CN111679260B - 拖点识别处理方法、激光雷达以及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光雷达的拖点识别处理方法，包括：获取与探测脉冲相对应的回波的波形信息；基于回波的波形信息，判定回波是否对应拖点。本发明中识别收到的回波信号的强度，若回波幅度大于设定的期望值，则减小下一次发光的强度，反之增大发光强度。同时可根据每个回波信号的强度，确定定时阈值。经过本发明的检测与处理，能获得改善后的拖点波形，进而获得更加准确的测量信息。诸如，距离信息或反射率信息等。
Description
技术领域
本发明涉及激光雷达技术领域，尤其涉及激光雷达点云的拖点识别处理方法、能够进行该拖点识别处理方法的激光雷达以及计算机可读存储介质。
背景技术
拖点是指雷达在同一次发光时光斑同时打到了距离较近的两个物体边缘，导致回波叠加后造成的前沿、脉宽不准，形成物体之间的连线一般的点的现象。如图1A所示，激光雷达LiDAR发出的一个探测脉冲，同时入射到前后距离较近的物体A和物体B的边缘上，在物体A上的部分光斑发生漫反射，一部分反射回波返回到激光雷达，并被激光雷达的光电探测器接收；在物体B上的部分光斑同样发生漫反射，一部分反射回波返回到激光雷达，并被激光雷达的光电探测器接收。因此对于激光雷达发出的一个探测脉冲，就产生了两个回波，这两个回波均被激光雷达的光电探测器接收，如图1B所示。激光雷达在生成点云时，可能会误认为在物体A与物体B之间还存在其他目标物。如图1C中的椭圆形中的点所示的，而实际上这些点并不是真实存在的目标物上的点。另外，回波脉冲的前沿和脉宽主要用于测量飞行时间以及目标物的反射率，因此拖点现象会导致回波前沿和脉宽不准，从而影响飞行时间TOF以及目标物反射率的测量，导致测量出现较大偏差。
背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。
发明内容
有鉴于现有技术的至少一个问题，本发明提供一种对激光雷达的拖点进行识别处理的方法，包括：
a.获取与探测脉冲相对应的回波的波形信息；
b.基于所述回波的波形信息，判定所述回波是否对应拖点。
根据本发明的一个方面，所述步骤b进一步包括：
-当所述波形信息中存在至少两个波峰和位于所述波峰之间的波谷时，确定所述回波对应拖点。
根据本发明的一个方面，所述步骤b进一步包括：
-当所述波形信息的二阶导数存在多个极小值点时，确定所述回波对应拖点。
根据本发明的一个方面，所述方法进一步包括以下步骤：
-当确定所述回波对应拖点时，对所述回波进行拖点标记。
根据本发明的一个方面，所述方法在所述步骤b之前进一步包括:
c.判断所述回波的波峰信息是否属于预定峰值范围；
d.当所述波峰信息属于预定峰值范围时，更新所述当前定时阈值；
根据本发明的一个方面，所述预定峰值区间为(115,255],所述步骤d进一步包括：
-当所述波峰信息为255时，将所述当前定时阈值更新为150；
-当所述波峰信息属于子区间(115,254]时，基于下式更新确定新的当前定时阈值：
当前定时阈值＝波峰信息-预定间隔值。
根据本发明的一个方面，所述方法进一步包括：
e.比较所述回波的波峰信息与波峰维持区间；
f.当所述波峰信息不在所述波峰维持区间时，更新所述当前脉冲强度的强度值；
g.输出更新后的所述当前脉冲强度。
根据本发明的一个方面，所述步骤f进一步包括：
-当波峰信息大于所述波峰维持区间的最大值时，减小所述当前脉冲强度的强度值；
-当波峰信息小于所述波峰维持区间的最小值时，增加所述当前脉冲强度的强度值。
根据本发明的一个方面，所述方法还包括以下步骤：
-当所述回波对应的目标物距离位于预定距离区间内时，执行步骤b。
根据本发明的一个方面，所述方法还包括以下步骤：
-测量与所述回波对应的目标物的距离和/或反射率。
本发明还涉及一种处理单元，所述处理单元用于激光雷达系统，其中，所述处理单元被配置为执行如上所述的方法。
根据本发明的一个方面，所述波形信息为模拟波形信号，所述处理单元进一步包括：
模数转换模块，被配置为用于对所接收的、与所述回波对应的模拟波形信息进行转换，以获得与所述回波对应的数字波形信息；
子处理单元，被配置为基于所述数字波形信息执行如上所述的方法。
本发明还涉及一种激光雷达系统，包括：
发射单元，所述发射单元被配置成可发射探测脉冲；
接收单元，被配置为可接收来自目标物上漫反射后的回波并输出波形信息；
以及，如上所述的处理单元，所述处理单元被配置为可接收来自所述接收单元的波形信息。
根据本发明的一个方面，所述处理单元进一步被配置为，在更新所述当前脉冲强度的强度值后，向所述发射单元输出当前脉冲强度；
所述发射单元被进一步配置为，基于所获得的所述当前脉冲强度来发射探测脉冲。
根据本发明的一个方面，所述接收单元进一步包括：
光电检测单元，被配置为用于接收所述回波并进行光电转换以获得与所述回波对应的波形信息。
本发明还涉及一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序代码，当被处理器执行时，所述计算机程序代码可使得所述处理器执行如上所述的方法。
根据本发明的方案，通过对拖点形成的回波进行识别，并在识别后，继续通过诸如调整定时阈值等方式，对该拖点进行处理，以获得更加准确的波形，进而得到更加准确的测量信息，如，测距信息，反射率等。并且，在改过程中，可同时对脉冲强度进行调整，进而改善下次的探测所能获得波形，从而可以预防一部分拖点的产生，提高点云质量。并且，即使对于无法改善的拖点，也可以进行标记，以便于后续计算处理。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1A示出了拖点产生的原理示意图；
图1B示出了拖点产生时的回波示意图；
图1C示出了拖点产生时的激光雷达的点云；
图2示出了根据本发明一个实施例的一种激光雷达的拖点识别处理方法；
图3示出了当前后目标物之间的距离相对较大时叠加的回波；
图4示出了正常波形的极小值点的示意图；
图5A示出了当前后目标物之间的距离相对较小时产生的拖点的波形；
图5B示出了图5A中左侧的尖脉冲的放大示意图；
图6A示出了未经校准的拖点回波的示意图；
图6B示出了根据本发明一个实施例通过动态调节激光雷达发射脉冲强度后的回波示意图；
图7A示出了未经校准的拖点回波的示意图；
图7B示出了根据本发明一个实施例通过调节定时阈值后的回波示意图；
图8示出了根据本发明一个实施例的处理单元；
图9示出了根据本发明一个实施例的激光雷达的示意图；
图10示出了根据本发明一个实施例的激光雷达所执行的控制和操作方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请中激光器方案进行详细的介绍。在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图2示出了根据本发明一个实施例的对激光雷达的拖点进行识别处理的方法100，下面参考图2详细描述。
在步骤a，获取与探测脉冲相对应的回波的波形信息。
激光雷达的激光器发射探测脉冲后，在目标物上产生漫反射，部分回波返回到激光雷达，例如可通过光电探测器接收回波并且将回波转换成电信号，然后经过进一步的信号处理，可获得回波的波形信息。本发明中，回波的波形信息可包括其峰值信息以及波形二阶导数信息中的一个或多个。
在步骤b，基于所述回波的波形信息，判定所述回波是否对应拖点。
根据回波的波形信息，基于预设的规则，可判断所述回波是否对应于拖点，即单个探测脉冲是否入射到前后两个目标物上从而在点云中产生了拖点。
下面描述根据本发明优选实施例的判断方法。当在步骤b中，根据所述回波信息，判断存在以下情形中的任一种时，可判定所述回波对应拖点：
I)对应于一个探测脉冲，当所述波形信息中存在至少两个波峰和位于所述波峰之间的波谷时，确定所述回波对应拖点；和
II)对应于一个探测脉冲，所述波形信息的二阶导数存在多个极小值。
其中，当出现拖点时，由于前后目标物之间的距离远近不同，所产生的回波叠加后的波形也不同。亦即回波的叠加状态与前后两个目标物的距离大小是相关的。如果前后两个目标物的距离越小，则两个回波之间的时间间隔越小，两个回波叠加的程度越高。反之，如果前后两个目标物的距离越大，则两个回波之间的时间间隔越大，两个回波叠加的程度越低。
根据本发明的一个优选实施例，当前后目标物之间的距离相对较大(诸如在0.8m-1m之间)时，基于常用的激光雷达的波长(如1550纳米，900纳米等)，其相应的回波叠加后的波形中存在至少两个波峰，并且在所述波峰之间具有波谷。
参考图3，图3示出了这种情形下的叠加后的回波。图3示意出了一种双探测脉冲场景下的回波的叠加波形。对应于第一个探测脉冲，产生的回波中具有第一波峰P1和第二波峰P2，并且在第一波峰P1和第二波峰P2之间具有波谷V1；对应于第二探测脉冲，其产生的回波具有第三波峰P3、第四波峰P4以及位于其间的第二波谷V2。本领域技术人员容易理解，本发明的原理和实施不限于双探测脉冲，也可以适用于单探测脉冲或者多探测脉冲的方案，这些都在本发明的保护范围内。
根据又一个优选实施例，当前后目标物之间的距离相对较小时，例如在0.6m-0.8m之间时，两个回波叠加后产生了一个尖脉冲。该尖脉冲状的回波波形的二阶导数存在多个极小值点。图5A示出了当前后目标物之间的距离相对较小时产生的拖点的波形，其中由于两个回波的叠加的程度比较充分，因此对于一个探测脉冲，仅具有一个尖脉冲。图5B示出了图5A中左侧的尖脉冲的放大示意图，其中以圆圈圈出了二阶导数的两个极小值点对应到该尖脉冲上的位置。
图4示出了正常回波的波形，其中正常回波波形的二阶导数的极小值点只有一个。而对于拖点造成的叠加回波，二阶导数存在2个或更多个极小值点。
因此，根据本发明的实施例，当检测到以上两种情形中的任一种时，可以判断所述回波对应于拖点。相应的，根据这两种情形，可以进行相应的处理，下面将详细描述。
当通过上述方式确定所述回波对应拖点时，可以对所述回波进行拖点标记。根据本发明的一个实施例，在点云数据中，可以设置拖点标记位。例如：对于每一个点，如果根据上述方法判定所述点的回波对应拖点，则将该点的标记位置1，反之则置0。或者反之亦可。本领域技术人员应可理解，此处距离仅用于方便理解，而非范围限制。本领域技术人员应可根据实际情况和需求来确定其他标记方式,而不限于此处例举的方式。
在对激光雷达的回波信号进行处理时，可以根据定时阈值来计算回波的返回时间(并进而计算飞行时间TOF)。例如将回波幅值超过该定时阈值的时刻作为回波的接收时间，与激光发射时间相减，得到飞行时间，从而可计算目标物的距离。另外，回波的波形超过该定时阈值的部分的宽度，可用于计算目标物的反射率。根据本发明的一个实施例，可以根据回波的峰值大小来调节定时阈值，来校正拖点脉冲，从而避免得到叠加的脉宽，而是得到其中一个回波的脉宽，从而利用该回波前沿计算飞行时间、目标物距离以及目标物的反射率。根据本发明的另一个实施例，在所述步骤b之前通过以下方式来更新定时阈值：
步骤c：判断所述回波的波峰信息是否属于预定峰值范围；
步骤d：当所述波峰信息属于预定峰值范围时，更新所述当前定时阈值。
激光雷达中，回波经过光电传感器后转换为模拟电信号，例如模拟电压信号，然后经过模数转换器ADC进行采样，转换为数字信号。以8位的模数转换器为例，其最大量程为255(2的8次方)，其单位为“位(bit)”，或者不具有单位。下面以模数转换器的输出为例来描述回波的峰值信息。
根据本发明的一个实施例，所述预定峰值范围为(115,255]。其中当所述波峰信息为255时，将所述当前定时阈值更新为150；当所述波峰信息属于子区间(115,254]时，可以基于下式更新确定新的当前定时阈值：
当前定时阈值＝波峰信息-预定间隔值
其中，所述预定间隔值可基于脉宽采集效果来确定。
例如，选择峰值以下波形斜率保持不变的区间内的点作为阈值，采集到的脉宽更加准确，校准后的匹配度更高。
优选地，其中所述预定间隔值优选为20。这是由于基于硬件电路参数，从峰值以下20位这一点继续往下，是波形斜率开始近似不变；亦即此处近似为波形斜率不变的起始点。从该位置采集到的脉宽更加准确，校准后的匹配度更高。
本领域技术人员应可理解，当使用不同的硬件、或者在不同的环境下实施本方案时，其所选的预定间隔值可能基于实际情况和需求做出一定的改变。
而不限于上述举例。
通过这样的方式调节当前定时阈值，将所述回波的前沿过阈时间作为所述脉冲的返回时间，通过所述定时阈值与所述回波相交叉的宽度，计算所述目标物的反射率。
以下是原有的脉宽检测策略、以及根据本发明上述实施例调整定时阈值的情况下脉宽检测策略的对比。
图6A示出了原有的脉宽检测策略。如图6A所示：回波峰值大于等于160时,定时阈值为150；其余情况下，定时阈值95。在此情况下，测量的回波接收时间为第一脉冲的前沿，测量的脉宽为两个脉冲叠加的脉宽(第一脉冲和第二脉冲参见图1B所示)。
图6B示出了根据本发明上述实施例调整定时阈值的情况下脉宽检测策略。其中，当回波峰值等于255时,定时阈值为150；当回波峰值大于115而小于或等于254时,定时阈值为回波峰值减去20。如图6B所示，相对于图6A，定时阈值被上移，从而使得测量的回波接收时间为第二脉冲的前沿，测量的脉宽为第二脉冲的脉宽，经过校准后显示第二个物体的距离，即图1B中所显示的物体B。
激光雷达的发射脉冲的强度通常可以是动态调节的。现有的激光雷达中，通常将发射脉冲的强度调节为使得回波尽量处于饱和状态，例如使得接收单元的模数转换器ADC的输出接近或者达到其最大量程(以8位ADC为例，其最大量程为255)，从而提高激光雷达的测远能力。根据本发明的一个实施例，可以通过调节发射脉冲强度的方式来改善和校正拖点。
为此，拖点识别处理方法100还包括以下步骤：
步骤e：比较所述回波的波峰信息与波峰维持区间；
步骤f:当所述波峰信息不在所述波峰维持区间时，更新所述当前脉冲强度的强度值；
步骤g：输出更新后的所述当前脉冲强度。
其中，所述波峰维持区间用于指示一个能在接收单元获得较好测量效果的发射脉冲的强度区间。
优选地，所述波峰维持区间可以包括至少一个数值。更优选地，所述波峰维持区间为一个数值范围。
根据一个优选实施例，所述波峰维持区间为215。则当激光雷达的接收单元接收到的回波的波峰为215时，维持当前脉冲强度的强度值不变。即该激光雷达的发射单元在下一次发射探测脉冲时，仍然采用当前脉冲强度。例如，当回波的波峰偏离215时，更新当前脉冲强度的强度值为215，并输出至发射单元，以使得激光雷达的发射单元基于该更新后的当前脉冲强度来发射探测脉冲。
根据本方案的一个优选实施例，当前脉冲强度的强度值可以作为变量存储在激光雷达的处理系统或者电路的存储器中，激光雷达的每个激光器被驱动发光时，可读取更新后的该激光器的当前脉冲强度的强度值，进而控制驱动该激光器以该当前脉冲强度的强度值发射探测脉冲。
上面以波峰维持区间是一个值为例进行了描述。对于波峰维持区间是一个范围的情况，同样可适用，例如[210,220]。此处不再赘述。
根据本发明的一个优选实施例，所述步骤f进一步包括：
-当波峰信息大于所述波峰维持区间的最大值时，减小所述当前脉冲强度的强度值；
-当波峰信息小于所述波峰维持区间的最小值时，增加所述当前脉冲强度的强度值。
通过上述方式动态调节当前脉冲强度的强度值，可以在一定程度上校正拖点。
图7A示出了未调节当前脉冲强度的强度值时的回波波形。如图7A所示。由于回波的强度非常接近255，即峰值P1和P2接近255，因此两个回波叠加后波谷V1的高度也相对较高，超出了定时阈值。因此定时阈值在波谷V1以下，拖点脉冲不容易被区分和校正。在此情况下，如果不做拖点校正，测量的回波接收时间为第一脉冲的前沿，而测量的脉宽为两个脉冲叠加的脉宽,误差较大。在此情况下，如果直接采用该定时阈值和回波波形(P1，P2)来确定接收时间以及回波脉宽，将严重影响测量的精度。
图7B示出了根据本发明上述实施例调节当前脉冲强度的强度值时的回波波形。如图所示，通过降低发射的探测脉冲的强度，使得所述波谷V1能够降低到所述定时阈值以下，此时，利用定时阈值，将所述回波的前沿过阈时间作为所述脉冲的返回时间，计算所述探测脉冲的飞行时间和目标物的距离。如图7B所示，通过降低发射的探测脉冲的强度，使得回波脉冲的强度相应降低，叠加后的波形的波谷V1同样相应地降低，低于所述定时阈值，因此如图7B所示，该阈值能够将叠加后的回波的两个波峰P1和P2区分开。所以将光强降低，例如降低到使得回波峰值为215，则拖点脉冲可以被区分，因为波谷低于阈值，则可以区分出第一个回波和第二个回波，之后算障碍物点距离的时候用第一个回波的前沿。另外，由于前沿的过阈时间可能会由于各种情况漂移，所以通过测量脉宽，可以利用正确的脉宽来校正前沿过阈时间。因此，如图7B所示，经过校准后，测量的回波接收时间为第一脉冲的前沿，测量的脉宽为第一脉冲的脉宽，经过校准后显示第一个物体的距离。例如通过所述定时阈值与第一个波峰相交叉的宽度，计算所述目标物的反射率。这个交叉的宽度，实际上代表了物体反射回来的激光能量。例如通过以下公式来计算反射率：反射率＝(接收能量÷发射能量)*物体距离系数，其中发射能量是已知的。所述交叉的宽度还可用于校准物体的距离：修正量＝宽度*发光能量系数。
另外，在一些情况中，即使降低本次发射的探测脉冲的强度，还是无法使得所述波谷V1能够降低到所述定时阈值以下。在这种情况中，可以直接将所述回波标记为拖点，并提供给激光雷达的用户。
根据本发明的又一个优选实施例，上述拖点识别处理方法还包括根据所述回波计算目标物的距离，当所述回波对应的目标物距离位于预定距离区间内时，执行上述步骤b；否则不执行上述步骤b，不判断是否对应于存在拖点。
所述预定距离区间为目标物与激光雷达之间的距离的范围。可以理解，当与激光雷达的距离较远超过一定范围后，两个物体可能造成的拖点问题的概率降低。因此，可以仅对预定距离区间内的物体进行拖点识别与处理。
根据本发明的一个优选实施例，所述预定距离区间为0-20m。
在根据本发明识别并处理了拖点后，可以相应地测量与所述回波对应的目标物的距离和/或反射率，并进行相应的距离校正。
本发明还涉及一种处理单元200，其可用于激光雷达系统，该处理单元被配置为执行如上所述的方法100。图8示出了处理单元200的一个实施例，如图8所示，处理单元200包括：模数转换模块201和子处理单元202，其中模数转换模块201可以进行信号采样，用于对所接收的、与所述回波对应的模拟波形信息进行转换，以获得与所述回波对应的数字波形信息，子处理单元202被配置为基于所述数字波形信息执行如上所述的方法100。
图9示出了根据本发明一个实施例的激光雷达300，包括发射单元310、接收单元320、以及处理单元330。其中发射单元310包括多个激光器，激光器配置成可发出多个激光束L1用以目标物探测。激光束L1被目标物OB漫反射，反射回波L1′返回到激光雷达，并且被接收单元320所接收。接收单元320包括多个光电检测单元，被配置为用于接收所述回波并进行光电转换以获得与所述回波对应的波形信息。所述光电检测单元配置成可接收所述多个激光束被目标物反射的回波并将所述回波转换为电信号。处理单元330例如为如上所述的处理单元200，与所述发射单元310和接收单元320耦接，并配置成可执行如上所述的拖点识别处理方法100，并且配置成可根据所述光电检测单元输出的电信号计算目标物和激光雷达间的距离。所述处理单元330例如可以根据所述光电检测单元输出的电信号来确定回波到达的时间，并且根据激光束L的发射时间，计算出激光的飞行时间，然后基于飞行时间测距法(TOF，距离＝飞行时间*光速/2)，即可得到目标物与激光雷达间的距离。
根据本发明的一个优选实施例，所述处理单元330进一步被配置为，在更新所述当前脉冲强度的强度值后，向所述发射单元输出当前脉冲强度，从而激光器在下一次发射探测脉冲时，可被驱动以更新的当前脉冲强度来进行发射。
图10示出了激光雷达300所执行的控制和操作方法400的流程图。
其中在步骤S401，处理单元获取与探测脉冲相对应的回波的波形信息。
在步骤S402，处理单元基于所述回波的波形信息，判定所述回波是否对应拖点。
在步骤S403，处理单元判断是否需要调节定时阈值。例如可根据上面参考方法100所描述的，通过波峰信息是否属于预定峰值范围，来决定是否需要调节定时阈值。
当波峰信息不属于预定峰值范围时，处理单元执行步骤S404，来更新所述定时阈值。
否则不执行步骤S404，亦即不更新该定时阈值。
在步骤S405，处理单元基于定时阈值来计算回波接收时间和回波脉宽。
在步骤S406，处理单元计算目标物的距离和反射率。
此外，在前述步骤S402之后，处理单元还可继续执行步骤S407至步骤S409。
在步骤S407，处理单元判断是否需要调节当前脉冲强度。例如可根据波形信息中所包括的波峰信息，比较所述回波的波峰信息与波峰维持区间。当所述波峰信息不在所述波峰维持区间时，更新所述当前脉冲强度的强度值；否则不需要调节当前脉冲强度的强度值。
在步骤S408，处理单元更新当前脉冲强度的强度值。
在步骤S409，处理单元将当前脉冲强度的强度值输出到发射单元。
接着，发射单元执行步骤S410，以基于接收到的当前脉冲强度的强度值来控制激光器进行发射。
接着，激光雷达的接收单元执行步骤S411，以接收回波。
随后与接收单元耦合的处理单元执行步骤S401，以从该接收单元处获得波形信息。
本发明还涉及一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序代码，当被处理器执行时，所述计算机程序代码可使得所述处理器执行如上所述的拖点识别处理方法。
本发明的上述实施例中，识别接受到的回波信号的强度，若回波幅度大于设定的期望值，则减小下一次发光的强度，反之增大发光强度。同时可根据每个回波信号的强度，确定定时阈值。经过对拖点的检测和改善后，得到拖点的波形特征值(波谷或者拐点的高度)的大小，将其与定时阈值相比较。若拖点特征值小于定时阈值，则判定该拖点波形已被正确的改善，显示出了前面的障碍物或者后面的障碍物的距离值；若拖点特征值大于定时阈值，则判定该拖点波形没有被改善，需要在输出该点距离值的时候，额外附加上拖点的标志位，用于后续识别和过滤。
根据本发明的方案，通过对拖点形成的回波进行识别，并在识别后，继续通过诸如调整定时阈值等方式，对该拖点进行处理，以获得更加准确的波形，进而得到更加准确的测量信息，如，测距信息，反射率等。并且，该过程中，可同时对脉冲强度进行调整，进而改善下次的探测所能获得波形，从而可以预防一部分拖点的产生，提高点云质量。并且，即使对于无法改善的拖点，也可以进行标记，以便于后续计算处理。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种对激光雷达的拖点进行识别处理的方法，包括：
a.获取与探测脉冲相对应的回波的波形信息，所述波形信息包括峰值信息和波形二阶导数信息中的一个或多个；
b.基于所述回波的波形信息，判定所述回波是否对应拖点，所述拖点对应的回波包括一个所述探测脉冲同时入射到两个前后距离相近的物体产生的两个反射回波叠加后的波形，所述拖点为点云数据中的点。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述步骤b包括：
-当所述波形信息中存在至少两个波峰和位于所述波峰之间的波谷时，确定所述回波对应拖点。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述步骤b包括：
-当所述波形信息的二阶导数存在多个极小值点时，确定所述回波对应拖点。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括以下步骤：
-当确定所述回波对应拖点时，对所述回波进行拖点标记。
5.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述方法在所述步骤b之前还包括:
c.判断所述回波的波峰信息是否属于预定峰值范围；
d.当所述波峰信息属于预定峰值范围时，更新当前定时阈值。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述预定峰值范围的区间为(115,255],所述步骤d包括：
-当所述波峰信息为255时，将所述当前定时阈值更新为150；
-当所述波峰信息属于子区间(115,254]时，基于下式更新确定新的当前定时阈值：
当前定时阈值＝波峰信息-预定间隔值。
7.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述方法进一步包括：
e.比较所述回波的波峰信息与波峰维持区间；
f.当所述波峰信息不在所述波峰维持区间时，更新当前脉冲强度的强度值；
g.输出更新后的所述当前脉冲强度。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述步骤f包括：
-当波峰信息大于所述波峰维持区间的最大值时，减小所述当前脉冲强度的强度值；
-当波峰信息小于所述波峰维持区间的最小值时，增加所述当前脉冲强度的强度值。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：
-当所述回波对应的目标物距离位于预定距离区间内时，执行步骤b。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：
-测量与所述回波对应的目标物的距离和/或反射率。
11.一种处理单元，所述处理单元用于激光雷达系统，其中，所述处理单元被配置为执行如权利要求1至10中任一项所述的方法。
12.如权利要求11所述的处理单元，其中，所述波形信息为模拟波形信号，所述处理单元包括：
模数转换模块，被配置为用于对所接收的、与所述回波对应的模拟波形信息进行转换，以获得与所述回波对应的数字波形信息；
子处理单元，被配置为基于所述数字波形信息执行如权利要求1-10中任一项所述的方法。
13.一种激光雷达系统，包括：
发射单元，所述发射单元被配置为可发射探测脉冲；
接收单元，被配置为可接收来自目标物上漫反射后的回波并输出波形信息；
以及，如权利要求11或12所述的处理单元，所述处理单元被配置为可接收来自所述接收单元的波形信息。
14.根据权利要求13所述的激光雷达系统，其中，所述处理单元进一步被配置为，比较所述回波的波峰信息与波峰维持区间，当所述波峰信息不在所述波峰维持区间时，更新当前脉冲强度的强度值，在更新所述当前脉冲强度的强度值后，向所述发射单元输出当前脉冲强度；
所述发射单元被进一步配置为，基于所获得的所述当前脉冲强度来发射探测脉冲。
15.根据权利要求13或14所述的激光雷达系统，其中，所述接收单元包括：
光电检测单元，被配置为用于接收所述回波并进行光电转换以获得与所述回波对应的波形信息。
16.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序代码，当被处理器执行时，所述计算机程序代码可使得所述处理器执行如权利要求1-10中任一项所述的方法。
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