CN111580122A - 空间测量装置、方法、设备以及计算机可读存储介质 - Google Patents

空间测量装置、方法、设备以及计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种空间测量装置、方法、设备以及计算机可读存储介质。所述装置包括：光发射部件，配置成发射测量脉冲集合，所述测量脉冲集合包括对应于至少两个不同发射角度的至少两个脉冲连串，每个脉冲连串包括发射角度相同的至少一个光脉冲，相同脉冲连串内的光脉冲涵盖的最大时间间隔小于第一时间间隔，所述光发射部件还配置成记录所述测量脉冲集合的脉冲集合特性，其中，所述脉冲集合特性包含该测量脉冲集合内的光脉冲的脉冲特性；计算部件，配置成：根据在第二时间间隔内接收的至少两个光脉冲来组合至少一个待确定脉冲集合，所述待确定脉冲集合包含对应于至少两个接收角度的脉冲连串；根据所述光发射部件记录的脉冲集合特性，确定所述至少一个待确定脉冲集合是否有效；基于确定为有效的脉冲集合的脉冲集合特性，计算至少一个测量距离和/或光强。

Description

空间测量装置、方法、设备以及计算机可读存储介质
技术领域
本公开涉及测量领域，具体的涉及一种空间测量装置、方法、设备以及计算机可读存储介质。
背景技术
随着自动驾驶、辅助驾驶、3D影音和游戏盒、智能手机导航、智能机器人等应用的发展，实时、精确地获取目标场景的距离信息变得越来越重要。
激光雷达是能够探测目标特征信息的雷达系统，例如，获取目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而实现目标探测、跟踪、识别等。然而，待测目标场景所处的实际测量环境中可能存在诸如太阳光、灯光、其它激光雷达等等干扰信息，这些干扰信息将降低激光雷达的测量精度和测量可靠性。
发明内容
鉴于上述问题而提出了本公开。本公开提供一种空间测量装置、方法、设备以及计算机可读存储介质，用于在空间测量的过程中实现抗干扰，以提高激光雷达的测量精度和测量可靠性。
根据本公开的一方面，提供了一种空间测量装置，包括：包含至少一个发光元件的光发射部件，配置成发射测量脉冲集合，其中，所述测量脉冲集合包括对应于至少两个不同发射角度的至少两个脉冲连串，每个脉冲连串包括发射角度相同的至少一个光脉冲，相同脉冲连串内的光脉冲涵盖的最大时间间隔小于第一时间间隔，所述光发射部件还配置成记录所述测量脉冲集合的脉冲集合特性，其中，所述脉冲集合特性包含该测量脉冲集合内的光脉冲的脉冲特性；包含至少一个探测元件的光接收部件，配置成接收经过目标场景反射或散射的光脉冲，并记录接收的光脉冲的脉冲特性；计算部件，配置成：根据在第二时间间隔内接收的至少两个光脉冲来组合至少一个待确定脉冲集合，其中，所述待确定脉冲集合包含对应于至少两个接收角度的脉冲连串；根据所述光发射部件记录的脉冲集合特性，确定所述至少一个待确定脉冲集合是否有效；基于确定为有效的脉冲集合的脉冲集合特性，计算至少一个测量距离/或光强，和/或输出所述有效的脉冲集合的信息。
根据本公开的一些实施例，所述光脉冲的脉冲特性包括第一特性和第二特性，其中，由所述光发射部件发射的光脉冲的第一特性包括发射角度、发射时间；由所述光接收部件接收的光脉冲的第一特性包括接收角度、接收时间；由所述光发射部件发射的光脉冲的第二特性与由所述光接收部件接收的光脉冲的第二特性包括以下中的至少一种：波形、波长、波长随时间变化函数、偏振性、峰值强度、总能量、空间光强分布；所述脉冲集合特性还包括：光脉冲在其所属的脉冲连串内的顺序、相对时间、相对能量；脉冲连串在其所属的脉冲集合内的顺序、相对时间、相对能量。
根据本公开的一些实施例，所述光发射部件还配置成控制第三时间间隔内的任意两个测量脉冲集合的脉冲集合特性中除发射角度和发射时间外不相同，其中，所述第二时间间隔小于所述第三时间间隔。
根据本公开的一些实施例，所述光发射部件还配置成控制相同发射角度内的光脉冲之间的时间间隔不大于第四时间间隔，其中，所述第四时间间隔小于第五时间间隔的第一百分比，所述第五时间间隔是所述装置的最大量程的光脉冲传输时间。
根据本公开的一些实施例，所述光发射部件还配置成控制在第六时间间隔内至少发射以下第二特性中至少一种不相同的脉冲连串：波形、波长、偏振性，其中，所述第六时间间隔大于所述第五时间间隔。
根据本公开的一些实施例，所述空间测量装置还包括至少一个光扫描部件，配置成连接至所述光发射部件和/或所述光接收部件，以带动所述光发射部件和/或所述光接收部件对所述目标场景进行扫描。
根据本公开的一些实施例，所述计算部件配置成：在所述光接收部件接收到光脉冲后，查找在接收该光脉冲之前的第二时间间隔内接收的光脉冲来组合至少一个待确定脉冲集合；以及将待确定脉冲集合的脉冲集合特性与所述光发射部件记录的脉冲集合特性相匹配的待确定脉冲集合确定为有效的脉冲集合。
根据本公开的一些实施例，在所述第二时间间隔内接收的至少一个待确定脉冲集合均被确定为无效的脉冲集合的情况下，所述计算部件进一步配置成：查找在接收该光脉冲之前的第七时间间隔内接收的光脉冲来组合至少一个待确定扩展脉冲集合；将待确定扩展脉冲集合的脉冲集合特性与所述光发射部件记录的脉冲集合特性相匹配的待确定扩展脉冲集合确定为有效的扩展脉冲集合；确定有效的扩展脉冲集合在所述至少一个待确定扩展脉冲集合中的比例；在所述比例小于第二百分比的情况下，将所述第七时间间隔内接收的扩展脉冲集合均确定为无效的扩展脉冲集合，否则就接受所述有效的扩展脉冲集合，其中，所述第七时间间隔大于所述第二时间间隔。
根据本公开的一些实施例，所述光发射部件还配置成控制在第八时间间隔内至少发射以下第二特性中至少两种不相同的脉冲连串：波形、波长、偏振性，其中，所述第八时间间隔大于所述第五时间间隔，并且期间任意两个脉冲串的第二特性不同。
根据本公开的一些实施例，所述光接收部件配置成基于以下特性的组合来记录接收的光脉冲的波形：固定阈值、峰值强度、恒比定时强度、固定阈值的上升沿时间点、固定阈值的下降沿时间点、峰值强度的时间点、恒比定时强度的上升沿时间点。
根据本公开的一些实施例，所述固定阈值和所述恒比定时强度是基于预设衰减规律调整的。
根据本公开的一些实施例，所述光接收部件配置成基于固定时间间隔点采样的多个光强度数据或者采样数据的统计值来记录接收的光脉冲的波形。
根据本公开的一些实施例，所述计算部件还配置成：在对应于第一搜索范围的多个目标场景像素点中确定属于第一相近局部区域的像素点；对于属于第一相近局部区域的像素点，确定用于计算该像素点的测量距离的光脉冲与所述光发射部件发射的光脉冲的第一匹配比例；以及在所述第一匹配比例大于第一比例阈值的情况下，接受所述第一搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离和对应的光脉冲。
根据本公开的一些实施例，所述计算部件还配置成：在所述第一匹配比例不大于所述第一比例阈值的情况下，拒绝所述第一搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离和对应的光脉冲。
根据本公开的一些实施例，所述光发射部件还配置成再次向所述第一搜索范围发射光脉冲，以再次确定对应于所述第一搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离。
根据本公开的一些实施例，在所述第一匹配比例大于第一比例阈值的情况下，所述计算部件还配置成：在对应于第二搜索范围的多个目标场景像素点中确定属于第二相近局部区域的像素点，其中，所述第二搜索范围大于第一搜索范围；对于属于第二相近局部区域的像素点，确定用于计算该像素点的测量距离的光脉冲与所述光发射部件发射的光脉冲的第二匹配比例；在所述第二匹配比例大于第二比例阈值的情况下，接受所述第二搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离和对应的光脉冲；以及在所述第二匹配比例不小于第二比例阈值的情况下，拒绝所述第二搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离。
根据本公开的一些实施例，对于至少一个被接受的光脉冲，所述计算部件还配置成输出以下信息中的至少一种：对应的测量距离、接收角度、相对光强。
根据本公开的一些实施例，所述计算部件确定属于第一相近局部区域的像素点包括：基于对应于第一搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离，拟合第一标准面；确定对应于第一搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离与所述第一标准面之间的距离差值；基于所述距离差值与第一距离阈值，确定属于第一相近局部区域的像素点。
根据本公开的一些实施例，所述计算部件确定属于第一相近局部区域的像素点包括：基于人工智能识别模型，在对应于第一搜索范围的多个目标场景像素点中确定属于第一相近局部区域的像素点。
根据本公开的一些实施例，所述空间测量装置还包括图像采集部件，配置成采集所述目标场景的图像，其中，所述计算部件确定属于第一相近局部区域的像素点还包括：基于人工智能识别模型以及所述目标场景的图像，在对应于第一搜索范围的多个目标场景像素点中确定属于第一相近局部区域的像素点。
根据本公开的一些实施例，所述计算部件还配置成：利用所述人工智能识别模型，基于对应于第一搜索范围的多个目标场景像素点识别几何图形。
根据本公开的一些实施例，所述几何图形包括被用于计算机图形系统中、游戏和/或动画中所使用的基本图形元素。
根据本公开的一些实施例，所述人工智能识别模式的训练数据包括实际采集和标定的现实数据，或者还包括游戏和动画所产生的虚拟数据。
根据本公开的另一方面，还提供了一种空间测量方法，包括：发射测量脉冲集合，其中，所述测量脉冲集合包括对应于至少两个不同发射角度的至少两个脉冲连串，每个脉冲连串包括发射角度相同的至少一个光脉冲，相同脉冲连串内的光脉冲涵盖的最大时间间隔小于第一时间间隔；记录所述测量脉冲集合的脉冲集合特性，其中，所述脉冲集合特性包含该测量脉冲集合内的光脉冲的脉冲特性；接收经过目标场景反射或散射的光脉冲，并记录接收的光脉冲的脉冲特性；根据在第二时间间隔内接收的至少两个光脉冲来组合至少一个待确定脉冲集合，其中，所述待确定脉冲集合包含对应于至少两个接收角度的脉冲连串；根据所述记录的脉冲集合特性，确定所述至少一个待确定脉冲集合是否有效；以及基于确定为有效的脉冲集合的脉冲集合特性，计算至少一个测量距离/或光强。
根据本公开的一些实施例，所述光脉冲的脉冲特性包括第一特性和第二特性，其中，发射光脉冲的第一特性包括发射角度、发射时间；接收光脉冲的第一特性包括接收角度、接收时间；由发射光脉冲的第二特性与接收光脉冲的第二特性包括以下中的至少一种：波形、波长、波长随时间变化函数、偏振性、峰值强度、总能量、空间光强分布；所述脉冲集合特性还包括：光脉冲在其所属的脉冲连串内的顺序、相对时间、相对能量；脉冲连串在其所属的脉冲集合内的顺序、相对时间、相对能量。
根据本公开的一些实施例，所述方法还包括：控制第三时间间隔内的任意两个测量脉冲集合的脉冲集合特性中除发射角度和发射时间外不相同，其中，所述第二时间间隔小于所述第三时间间隔。
根据本公开的一些实施例，所述方法还包括：控制相同发射角度内的光脉冲之间的时间间隔不大于第四时间间隔，其中，所述第四时间间隔小于第五时间间隔的第一百分比，所述第五时间间隔是所述装置的最大量程的光脉冲传输时间。
根据本公开的一些实施例，所述方法还包括：控制在第六时间间隔内至少发射以下第二特性中至少一种不相同的脉冲连串：波形、波长、偏振性，其中，所述第六时间间隔大于所述第五时间间隔。
根据本公开的一些实施例，所述方法还包括：在接收到光脉冲后，查找在接收该光脉冲之前的第二时间间隔内接收的光脉冲来组合至少一个待确定脉冲集合；以及将待确定脉冲集合的脉冲集合特性与记录的脉冲集合特性相匹配的待确定脉冲集合确定为有效的脉冲集合。
根据本公开的一些实施例，在所述第二时间间隔内接收的至少一个待确定脉冲集合均被确定为无效的脉冲集合的情况下，所述方法还包括：查找在接收该光脉冲之前的第七时间间隔内接收的光脉冲来组合至少一个待确定扩展脉冲集合；将待确定扩展脉冲集合的脉冲集合特性与记录的脉冲集合特性相匹配的待确定扩展脉冲集合确定为有效的扩展脉冲集合；确定有效的扩展脉冲集合在所述至少一个待确定扩展脉冲集合中的比例；在所述比例小于第二百分比的情况下，将所述第七时间间隔内接收的扩展脉冲集合均确定为无效的扩展脉冲集合，否则就接受所述有效的扩展脉冲集合，其中，所述第七时间间隔大于所述第二时间间隔。
根据本公开的一些实施例，所述方法还包括：控制在第八时间间隔内至少发射以下第二特性中至少两种不相同的脉冲连串：波形、波长、偏振性，其中，所述第八时间间隔大于所述第五时间间隔，并且期间任意两个脉冲串的第二特性不同。
根据本公开的一些实施例，所述方法还包括：基于以下特性的组合来记录接收的光脉冲的波形：固定阈值、峰值强度、恒比定时强度、固定阈值的上升沿时间点、固定阈值的下降沿时间点、峰值强度的时间点、恒比定时强度的上升沿时间点。
根据本公开的一些实施例，所述固定阈值和所述恒比定时强度是基于预设衰减规律调整的。
根据本公开的一些实施例，所述方法还包括：基于固定时间间隔点采样的多个光强度数据或者采样数据的统计值来记录接收的光脉冲的波形。
根据本公开的一些实施例，所述方法还包括：在对应于第一搜索范围的多个目标场景像素点中确定属于第一相近局部区域的像素点；对于属于第一相近局部区域的像素点，确定用于计算该像素点的测量距离的光脉冲与发射的光脉冲的第一匹配比例；以及在所述第一匹配比例大于第一比例阈值的情况下，接受所述第一搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离和对应的光脉冲。
根据本公开的一些实施例，所述方法还包括：在所述第一匹配比例不大于所述第一比例阈值的情况下，拒绝所述第一搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离和对应的光脉冲。
根据本公开的一些实施例，所述方法还包括：再次向所述第一搜索范围发射光脉冲，以再次确定对应于所述第一搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离。
根据本公开的一些实施例，在所述第一匹配比例大于第一比例阈值的情况下，所述方法还包括：在对应于第二搜索范围的多个目标场景像素点中确定属于第二相近局部区域的像素点，其中，所述第二搜索范围大于第一搜索范围；对于属于第二相近局部区域的像素点，确定用于计算该像素点的测量距离的光脉冲与发射的第二匹配比例；在所述第二匹配比例大于第二比例阈值的情况下，接受所述第二搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离和对应的光脉冲；以及在所述第二匹配比例不小于第二比例阈值的情况下，拒绝所述第二搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离。
根据本公开的一些实施例，对于至少一个被接受的光脉冲，所述方法还包括：输出以下信息中的至少一种：对应的测量距离、接收角度、相对光强。
根据本公开的一些实施例，所述确定属于第一相近局部区域的像素点包括：基于对应于第一搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离，拟合第一标准面；确定对应于第一搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离与所述第一标准面之间的距离差值；基于所述距离差值与第一距离阈值，确定属于第一相近局部区域的像素点。
根据本公开的一些实施例，所述确定属于第一相近局部区域的像素点包括：基于人工智能识别模型，在对应于第一搜索范围的多个目标场景像素点中确定属于第一相近局部区域的像素点。
根据本公开的一些实施例，所述方法还包括：采集所述目标场景的图像，其中，所述确定属于第一相近局部区域的像素点还包括：基于人工智能识别模型以及所述目标场景的图像，在对应于第一搜索范围的多个目标场景像素点中确定属于第一相近局部区域的像素点。
根据本公开的一些实施例，所述方法还包括：利用所述人工智能识别模型，基于对应于第一搜索范围的多个目标场景像素点识别几何图形。
根据本公开的一些实施例，所述几何图形包括被用于计算机图形系统中、游戏和/或动画中所使用的基本图形元素。
根据本公开的一些实施例，所述人工智能识别模式的训练数据包括实际采集和标定的现实数据，或者还包括游戏和动画所产生的虚拟数据。
根据本公开的又一方面，还提供了一种空间测量设备，包括：处理器；以及存储器，其中，所述存储器中存储有计算机可读代码，所述计算机可读代码当由所述处理器运行时，执行上所述的空间测量方法。
根据本公开的又一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，所述指令在被处理器执行时，使得所述处理器执行如上所述的空间测量方法。
如以下将详细描述的，根据本公开实施例的空间测量装置、方法，利用光发射部件发射测量脉冲集合，所述测量脉冲集合包括对应于至少两个不同发射角度的至少两个脉冲连串，每个脉冲连串包括发射角度相同的至少一个光脉冲，基于记录的测量脉冲集合的脉冲集合特性来确定有效的脉冲集合，并基于确定为有效的脉冲集合计算目前场景中的像素点的测量距离，从而实现在空间测量的过程中进行抗干扰，以提高激光雷达的测量精度和测量可靠性。
要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。
附图说明
为了更清楚地说明本公开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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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示出了根据本公开实施例的空间测量装置的应用场景的示意图；
图2示出了根据本公开实施例的脉冲连串和测量脉冲集合的示意图；
图3示出了根据本公开实施例的波形的示意图；
图4示出了根据本公开实施例的空间测量方法的流程图；
图5示出了根据本公开实施例的空间测量设备的示意图；
图6示出了根据本公开实施例的示例性计算设备的架构的示意图；
图7示出了根据本公开实施例的存储介质的示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本公开一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
本公开中使用了流程图用来说明根据本公开的实施例的方法的步骤。应当理解的是，前面或后面的步骤不一定按照顺序来精确的进行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步。
在空间测量领域，诸如激光雷达等测量系统向目标场景发射光脉冲，并基于由目前场景反射的光脉冲计算测量距离等参数。然而，如上所述的，在实际测量场景中，除了当前激光雷达系统发射的光脉冲外，还存在着各种干扰信号，诸如太阳光、灯光、其它激光雷达系统发射的光脉冲，甚至是当前激光雷达系统在先前测量周期发射的光脉冲等。换句话说，对于当前激光雷达系统来讲，除当前测量周期发射的光脉冲经目前场景反射后的光脉冲外，其余接收到的光信号均属于干扰信号，如果激光雷达系统未能识别出这些干扰信号并确定有效的测量信号，则计算得到的测量值将不准确，降低了测量的可靠性。例如，在辅助驾驶领域，如果激光雷达等测量系统得到的距离信息存在较大误差，将导致给出不合适甚至是错误的辅助驾驶建议，降低了辅助驾驶的可靠性。由此，在空间测量领域中，实现抗干扰以提高测量准确性意义重大。
本公开提供了一种空间测量装置，用于在空间测量的过程中实现抗干扰。具体的，根据本公开实施例的空间测量装置能够基于向至少两个发射角度分别发射的脉冲连串所组成的测量脉冲集合的脉冲集合特性来确定有效的脉冲集合，并基于确定为有效的脉冲集合来计算目前场景中的像素点的测量距离，避免无效的光脉冲(即，干扰信号)对测量结果的影响，从而提高激光雷达的测量精度和测量可靠性。
图1示出了根据本公开实施例的空间测量装置的应用场景的示意图。以下将参照图1描述本公开的应用场景以及根据本公开实施例的空间测量装置的实现过程。
如图1所示，根据本公开实施例的空间测量装置1000对于目标场景(或者称为待测场景)1040执行测距，如图1所示意性示出的，所述目标场景可以包括处于不同位置处的物体1041、1042、1043，所述物体1041、1042、1043可以由物点(或者称为像素点)组成。作为一个示例，所述空间测量装置1000可以配置在自动驾驶系统中。所述空间测量装置1000对车辆的行驶过程(例如，街道、高速路等)中遇到的物体进行相对距离的测量，获取的距离信息将用于无人驾驶的定位、可行驶区域检测、车道标识线检测、障碍物检测、动态物体跟踪、障碍物分类识别等功能。作为另一示例，所述空间测量装置1000可以配置在AR/VR影音游戏系统中。通过所述空间测量装置1000对用户所处环境进行距离信息测量，从而精准定位用户在三维空间中的位置，增强游戏的真实体验感。作为又一示例，所述空间测量装置1000还可以配置在智能机器人系统中。通过所述空间测量装置1000对机器人所处工作环境进行场景距离信息测量，从而实现对所处工作环境的建模以及机器人的智能路径规划。
如图1示意性地示出的，根据本公开实施例的空间测量装置1000包括光发射部件1010、计算部件1020和光接收部件1030。所述光发射部件1010可以包含至少一个发光元件，用于发射波长为λ的光脉冲，以照射目标场景1040。所述光接收部件1030可以包含至少一个探测元件，用于接收经过目标场景反射或散射的光脉冲。此外，需要理解的是，所述光发射部件1010和光接收部件1030的具体参数以及实现方式将不构成对于本公开范围的限制，能够实现根据本公开实施例的空间测量装置、方法的任何发光元件和探测元件的组合都包括在本公开的范围内。
所述计算部件1020可以与所述光发射部件1010和光接收部件1030有线、无线地连接，以基于光发射部件1010发射的光脉冲与光接收部件1030接收的光脉冲计算目标场景中的像素点的测量距离。对于空间测量装置1000，计算部件1020需要对接收的光脉冲进行识别，以确定与该接收光脉冲对应的发射光脉冲。在本公开中，光发射部件1010发射的光脉冲(表示为发射光脉冲，或者称为测量光脉冲)经过目标场景的像素点反射，并由光接收部件1030接收(表示为接收光脉冲)，所述发射光脉冲和接收光脉冲构成一组测量脉冲，基于该组测量脉冲可以确定目前场景中的该像素点的距离信息，例如，基于该组测量脉冲之间的时间差值计算该像素点的距离信息。由此，在光接收部件1030接收到光脉冲后，计算部件1020需要识别与该接收光脉冲对应的发射光脉冲，如果识别到对应的发射光脉冲，则表示该接收光脉冲是有效的测量信号，可以用于距离计算；如果未识别到对应的发射光脉冲，则表示该接收光脉冲是无效的测量信号(例如，干扰信号)，则不可以用于距离计算。
根据本公开实施例，所述空间测量装置1000还可以包括至少一个光扫描部件(图1中未示出)。所述光扫描部件配置成连接至所述光发射部件和/或所述光接收部件，以带动所述光发射部件和/或所述光接收部件对所述目标场景进行扫描。此外，需要理解的是，所述光扫描部件的具体参数以及实现方式将不构成对于本公开范围的限制，能够实现根据本公开实施例的空间测量装置、方法的任何扫描元件及其组合都包括在本公开的范围内。
以下将详细描述根据本公开的空间测量装置进行测量的具体过程。
根据本公开实施例，所述光发射部件配置成发射测量脉冲集合。所述测量脉冲集合包括对应于至少两个不同发射角度的至少两个脉冲连串，每个脉冲连串包括发射角度相同的至少一个光脉冲。例如，所述光脉冲是指在一个时间段内强度连续非零的光信号，所述时间段通常是几皮秒、几纳秒或者几微秒，在此不作限制。所述测量脉冲集合表示由光发射部件发射的、用于进行空间测量的一系列光脉冲的组合。
根据本公开实施例，所述至少两个不同发射角度表示两个或更多个各不相同的发射角度，例如发射角度A、发射角度B、发射角度C等。例如，所述光发射部件可以通过固定的布置在其中的发光元件来实现所述至少两个不同的发射角度，或者还可以通过与其连接的扫描部件来实现所述至少两个不同的发射角度。所述测量脉冲集合包括对应于至少两个不同发射角度的至少两个脉冲连串表示：脉冲集合包括两个或多个脉冲连串，这两个或多个脉冲连串至少对应于两个不同的发射角度。作为一个示例，测量脉冲集合1可以至少包括脉冲连串A和脉冲连串B，其中，脉冲连串A对应于发射角度A，脉冲连串B对应于发射角度B，即，测量脉冲集合包括对应于至少两个不同发射角度(即，发射角度A和发射角度B)的至少两个脉冲连串。作为另一示例，测量脉冲集合2除了包括所述脉冲连串A和脉冲连串B之外，还可以包括脉冲连串C，其可以对应于发射角度C。在此示例中，所述测量脉冲集合包括对应于三个不同发射角度的三个脉冲连串。作为又一示例，测量脉冲集合3除了包括所述脉冲连串A和脉冲连串B之外，还可以包括脉冲连串D，其可以对应于发射角度A。在此示例中，所述测量脉冲集合包括对应于两个不同发射角度的三个脉冲连串。总的来说，所述测量脉冲集合包括至少两个脉冲连串，所述至少两个脉冲连串对应于至少两个不同的发射角度。
根据本公开实施例，相同脉冲连串内的光脉冲涵盖的最大时间间隔小于第一时间间隔。所述第一时间间隔表示脉冲连串内的多个光脉冲之间的最大时间间隔。例如，对于包括光脉冲A(对应于tA)、光脉冲B(对应于tB)和光脉冲C(对应于tC)的脉冲连串，其中，tA<tB<tC，所述脉冲连串内的光脉冲涵盖的最大时间间隔表示tA与tC之间的时间间隔。在实际应用中，可以将第一时间间隔设置为较小的数值以提高测量效率，例如可以是100ns。
图2示意性地示出了根据本公开实施例的脉冲连串和脉冲集合的示意图，光发射部件可以配置成在一段时间间隔内向发射角度1和发射角度2分别发射脉冲连串。例如，光发射部件在t1时间向发射角度1发射脉冲连串1，脉冲连串1包括发射时间相同、发射角度相同的两个光脉冲；在t2时间向发射角度1发射脉冲连串2，以及在t3时间向发射角度2发射脉冲连串3，其中，t3＝t2。图2中示出的脉冲连串1-3可以组成一组测量脉冲集合。
根据本公开实施例，所述光发射部件还配置成记录所述测量脉冲集合的脉冲集合特性，其中，所述脉冲集合特性包含该测量脉冲集合内的光脉冲的脉冲特性。根据本公开实施例，所述发射光脉冲的脉冲特性包括第一特性和第二特性。具体的，所述发射光脉冲的第一特性包括发射角度、发射时间。此外，所述发射光脉冲的第二特性包括但不限于以下中的至少一种：波形、波长、波长随时间变化函数、偏振性、峰值强度、总能量、空间光强分布。其中，所述波长随时间变化函数对应于啁啾脉冲。
此外，所述测量脉冲集合的脉冲集合特性除了包含该测量脉冲集合内的光脉冲的脉冲特性外，还包括测量脉冲集合中的脉冲连串之间的相对特征，例如，脉冲连串在其所属的脉冲集合内的顺序、相对时间、相对能量，或者还包括脉冲连串内的光脉冲之间的相对特征，例如，光脉冲在其所属的脉冲连串内的顺序、相对时间、相对能量。记录的测量脉冲集合的脉冲集合特性，可以用于识别接收到的光脉冲是否是有效的测量脉冲，以实现抗干扰。
根据本公开实施例，所述光接收部件可以配置成接收经过目标场景反射或散射的光脉冲，并记录接收的光脉冲的脉冲特性。类似于发射光脉冲，所述接收光脉冲的脉冲特性也包括第一特性和第二特性，相对应地，所述接收光脉冲的第一特性包括接收角度、接收时间。所述接收光脉冲的第二特性包括但不限于以下中的至少一种：波形、波长、波长随时间变化函数、偏振性、峰值强度、总能量、空间光强分布。需要注意的是，所述接收光脉冲具有的第二特性与发射光脉冲的第二特性一致。例如，在所述发射光脉冲的第二特性包括波形和波长的情况下，所述接收光脉冲的第二特性也包括波形和波长。
根据本公开实施例，所述计算部件可以配置成根据在第二时间间隔内接收的至少两个光脉冲来组合至少一个待确定脉冲集合，其中，所述待确定脉冲集合包含对应于至少两个接收角度的脉冲连串。所述第二时间间隔表示接收光脉冲的时间搜索范围，例如，可以设置为3μs。根据本公开实施例，所述计算部件根据光发射部件记录的脉冲集合特性，确定所述至少一个待确定脉冲集合是否有效，并基于确定为有效的脉冲集合的脉冲集合特性，计算至少一个测量距离/或光强。
例如，计算部件将基于第二时间间隔内接收到的光脉冲组合一个或多个待确定脉冲集合，并对组合后的待确定脉冲集合逐个进行有效性的判断，对于确定为无效的待确定脉冲集合，则表示无法查找到与之特性对应的测量脉冲集合，即，其中可能包括干扰信号；对于确定为有效的待确定脉冲集合，则表示可以查找到与之特性对应的测量脉冲集合，即，该组待确定脉冲集合内包括的光脉冲可以用于空间测量。此外，所述计算部件可以基于确定为有效的待确定脉冲集合计算目标场景的空间距离，即，进行空间测距，还可以基于确定为有效的待确定脉冲集合计算目标场景的相对光强，在此不作限制。
根据本公开实施例，所述计算部件还可以配置成输出确定为有效的脉冲集合的信息，例如，脉冲集合中包括的光脉冲的第一特性、第二特性，脉冲连串之间的相对特征等信息。
作为一个示例，所述计算部件可以配置成：在所述光接收部件接收到光脉冲后，查找在接收该光脉冲之前的第二时间间隔内接收的光脉冲来组合至少一个待确定脉冲集合，以及将待确定脉冲集合的脉冲集合特性与所述光发射部件记录的脉冲集合特性相匹配的待确定脉冲集合确定为有效的脉冲集合。所述相匹配可以是指特性完全一致，或者也可以基于实际测量环境设置相匹配的程度。例如，考虑到光脉冲在传输过程中受到各种因素的影响，其第二特性可能发生改变或者偏移，例如，光脉冲的波形、峰值强度、总能量、空间光强分布等特性可能在传输过程中发生改变，可以基于改变的程度调整所述相匹配的程度。
在光接收部件接收到当前光脉冲后，可以确定接收到当前光脉冲之前的3μs时间间隔内接收到的多个光脉冲，并组合至少一个待确定脉冲集合。由于光接收部件在接收光脉冲的过程中记录了各个光脉冲的脉冲特性，由此可以确定待确定脉冲集合中包括的光脉冲的脉冲特性，并进一步确定待确定脉冲集合中的脉冲连串之间的相对特征、以及各个脉冲连串内的光脉冲的相对特征，即，获得所述待确定脉冲集合的脉冲集合特性。
对于包含当前光脉冲的待确定脉冲集合，可以基于待确定脉冲集合的脉冲集合特性与光发射部件记录的测量脉冲集合的脉冲集合特性进行匹配，如果相符合，则表示接收脉冲集合是有效的，可以用于计算测量距离，否则放弃无效的待确定脉冲集合。
根据本公开实施例，所述光发射部件还可以配置成控制第三时间间隔内的任意两个脉冲集合的脉冲集合特性中除发射角度和发射时间外不相同，其中，所述第二时间间隔小于所述第三时间间隔。所述第三时间间隔用于限定集合特性各不重复时间，即，保证发射时间间隔小于第三时间间隔的测量脉冲集合是特性可区分的，并且，对应于识别阶段的时间搜索范围的第二时间间隔小于所述第三时间间隔。由此，保证计算部件可以基于光发射部件记录的脉冲集合特性识别出当前空间测量装置发出的不同的测量脉冲集合，即，实现对来自当前空间测量装置的光信号的抗干扰效果。
根据本公开实施例，所述光发射部件还配置成控制相同发射角度内的光脉冲之间的时间间隔不大于第四时间间隔，其中，所述第四时间间隔小于第五时间间隔的第一百分比，所述第五时间间隔是所述装置的最大量程的光脉冲传输时间。所述第四时间间隔表示光脉冲之间的最大时间间隔，一般地，可以将第四时间间隔设置为较小的数值，以提高测量系统的反应速度。此外，根据本公开实施例，所述第四时间间隔还设置为小于第五时间间隔的第一百分比(例如，30％)，即，光脉冲之间的最大时间间隔设置为小于装置的最大量程的光脉冲传输时间。作为一个示例，所述第四时间间隔可以是20ns，所述第五时间间隔可以是2μs。
根据本公开的实施例，所述光发射部件还配置成控制在第六时间间隔内至少发射以下第二特性中至少一种不相同的脉冲连串：波形、波长、偏振性，其中，所述第六时间间隔大于所述第五时间间隔。所述第六时间间隔表示脉冲连串的最大不重复间隔，并且，所述最大不重复间隔大于所述装置的最大量程的光脉冲传输时间，换句话说，在第六时间间隔内的脉冲连串是特性可区分的。此外，所述波形包括但不限于三角形、方形、正弦、脉冲宽窄、上升下降宽窄等。
根据本公开实施例，在所述第二时间间隔内接收的其中一个待确定脉冲集合均被确定为有效的脉冲集合的情况下，可以接受该待确定脉冲集合内的所有光脉冲，即，该待确定脉冲集合内的光脉冲均是有效的测量信号，可以用于计算目标场景中对应角度的像素点的测量距离。此外，根据本公开的一些实施例，所述计算部件还可以计算对应于相同角度的像素点的多个测量距离的平均值，以对测量距离进行校正，以进一步提供测量结果的准确性。
根据本公开实施例，在所述第二时间间隔内接收的至少一个待确定脉冲集合均被确定为无效的脉冲集合的情况下，即，未能确定与之匹配的测量脉冲集合，所述计算部件进一步配置成：查找在接收该光脉冲之前的第七时间间隔内接收的光脉冲来组合至少一个待确定扩展脉冲集合，其中，所述第七时间间隔大于所述第二时间间隔，例如，所述第七时间间隔可以是两倍的第二时间间隔。
在此实施例中，如果计算部件未能在第二时间间隔内确定有效的测量信号，可以适当地增加时间搜索范围，并组合待确定扩展脉冲集合。类似于待确定脉冲集合，所述计算部件可以基于待确定扩展脉冲集合的脉冲集合特性以及测量脉冲集合的脉冲集合特性来确定有效的扩展脉冲集合。接着，所述计算部件可以确定为有效的扩展脉冲集合在所述至少一个待确定扩展脉冲集合中的比例，在所述比例小于第二百分比的情况下，将所述第七时间间隔内接收的扩展脉冲集合均确定为无效的扩展脉冲集合，否则就接受所述有效的扩展脉冲集合，。作为一个示例，可以基于实际测量需求设置所述第二百分比，例如，第二百分比可以是70％，即，在小于70％的接收光脉冲无法确定与之匹配的发射光脉冲的情况下，可以拒绝该第七时间间隔内的所有光脉冲。由此，可以保证用于计算测量距离的光脉冲的有效性，即，实现抗干扰。又例如，在在＝所述比例不小于第二百分比的情况下，可以接受所述有效的扩展脉冲集合，即，用于计算距离和/或光强。
根据本公开的一些实施例，所述光发射部件还配置成：控制在第八时间间隔内至少发射以下第二特性中至少两种不相同的脉冲连串：波形、波长、偏振性，其中，所述第八时间间隔大于所述第五时间间隔，并且期间任意两个脉冲串的第二特性不同。
根据本公开的一个实施例，所述光接收部件配置成基于以下特性的组合来记录接收的光脉冲的波形：固定阈值、峰值强度、恒比定时强度、固定阈值的上升沿时间点、固定阈值的下降沿时间点、峰值强度的时间点、恒比定时强度的上升沿时间点。换句话说，所述光接收部件可以基于以上信息来描述接收光脉冲的波形。图3示出了根据本公开实施例的波形的示意图，其中示出了固定阈值v1、峰值强度v2、恒比定时强度v3、固定阈值的上升沿时间点t1、固定阈值的下降沿时间点t3、峰值强度的时间点t2、恒比定时强度的上升沿时间点t4。其中，所述固定阈值和恒比定时强度可以统一表示为形状阈值，即，用于确定光脉冲的波形的阈值。
作为一个示例，所述空间测量装置可以基于[t1，t2，t3，v1，v2]确定光脉冲的波形。作为另一示例，所述空间测量装置可以基于[t1，t2，t3，t4，v1，v2，v3]确定光脉冲的波形。作为又一示例，所述空间测量装置可以基于[t1，t2，t3，t4]中的至少两个元素以及[v1，v2，v3]中的至少一个元素来确定光脉冲的波形。
在此实施例中，所述固定阈值v1、峰值强度v2、恒比定时强度v3是基于预设衰减规律调整的。如上所述的，在光脉冲传输的过程中，其强度将发生衰减，可以基于光强的衰减规律来确定以上用于描述波形的强度。
根据本公开的另一实施例，所述光接收部件配置成基于固定时间间隔点采样的多个光强度数据或者采样数据的统计值来记录接收的光脉冲的波形。
根据本公开实施例，所述计算部件还可以配置成通过距离相近的区域来提高测量距离的准确性。例如，在按照以上描述计算得到目标场景中的多个像素点的测量距离之后，还可以基于计算的测量距离来确定相近区域，并基于对应于相近区域内光脉冲的匹配程度来确定是否可以接受所述光脉冲。又例如，根据本公开的方案中，还可以基于所有接收的光脉冲来计算测量距离，然后，基于计算的测量距离来确定相近区域。
具体的，根据本公开实施例，所述计算部件配置成：在对应于第一搜索范围的多个目标场景像素点中确定属于第一相近局部区域的像素点。例如，所述第一搜索范围可以是一维或者二维空间角度范围Δθ1，所述计算部件首先确定对应于Δθ1的多个目标场景像素点，并在所述多个目标场景像素点中确定第一相近局部区域。又例如，所述第一搜索范围可以是扫描时间范围Δt1，即所述计算部件首先确定在时间范围Δt1内扫描的多个目标场景像素点，并在所述多个目标场景像素点中确定第一相近局部区域。关于确定第一相近局部区域的过程将在下文介绍。
接着，所述计算部件确定用于计算该像素点的测量距离的光脉冲与所述光发射部件发射的光脉冲的第一匹配比例，在所述第一匹配比例大于第一比例阈值的情况下，接受所述第一搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离和对应的光脉冲。对于一个接收光脉冲，如果查找到与之脉冲特性对应的发射光脉冲，则表示匹配成功，即，该接收光脉冲是有效的测量信号，如果未能查找到与之脉冲特性对应的发射光脉冲，则表示匹配失败，即，该接收光脉冲是无效的测量信号，即干扰信号。由此，计算部件可以确定第一相近局部区域内的光脉冲的第一匹配比例，如果所述第一匹配比例大于第一比例阈值，则表示第一相近局部区域内的光脉冲的匹配比例满足要求，即，包括满足匹配比例的有效测量信号，则可以接受所述第一搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离和对应的光脉冲。
根据本公开实施例，所述计算部件还配置成：在所述第一匹配比例不大于所述第一比例阈值的情况下，即，第一相近局部区域内的光脉冲的匹配比例未满足要求，则拒绝所述第一搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离和对应的光脉冲。进一步地，所述光发射部件还配置成再次向所述第一搜索范围发射光脉冲，以再次确定对应于所述第一搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离。
通过以上过程，可以通过确定的第一相近局部区域来对像素点的距离信息的计算结果进行进一步地判断，以保证距离测量值的准确性，提供测量装置的可靠性。
根据本公开实施例，在所述第一匹配比例大于第一比例阈值的情况下，所述计算部件可以进一步配置成：在对应于第二搜索范围的多个目标场景像素点中确定属于第二相近局部区域的像素点，其中，所述第二搜索范围大于第一搜索范围。换句话说，在确定第一搜索范围内的光脉冲满足预定条件的情况下，计算部件还可以扩大搜索范围，并确定扩大后的搜索范围内的像素点的匹配比例。
具体的，所述计算部件可以配置成进行以下步骤：对于属于第二相近局部区域的像素点，确定用于计算该像素点的测量距离的光脉冲与所述光发射部件发射的光脉冲的第二匹配比例；在所述第二匹配比例大于第二比例阈值的情况下，接受所述第二搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离和对应的光脉冲；以及在所述第二匹配比例不小于第二比例阈值的情况下，拒绝所述第二搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离。其中，所述第二比例阈值可以与所述第一比例阈值相同，也可以不同，在此不作限制。此外，以上确定第二搜索范围的匹配比例的过程与确定第一搜索范围的匹配比例的过程类似，在此不再重复描述。
根据本公开实施例，对于至少一个被接受的光脉冲，所述计算部件还配置成输出以下信息中的至少一种：对应的测量距离、接收角度、相对光强。在此实施例中，所述空间测量装置可以对第一搜索范围和第二搜索范围内的光脉冲进行判断，如果均满足比例要求，则可以认为此第二搜索范围内的测量距离是准确的，无需再次进行扫描测距，由此可以输出计算得到的测量距离，以及用于计算该测量距离的光脉冲的信息，诸如接收角度、相对光强等。
根据本公开实施例，所述第一相近局部区域表示目标场景中的距离相近局部区域。例如，目标场景中可以包括多个像素点，每个像素点具有与之对应的深度距离，其中，像素点之间的相对距离小于预设的距离阈值的像素点所形成的区域则组成所述距离相近局部区域。以下，将详细介绍获得所述距离相近局部区域，即，第一相近局部区域的过程。
根据本公开的一个实施例，所述计算部件可以通过平面、曲面拟合的方式来确定属于第一相近局部区域的像素点。首先，所述计算部件基于对应于第一搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离，拟合第一标准面。例如，可以对所述标准面可以预先设置，例如，平面或者曲面。接着，所述计算部件确定对应于第一搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离与所述第一标准面之间的距离差值，即，确定各个像素点与第一标准面之间的偏离程度。然后，所述计算部件基于所述距离差值与第一距离阈值D相近，确定属于第一相近局部区域的像素点。例如，将距离差值小于D相近的像素点确定为属于第一相近局部区域的像素点。作为一个示例，可以根据空间测量的准确性需求来设置所述第一距离阈值D相近的数值。
根据本公开的另一实施例，所述计算部件可以利用人工智能(ArtificialIntelligence，AI)识别模型来确定属于第一相近局部区域的像素点。具体的，所述计算部件可以利用预先训练好的AI模型或深度识别模型或其它识别模型(例如，隐马尔科夫统计模型(HMM))，在对应于第一搜索范围的多个目标场景像素点中确定属于第一相近局部区域的像素点。在此实施例中，所述空间测量装置还可以包括图像采集部件，配置成采集所述目标场景的图像。由此，所述计算部件还可以基于人工智能识别模型以及所述目标场景的图像，在对应于第一搜索范围的多个目标场景像素点中确定属于第一相近局部区域的像素点，以提高识别相近局部区域的准确性。
需要注意的是，对于确定属于第二相近局部区域的像素点的过程与关于第一相近局部区域的过程类似，在此不再重复描述。
根据本公开实施例，所述计算部件还配置成：利用所述人工智能识别模型，基于对应于第一搜索范围的多个目标场景像素点识别几何图形，即识别目标场景中的包括的基本几何图形，例如，方形、圆形、三角形等。作为一个示例，可以根据大量的三维图像作为训练数据，通过反向训练获得从三维深度点云到几何图形的识别能力。作为另一示例，还可以根据空间测量装置的测量数据来训练或实时训练所述识别模型。此外，所述空间测量装置还可以包括显示部件，诸如，显示器，以用于显示AI模型识别的几何图形。
根据本公开的一些实施例，所述几何图形包括被用于计算机图形系统中、游戏和/或动画中所使用的基本图形元素。基本图形元素是由若干不同的点、线、面图案或相同的图案循环组合而成的。这些点、线、面图案即为基本图形元素。换句话说，基本图形元素是图形元素构造复杂的几何图形和图幅的基本图形实体。不同的图形系统有不同的图形元素。GKS标准规定了6种基本图形元素，即折线、多点记号、填充区、正文、像素阵列和GDP(广义绘图元素)。例如，三维图形处理库(Open Graphics Library，OpenGL)的基本图元包括：点、线段、多边形、三角形、四边形、扇形、等等。
根据本公开的一些实施例，所述人工智能识别模式的训练数据包括实际采集和标定的现实数据，或者还包括游戏和动画所产生的虚拟数据。例如，可以利用在现实场景中采集并进行标定的数据和/或游戏和动画中产生的虚拟数据来对所述人工智能识别模型进行训练，以实现如上所述的识别几何图形的功能。
如上所述，根据本公开实施例的空间测量装置，利用光发射部件发射测量脉冲集合，所述测量脉冲集合包括对应于至少两个不同发射角度的至少两个脉冲连串，每个脉冲连串包括发射角度相同的至少一个光脉冲，基于记录的测量脉冲集合的脉冲集合特性来确定有效的脉冲集合，并基于确定为有效的脉冲集合计算目前场景中的像素点的测量距离，从而实现在空间测量的过程中进行抗干扰，以提高激光雷达的测量精度和测量可靠性根据本公开的另一方面，还提供了一种空间测量方法，图4示出了根据本公开实施例的空间测量方法的流程图。
首先，在步骤S101，发射测量脉冲集合，其中，所述测量脉冲集合包括对应于至少两个不同发射角度的至少两个脉冲连串，每个脉冲连串包括发射角度相同的至少一个光脉冲，相同脉冲连串内的光脉冲涵盖的最大时间间隔小于第一时间间隔。
在步骤S102，记录所述测量脉冲集合的脉冲集合特性，其中，所述脉冲集合特性包含该测量脉冲集合内的光脉冲的脉冲特性。
在步骤S103，接收经过目标场景反射或散射的光脉冲，并记录接收的光脉冲的脉冲特性。
在步骤S104，根据在第二时间间隔内接收的至少两个光脉冲来组合至少一个待确定脉冲集合，其中，所述待确定脉冲集合包含对应于至少两个接收角度的脉冲连串。
在步骤S105，根据所述记录的脉冲集合特性，确定所述至少一个待确定脉冲集合是否有效。
在步骤S106，基于确定为有效的脉冲集合的脉冲集合特性，计算至少一个测量距离和/或光强，和/或输出所述有效的脉冲集合的信息。
需要注意的是，除以上步骤S101-S106外，根据本公开提供的方法还可以包括其他步骤，以实现抗干扰。所述其他步骤可以对应地参照以上关于空间测量装置的详细描述，在此不再重复。
根据本公开的又一方面，还提供了一种空间测量设备。图5示出了根据本公开实施例的空间测量设备2000的示意图。
如图5所示，所述设备2000可以包括一个或多个处理器2010，和一个或多个存储器2020。其中，所述存储器2020中存储有计算机可读代码，所述计算机可读代码当由所述一个或多个处理器2010运行时，可以执行如上所述的空间测量方法。
根据本公开实施例的方法或装置也可以借助于6所示的计算设备3000的架构来实现。如图6所示，计算设备3000可以包括总线3010、一个或多个CPU3020、只读存储器(ROM)3030、随机存取存储器(RAM)3040、连接到网络的通信端口3050、输入/输出组件3060、硬盘3070等。计算设备3000中的存储设备，例如ROM 3030或硬盘3070可以存储本公开提供的空间测量方法的处理和/或通信使用的各种数据或文件以及CPU所执行的程序指令。计算设备3000还可以包括用户界面3080。当然，图6所示的架构只是示例性的，在实现不同的设备时，根据实际需要，可以省略图6示出的计算设备中的一个或多个组件。
根据本公开的又一方面，还提供了一种计算机可读存储介质。图7示出了根据本公开的存储介质的示意图。
如图7所示，所述计算机存储介质4020上存储有计算机可读指令4010。当所述计算机可读指令4010由处理器运行时，可以执行参照以上附图描述的根据本公开实施例的空间测量方法。所述计算机可读存储介质包括但不限于例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分的步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本公开并不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
除非另有定义，这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员共同理解的相同含义。还应当理解，诸如在通常字典里定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
以上是对本公开的说明，而不应被认为是对其的限制。尽管描述了本公开的若干示例性实施例，但本领域技术人员将容易地理解，在不背离本公开的新颖教学和优点的前提下可以对示例性实施例进行许多修改。因此，所有这些修改都意图包含在权利要求书所限定的本公开范围内。应当理解，上面是对本公开的说明，而不应被认为是限于所公开的特定实施例，并且对所公开的实施例以及其他实施例的修改意图包含在所附权利要求书的范围内。本公开由权利要求书及其等效物限定。

Claims (26)

1.一种空间测量装置，包括:
包含至少一个发光元件的光发射部件，配置成发射测量脉冲集合，其中，所述测量脉冲集合包括对应于至少两个不同发射角度的至少两个脉冲连串，每个脉冲连串包括发射角度相同的至少一个光脉冲，相同脉冲连串内的光脉冲涵盖的最大时间间隔小于第一时间间隔，所述光发射部件还配置成记录所述测量脉冲集合的脉冲集合特性，其中，所述脉冲集合特性包含该测量脉冲集合内的光脉冲的脉冲特性；
包含至少一个探测元件的光接收部件，配置成接收经过目标场景反射或散射的光脉冲，并记录接收的光脉冲的脉冲特性；
计算部件，配置成：
根据在第二时间间隔内接收的至少两个光脉冲来组合至少一个待确定脉冲集合，其中，所述待确定脉冲集合包含对应于至少两个接收角度的脉冲连串；
根据所述光发射部件记录的脉冲集合特性，确定所述至少一个待确定脉冲集合是否有效；
基于确定为有效的脉冲集合的脉冲集合特性，计算至少一个测量距离和/或光强。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光脉冲的脉冲特性包括第一特性和第二特性，其中，
由所述光发射部件发射的光脉冲的第一特性包括发射角度、发射时间；
由所述光接收部件接收的光脉冲的第一特性包括接收角度、接收时间；
由所述光发射部件发射的光脉冲的第二特性与由所述光接收部件接收的光脉冲的第二特性包括以下中的至少一种：波形、波长、波长随时间变化函数、偏振性、峰值强度、总能量、空间光强分布；
所述脉冲集合特性还包括：
光脉冲在其所属的脉冲连串内的顺序、相对时间、相对能量；
脉冲连串在其所属的脉冲集合内的顺序、相对时间、相对能量。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述光发射部件还配置成控制第三时间间隔内的任意两个测量脉冲集合的脉冲集合特性中除发射角度和发射时间外不相同，
其中，所述第二时间间隔小于所述第三时间间隔。
4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述光发射部件还配置成控制相同发射角度内的光脉冲之间的时间间隔不大于第四时间间隔，其中，所述第四时间间隔小于第五时间间隔的第一百分比，所述第五时间间隔是所述装置的最大量程的光脉冲传输时间。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述光发射部件还配置成控制在第六时间间隔内至少发射以下第二特性中至少一种不相同的脉冲连串：
波形、波长、偏振性，
其中，所述第六时间间隔大于所述第五时间间隔。
6.根据权利要求1所述的装置，还包括至少一个光扫描部件，配置成连接至所述光发射部件和/或所述光接收部件，以带动所述光发射部件和/或所述光接收部件对所述目标场景进行扫描。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述计算部件配置成：在所述光接收部件接收到光脉冲后，查找在接收该光脉冲之前的第二时间间隔内接收的光脉冲来组合至少一个待确定脉冲集合；以及
将待确定脉冲集合的脉冲集合特性与所述光发射部件记录的脉冲集合特性相匹配的待确定脉冲集合确定为有效的脉冲集合。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，在所述第二时间间隔内接收的至少一个待确定脉冲集合被确定为无效的脉冲集合的情况下，所述计算部件进一步配置成：
查找在接收该光脉冲之前的第七时间间隔内接收的光脉冲来组合至少一个待确定扩展脉冲集合；
将待确定扩展脉冲集合的脉冲集合特性与所述光发射部件记录的脉冲集合特性相匹配的待确定扩展脉冲集合确定为有效的扩展脉冲集合；
确定有效的扩展脉冲集合在所述至少一个待确定扩展脉冲集合中的比例；
在所述比例小于第二百分比的情况下，将所述第七时间间隔内接收的扩展脉冲集合均确定为无效的扩展脉冲集合，否则就接受所述有效的扩展脉冲集合，
其中，所述第七时间间隔大于所述第二时间间隔。
9.根据权利要求4所述的装置，其中，所述光发射部件还配置成控制在第八时间间隔内至少发射以下第二特性中至少两种不相同的脉冲连串：
波形、波长、偏振性，
其中，所述第八时间间隔大于所述第五时间间隔，并且期间任意两个脉冲串的第二特性不同。
10.根据权利要求2所述的装置，其中，所述光接收部件配置成基于以下特性的组合来记录接收的光脉冲的波形：固定阈值、峰值强度、恒比定时强度、固定阈值的上升沿时间点、固定阈值的下降沿时间点、峰值强度的时间点、恒比定时强度的上升沿时间点。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述固定阈值和所述恒比定时强度是基于预设衰减规律调整的。
12.根据权利要求2所述的装置，其中，所述光接收部件配置成基于固定时间间隔点采样的多个光强度数据或者采样数据的统计值来记录接收的光脉冲的波形。
13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述计算部件还配置成：
在对应于第一搜索范围的多个目标场景像素点中确定属于第一相近局部区域的像素点；
对于属于第一相近局部区域的像素点，确定用于计算该像素点的测量距离的光脉冲与所述光发射部件发射的光脉冲的第一匹配比例；以及
在所述第一匹配比例大于第一比例阈值的情况下，接受所述第一搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离和对应的光脉冲。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述计算部件还配置成：
在所述第一匹配比例不大于所述第一比例阈值的情况下，拒绝所述第一搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离和对应的光脉冲。
15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述光发射部件还配置成再次向所述第一搜索范围发射光脉冲，以再次确定对应于所述第一搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，在所述第一匹配比例大于第一比例阈值的情况下，所述计算部件还配置成：
在对应于第二搜索范围的多个目标场景像素点中确定属于第二相近局部区域的像素点，其中，所述第二搜索范围大于第一搜索范围；
对于属于第二相近局部区域的像素点，确定用于计算该像素点的测量距离的光脉冲与所述光发射部件发射的光脉冲的第二匹配比例；
在所述第二匹配比例大于第二比例阈值的情况下，接受所述第二搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离和对应的光脉冲；以及
在所述第二匹配比例不小于第二比例阈值的情况下，拒绝所述第二搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离。
17.根据权利要求13-16中的任一项所述的装置，其中，对于至少一个被接受的光脉冲，所述计算部件还配置成输出以下信息中的至少一种：对应的测量距离、接收角度、相对光强。
18.根据权利要求13所述的装置，其中，所述计算部件确定属于第一相近局部区域的像素点包括：
基于对应于第一搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离，拟合第一标准面；
确定对应于第一搜索范围的多个目标场景像素点的测量距离与所述第一标准面之间的距离差值；
基于所述距离差值与第一距离阈值，确定属于第一相近局部区域的像素点。
19.根据权利要求13所述的装置，其中，所述计算部件确定属于第一相近局部区域的像素点包括：
基于人工智能识别模型，在对应于第一搜索范围的多个目标场景像素点中确定属于第一相近局部区域的像素点。
20.根据权利要求19所述的装置，还包括图像采集部件，配置成采集所述目标场景的图像，其中，所述计算部件确定属于第一相近局部区域的像素点还包括：
基于人工智能识别模型以及所述目标场景的图像，在对应于第一搜索范围的多个目标场景像素点中确定属于第一相近局部区域的像素点。
21.根据权利要求19所述的装置，其中，所述计算部件还配置成：
利用所述人工智能识别模型，基于对应于第一搜索范围的多个目标场景像素点识别几何图形。
22.根据权利要求21所述的装置，其中，所述几何图形包括被用于计算机图形系统中、游戏和/或动画中所使用的基本图形元素。
23.根据权利要求19-22所述的装置，其中，所述人工智能识别模式的训练数据包括实际采集和标定的现实数据，或者还包括游戏和动画所产生的虚拟数据。
24.一种空间测量方法，包括:
发射测量脉冲集合，其中，所述测量脉冲集合包括对应于至少两个不同发射角度的至少两个脉冲连串，每个脉冲连串包括发射角度相同的至少一个光脉冲，相同脉冲连串内的光脉冲涵盖的最大时间间隔小于第一时间间隔；
记录所述测量脉冲集合的脉冲集合特性，其中，所述脉冲集合特性包含该测量脉冲集合内的光脉冲的脉冲特性；
接收经过目标场景反射或散射的光脉冲，并记录接收的光脉冲的脉冲特性；
根据在第二时间间隔内接收的至少两个光脉冲来组合至少一个待确定脉冲集合，其中，所述待确定脉冲集合包含对应于至少两个接收角度的脉冲连串；
根据所述记录的脉冲集合特性，确定所述至少一个待确定脉冲集合是否有效；以及
基于确定为有效的脉冲集合的脉冲集合特性，计算至少一个测量距离和/或光强，和/或输出所述有效的脉冲集合的信息。
25.一种空间测量设备，包括：
处理器；以及
存储器，其中，所述存储器中存储有计算机可读代码，所述计算机可读代码当由所述处理器运行时，执行如权利要求24中所述的空间测量方法。
26.一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，所述指令在被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求24中所述的空间测量方法。
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