提供的激光雷达，激光发射模块11发射脉冲激光光束，脉冲激光光束包括多个激光脉冲组21，通过使激光脉冲组21包括第一子脉冲211 和第二子脉冲212，且相邻的激光脉冲组21之间的时间间隔D1在第一预设范围内随机波动，和/或，激光脉冲组21的第一子脉冲211和第二子脉冲212之间的时间间隔D2在第二预设范围内随机波动，形成第一编码识别号和/或第二编码识别号，从而将干扰信号离散化，有助于排除干扰信号，并保留正确的点云数据，提高了激光雷达的抗干扰能力。

可选的，相邻的激光脉冲组21之间的时间间隔D1为X±Y，其中，X为第一基准值，Y为第三预设范围内的随机值。其中，第一预设范围对应a1～a2，第三预设范围对应0～(a2-a1-X)。

示例性的，图5为本发明实施例提供的另一种脉冲激光光束的示意图，如图5所示，令每个激光脉冲组21的第一子脉冲211和第二子脉冲212之间的时间间隔D2相等，如使D2＝1.2us+20ns，将每个激光脉冲组21看作一个整体，相邻两组激光脉冲组21之间的时间间隔D1为X±Y，即a1＝X-Y，a2＝X+Y，其中，X＝50us，Y为第三预设范围内的随机值，第三预设范围对应0～(a2-a1-X)， (a2-a1-X)可以为200ns，即Y为0～100ns之间的任意值。此时，相邻激光脉冲组21之间的时间间隔D1不再是固定的50us，而是在50us的基础上有一个纳秒级的随机浮动，每个激光脉冲组21之间的时间间隔D1相当于一种编码识别号，可形成第一编码识别号，这个纳秒级的随机浮动，使得接收到干扰信号的时间也有一个纳秒级的随机浮动，根据干扰信号的接收时间计算得出的干扰点的距离信息存在较大的变化，从而使得干扰激光雷达的同频干扰信号形成的干扰点被离散化。其中，X和Y可根据需求任意设置，例如，设置激光雷达每秒接收20000次回波激光光束，则X为1/20000s，即X＝50us，同理，可设置激光雷达每秒接收30000次回波激光光束，或更多次数，只需符合用户需求即可。

可选的，激光脉冲组21的第一子脉冲211和第二子脉冲212之间的时间间隔D2为Q+Z，其中，Q为第二基准值，Z为第四预设范围内的随机值。其中，第二预设范围对应b1～b2，第四预设范围对应0～(b2-b1-Q)。

示例性的，图6为本发明实施例提供的又一种脉冲激光光束的示意图，如图6所示，激光发射模块11发射每一组激光脉冲组21时，先后发射第一子脉冲211和第二子脉冲212，令每个激光脉冲组21之间的时间间隔D1相等，例如，使每组激光脉冲组21中的第一子脉冲211按照20000Hz的固定频率发送，即相邻激光脉冲组21中的第一子脉冲211之间的时间间隔为50us。同一激光脉冲组21中的第一子脉冲211和第二子脉冲212之间的时间间隔D2为Q+Z，其中，令Q＝0，则b1＝0，b2＝Z，其中，Z为第四预设范围内的随机值，第四预设范围内对应0～(b2-b1-Q)，(b2-b1-Q)可设置为100ns，即Z为0～100ns之间的任意值。此时，激光发射模块11每50us发射一组激光脉冲组21，在一组激光脉冲组21的第一子脉冲211发射后50us，发送下一组激光脉冲组21的第一子脉冲211和第二子脉冲212。且每组激光脉冲组21的第一子脉冲211和第二子脉冲212之间的时间间隔D2是随机的，每组激光脉冲组21的第一子脉冲211和第二子脉冲212之间的时间间隔D2形成第二编码识别号，使得干扰激光雷达的同频干扰信号形成的干扰点被离散化。其中，Q和Z可根据实际需求任意设置，只需满足相邻的激光脉冲组21之间不会相互影响即可。

可选的，第二基准值Q满足Q＝2*S/V，其中，S表示激光雷达的探测距离， V表示脉冲激光光束在所处环境中的传播速度。

示例性的，设置激光雷达的探测距离为180m，即激光雷达探测180m范围内的障碍物，脉冲激光光束的传播速度为光速，则Q＝2*S/V＝2*180m/(3*10⁸m/s) ＝1.2us，此时，同一激光脉冲组21中的第一子脉冲211和第二子脉冲212之间的时间间隔D2为Q+Z，其中，Q＝1.2us，则b1＝1.2us，b2＝1.2us+Z，其中，Z 为第四预设范围内的随机值，第四预设范围内对应0～(b2-b1-Q)，(b2-b1-Q) 可设置为100ns，即Z为0～100ns之间的任意值。此时，每组激光脉冲组21的第一子脉冲211和第二子脉冲212之间的时间间隔是随机的，例如，前五组激光脉冲组21的第一子脉冲211和第二子脉冲212之间的时间间隔分别为 1.2us+50ns、1.2us+10ns、1.2us+20ns、1.2us+40ns和1.2us+30ns，每组激光脉冲组21的第一子脉冲211和第二子脉冲212之间的时间间隔D2形成第二编码识别号，使得干扰激光雷达的同频干扰信号形成的干扰点被离散化。

其中，激光发射模块11发射每一组激光脉冲组21时，在时间Q的基础上进行随机浮动，由于Q＝2*S/V，在激光雷达接收到第一子脉冲211的回波激光光束之后才发射第二子脉冲212，使得每组激光脉冲组21的两个回波激光光束更加容易分辨。

可选的，每个激光脉冲组21内，第一子脉冲211的发射时间和第二子脉冲 212的发射时间的平均值为激光脉冲组21的脉冲平均发射时间，任意相邻两个激光脉冲组21的脉冲平均发射时间之间的时间间隔D3位于第一预设范围内。且激光发射模块11包括多个基准时间点，任意相邻的两个基准时间点之间的时间间隔相同，每个激光脉冲组21对应一基准时间点。每个激光脉冲组21内，第一子脉冲211的发射时间和与其对应的基准时间点之间的时间间隔在第五预设范围内随机波动，第二子脉冲212的发射时间和与其对应的基准时间点之间的时间间隔在第五预设范围内随机波动。其中，第二预设范围对应b1～b2，第五预设范围对应c1～c2，|c2-c1|<|b2-b1|。

示例性的，图7为本发明实施例提供的又一种脉冲激光光束的示意图，如图7所示，0、50us、100us和150us为基准时间点，可设定激光脉冲组21的发射频率为20000Hz，则任意相邻的两个基准时间点之间的时间间隔为50us，每个激光脉冲组21对应一基准时间点。每个激光脉冲组21内，第一子脉冲211 的发射时间和与其对应的基准时间点之间的时间间隔在第五预设范围内随机波动，第二子脉冲212的发射时间和与其对应的基准时间点之间的时间间隔在第五预设范围内随机波动，第五预设范围对应c1～c2，令c1＝0，c2＝100ns，由于第二预设范围对应b1～b2，第五预设范围对应c1～c2，|c2-c1|<|b2-b1|，则每组激光脉冲组21的第一子脉冲211在对应的基准时间点之前100ns范围内发射，第一子脉冲211在对应的基准时间点之后100ns范围内发射，此时，相邻的激光脉冲组21之间的时间间隔D1不等，每个激光脉冲组21中第一子脉冲211和第二子脉冲212之间的时间间隔D2也不等，相邻的激光脉冲组21之间的时间间隔D1形成第一编码识别号，每组激光脉冲组21的第一子脉冲211和第二子脉冲212之间的时间间隔D2形成第二编码识别号，从而使得干扰激光雷达的同频干扰信号形成的干扰点被离散化。

需要说明的是，上述各个实施例中提到的时间间隔等具体数值都是一种举例，实际应用场合，可以根据实际需求调整时间间隔等具体数值。

本发明实施例提供了一种激光雷达，包括激光发射模块11，激光发射模块 11用于发射脉冲激光光束。脉冲激光光束包括多个激光脉冲组21，激光脉冲组 21包括第一子脉冲211和第二子脉冲212，激光脉冲组21的第一子脉冲211和第二子脉冲212之间的功率比值位于第六预设范围内。

示例性的，图8为本发明实施例提供的又一种脉冲激光光束的示意图，如图8所示，第一子脉冲211和第二子脉冲212的高度代表第一子脉冲211和第二子脉冲212的功率大小，激光脉冲组21的第一子脉冲211和第二子脉冲 212之间的功率比值为0.5，即激光脉冲组21中第二子脉冲212的功率为第一子脉冲211的2倍，相应的，第二子脉冲212的回波激光光束的功率也应是第一子脉冲211的回波激光光束的两倍，激光脉冲组21的第一子脉冲211和第二子脉冲212之间的功率比值可形成第三编码识别号，从而对干扰信号进行排除。可以理解的是，图8中的实施例也可以基于图5～7示出的任意一个实施例的基础上实现，即第一子脉冲211和第二子脉冲212在时间间隔和功率上都有一个随机波动。

继续参考图1，可选的，激光发射模块11包括激光发射器111、准直镜112、第一充电单元113和第二充电单元114。第一充电单元113和第二充电单元114 均与激光发射器111电连接，第一充电单元113和第二充电单元114用于交替向激光发射器111进行充电以使激光发射器111发射脉冲激光光束。准直镜112 位于脉冲激光光束的出射光路上，用于对脉冲激光光束进行准直。

其中，充电单元对激光发射器111进行充电之后，需要一定时间准备才能进行下一次充电，本发明实施例通过第一充电单元113和第二充电单元114两个充电单元对激光发射器111轮流进行充电，使得激光发射器111在短时间内能够发射两个脉冲。

继续参考图1，可选的，本发明实施例提供的激光雷达还包括激光接收模块12，激光接收模块12用于接收由探测物反射回的回波激光光束，并将回波激光光束转换为数字信号。激光接收模块12包括接收透镜121、光电传感器122、放大器123和模数转换器124，接收透镜121用于对回波激光光束进行汇聚，光电传感器122用于接收回波激光光束并将回波激光光束转换为电信号，放大器123与光电传感器122电连接，用于放大电信号，模数转换器124与放大器 123电连接，用于将放大后的电信号转换为数字信号。

其中，激光发射器111发射的脉冲激光光束通过准直镜112准直后发射出去到达探测物31，探测物31反射回的回波激光光束经接收透镜121聚焦到光电传感器122上，并被转换成电信号，电信号经放大器123放大后输入模数转换器124，模数转换器124将放大后的电信号转换成数字信号，以便于后续进行数据处理。

可选的，本发明实施例提供的激光雷达还包括控制模块13，控制模块13 分别与激光发射模块11和激光接收模块12连接，控制模块11用于控制激光发射模块11发射脉冲激光光束，还用于对数字信号进行筛选并根据筛选后的数字信号计算得到激光雷达与探测物之间的距离信息。

其中，控制模块13既用于控制激光发射模块11发射脉冲激光光束，又用于对数字信号进行处理，以排除干扰信号，获得准确的探测物的距离信息。

可选的，控制模块13为现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA)，FPGA为一种半定制电路，具有布线资源丰富，可重复编程和集成度高，投资较低等优点，加载一个新的设计方案只需几百毫秒，利用重配置可以减少硬件的开销，便于对激光雷达进行设计调试。

FPGA控制激光发射模块11发射脉冲激光光束的时间以及发射脉冲激光光束频率，保证一段时间内激光发射模块11发出的激光脉冲组21的数量不变，同时使相邻的激光脉冲组21之间的时间间隔D1形成第一编码识别号，和/或，每组激光脉冲组21的第一子脉冲211和第二子脉冲212之间的时间间隔D2形成第二编码识别号。

可选的，控制模块13用于对数字信号进行筛选，具体包括：

根据相邻的激光脉冲组之间的时间间隔，和/或，激光脉冲组的第一子脉冲和第二子脉冲之间的时间间隔对数字信号进行第一次筛选。

其中，首先根据相邻的激光脉冲组之间的时间间隔，和/或，激光脉冲组的第一子脉冲和第二子脉冲之间的时间间隔对数字信号进行第一次筛选，排除不符合上述时间间隔的回波激光光束。

根据第一次筛选后的数字信号计算得到的探测物的距离信息，并根据距离信息对数字信号进行第二次筛选。

其中，激光发射模块11发射的每个激光脉冲组21包括第一子脉冲211和第二子脉冲212，相应的，激光接收模块12接收的每一组回波激光光束能够计算出两个探测物的距离值d1和d2，首先判断d1是否等于d2，若d1与d2相等，则判定d1 和d2为真实值；若d1与d2不相等，则将d1和d2与激光接收模块12接收的上一组回波激光光束计算出的探测物的距离值作比较，从而剔除掉干扰的离散点。例如，d1＝3m，d2＝10m，上一组回波激光光束计算出的探测物的距离值为10.1m，则将计算得到d1的点云数据剔除掉，将d2作为真实值。

可选的，采用方差法根据距离信息对数字信号进行第二次筛选，具体的，求取d1和d2在预设时间范围内获取的探测物的距离值中的方差，并剔除方差大于预设阈值的距离值。

进一步地，若d1和d2不相等，且d1和d2都与激光接收模块12接收到的上一组回波激光光束计算出的探测物的距离值相近，则计算d1和d2的平均值，将d1和d2的平均值作为真实值，从而使得计算出的探测物的距离值更加精确。

在其他实施例中，若d1和d2相等，且d1和d2与激光接收模块12接收到的上一组回波激光光束计算出的探测物的距离值不相近，则将d1和d2与激光接收模块12接收到的下一组回波激光光束计算出的探测物的距离值进行比较，若d1和d2与激光接收模块12接收到的下一组回波激光光束计算出的探测物的距离值相近，则判定d1和d2为真实值。

示例性的，图9为本发明实施例提供的激光雷达根据回波激光光束获取的点云的示意图，如图9所示，对于探测物临界的离散点61来说，其距离值与控制模块13根据激光接收模块12接收到的上一组回波激光光束计算出的探测物的距离值不相近，与控制模块13根据激光接收模块12接收到的下一组回波激光光束计算出的探测物的距离值相近，因此，将d1和d2与激光接收模块12接收到的下一组回波激光光束计算出的探测物的距离值进行比较，从而不会将临界的真实点当作干扰点直接剔除。

本发明实施例提供的激光雷达，通过使激光脉冲组21包括第一子脉冲211 和第二子脉冲212，且相邻的激光脉冲组21之间的时间间隔D1在第一预设范围内随机波动，和/或，激光脉冲组21的第一子脉冲211和第二子脉冲212之间的时间间隔D2在第二预设范围内随机波动，将干扰信号形成的干扰点离散化，提高激光雷达的抗干扰能力；通过计算d1和d2的平均值，使控制模块13计算出的探测物的距离值更加精确；通过将d1和d2与激光接收模块12接收到的下一组回波激光光束计算出的探测物的距离值进行比较，能够准确识别探测物临界处的离散点。控制模块13根据相邻的激光脉冲组21之间的时间间隔D1，和/或，激光脉冲组21的第一子脉冲211和第二子脉冲212之间的时间间隔D2进行回波信号的初步识别，同时根据控制模块13计算出来的探测物的距离信息，通过利用离散点云数据的方差较大、相邻点距离差值较大等数学特征将干扰引起的离散点从点云数据中删除，以达到滤除激光雷达接收到的干扰点云的目的。

图10为本发明实施例提供的激光雷达抗干扰方法流程图，该方法包括步骤 S110～步骤S140：

步骤S110：获取激光脉冲控制信号。

在本实施例中，可以通过控制模块产生编码识别号，该编码识别号以控制信号的方式输出给激光发射模块。所述编码识别号包括第一编码识别编号、第二编码识别编号和第三编码识别编号中至少的一种。

步骤S120：根据所述激光脉冲控制信号发射多个激光脉冲组，其中，每个所述激光脉冲组包括第一子脉冲和第二子脉冲。

激光发射模块根据所述激光脉冲控制信号发射多个激光脉冲组，其中每个所述激光脉冲组包括第一子脉冲和第二子脉冲。相邻的激光脉冲组之间的时间间隔D1在第一预设范围内随机波动，和/或，激光脉冲组的第一子脉冲和第二子脉冲之间的时间间隔D2在第二预设范围内随机波动。每组激光脉冲组中的第一子脉冲和第二子脉冲之间的时间间隔D2小于任意相邻的两个第一子脉冲之间的时间间隔。

相邻的激光脉冲组之间的时间间隔D1为第一编码识别号，每组激光脉冲组中的第一子脉冲和第二子脉冲之间的时间间隔D2为第二编码识别号。

可以理解，激光脉冲组的第一子脉冲和第二子脉冲之间的功率比值还可形成第三编码识别号。

具体结合方式可参照上述关于激光雷达的实施例，这里不再赘述。

步骤S130：接收回波激光光束。

根据第一编码识别号和/或第二编码识别号和/或第三编码识别号对第一子脉冲和第二子脉冲的回波激光光束进行接收。

步骤S140：基于所述激光脉冲控制信号，对所述回波激光光束进行筛选。

激光发射器发射的脉冲激光光束通过准直镜准直后发射出去到达探测物，探测物反射回的回波激光光束经接收透镜聚焦到光电传感器上，并被转换成电信号，电信号经放大器放大后输入模数转换器，模数转换器将放大后的电信号转换成数字信号，以便于后续进行数据处理。

控制模块在对数字信号进行筛选时，可以包括：

根据相邻的激光脉冲组之间的时间间隔，和/或，激光脉冲组的第一子脉冲和第二子脉冲之间的时间间隔对数字信号进行第一次筛选。

其中，首先根据相邻的激光脉冲组之间的时间间隔，和/或，激光脉冲组的第一子脉冲和第二子脉冲之间的时间间隔对数字信号进行第一次筛选，排除不符合上述时间间隔的回波激光光束。

根据第一次筛选后的数字信号计算得到的探测物的距离信息，并根据距离信息对数字信号进行第二次筛选。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种激光雷达，其特征在于，包括激光发射模块，所述激光发射模块用于发射脉冲激光光束；

所述脉冲激光光束包括多个激光脉冲组，所述激光脉冲组包括第一子脉冲和第二子脉冲；

相邻的所述激光脉冲组之间的时间间隔在第一预设范围内随机波动，和/或，所述激光脉冲组的第一子脉冲和第二子脉冲之间的时间间隔在第二预设范围内随机波动；

每组所述激光脉冲组中的所述第一子脉冲和所述第二子脉冲之间的时间间隔小于任意相邻的两个所述第一子脉冲之间的时间间隔；

所述激光脉冲组的第一子脉冲和第二子脉冲之间的时间间隔为Q+Z，其中，Q为第二基准值，Z为第四预设范围内的随机值；

其中，所述第二预设范围对应b1～b2，所述第四预设范围对应0～(b2-b1-Q)。

2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，相邻的所述激光脉冲组之间的时间间隔为X±Y，其中，X为第一基准值，Y为第三预设范围内的随机值；

其中，所述第一预设范围对应a1～a2，所述第三预设范围对应0～(a2-a1-X)。

3.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述第二基准值Q满足Q＝2*S/V；

其中，S表示所述激光雷达的探测距离，V表示所述脉冲激光光束在所处环境中的传播速度。

4.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，每个所述激光脉冲组内，所述第一子脉冲的发射时间和所述第二子脉冲的发射时间的平均值为所述激光脉冲组的脉冲平均发射时间；任意相邻两个所述激光脉冲组的脉冲平均发射时间之间的时间间隔位于所述第一预设范围内；

且所述激光发射模块包括多个基准时间点，任意相邻的两个所述基准时间点之间的时间间隔相同，每个所述激光脉冲组对应一所述基准时间点；每个所述激光脉冲组内，所述第一子脉冲的发射时间和与其对应的所述基准时间点之间的时间间隔在第五预设范围内随机波动，所述第二子脉冲的发射时间和与其对应的所述基准时间点之间的时间间隔在所述第五预设范围内随机波动；其中，所述第二预设范围对应b1～b2，所述第五预设范围对应c1～c2，|c2-c1|<|b2-b1|。

5.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述激光脉冲组的第一子脉冲和第二子脉冲之间的功率比值位于第六预设范围内。

6.根据权利要求1-5任一项所述的激光雷达，其特征在于，所述激光发射模块包括激光发射器、准直镜、第一充电单元和第二充电单元；

所述第一充电单元和所述第二充电单元均与所述激光发射器电连接，所述第一充电单元和所述第二充电单元用于交替向所述激光发射器进行充电以使所述激光发射器发射所述脉冲激光光束；

所述准直镜位于所述脉冲激光光束的出射光路上，用于对所述脉冲激光光束进行准直。

7.根据权利要求1-5任一项所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括激光接收模块，所述激光接收模块用于接收由探测物反射回的回波激光光束，并将所述回波激光光束转换为数字信号；

所述激光接收模块包括接收透镜、光电传感器、放大器和模数转换器；

所述接收透镜用于对所述回波激光光束进行汇聚；

所述光电传感器用于接收所述回波激光光束并将所述回波激光光束转换为电信号；

所述放大器与所述光电传感器电连接，用于放大所述电信号；

所述模数转换器与所述放大器电连接，用于将放大后的所述电信号转换为数字信号。

8.根据权利要求7所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括控制模块，所述控制模块分别与所述激光发射模块和所述激光接收模块连接，用于控制所述激光发射模块发射所述脉冲激光光束，还用于对所述数字信号进行筛选并根据筛选后的数字信号计算得到所述激光雷达与所述探测物之间的距离信息。

9.根据权利要求8所述的激光雷达，其特征在于，所述控制模块用于对所述数字信号进行筛选，具体包括：

根据相邻的所述激光脉冲组之间的时间间隔，和/或，所述激光脉冲组的第一子脉冲和第二子脉冲之间的时间间隔对所述数字信号进行第一次筛选；

根据第一次筛选后的数字信号计算得到的所述探测物的距离信息，并根据所述距离信息对所述数字信号进行第二次筛选。

10.一种激光雷达抗干扰方法，其特征在于，包括：

获取激光脉冲控制信号；

根据所述激光脉冲控制信号发射多个激光脉冲组，其中，每个所述激光脉冲组包括第一子脉冲和第二子脉冲；

接收回波激光光束；

基于所述激光脉冲控制信号，对所述回波激光光束进行筛选；

相邻的所述激光脉冲组之间的时间间隔在第一预设范围内随机波动，和/或，所述激光脉冲组的第一子脉冲和第二子脉冲之间的时间间隔在第二预设范围内随机波动；

每组所述激光脉冲组中的所述第一子脉冲和所述第二子脉冲之间的时间间隔小于任意相邻的两个所述第一子脉冲之间的时间间隔；

所述激光脉冲组的第一子脉冲和第二子脉冲之间的时间间隔为Q+Z，其中，Q为第二基准值，Z为第四预设范围内的随机值；

其中，所述第二预设范围对应b1～b2，所述第四预设范围对应0～(b2-b1-Q)。

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