CN112284429B - 一种激光雷达码盘均匀度校正的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光雷达领域，特别是涉及一种激光雷达码盘均匀度校正的方法和装置。主要包括：获取码盘电平信号的第一跳沿，在第一跳沿对应的时间点生成第一标记信号；根据码盘的波形获得校正时延；获取第一跳沿之后的第二跳沿，将第二跳沿对应的时间点根据校正时延进行延后，在延后处对应的时间点生成第二标记信号，其中，以第二跳沿为起始的电平宽度大于以第一跳沿为起始的电平宽度；根据码盘上的每个第一标记信号和第二标记信号，获得校正后的码盘电平信号。本发明可以在实际使用中降低对于码盘加工精度的要求和依赖，更有效的调整码盘整体均匀度，避开码盘的光栅读头可能产生光学效应的比例，提高码盘成品率，降低码盘加工成本。

Description

一种激光雷达码盘均匀度校正的方法和装置

技术领域

本发明涉及激光雷达领域，特别是涉及一种激光雷达码盘均匀度校正的方法和装置。

背景技术

使用激光雷达成像，需要向目标发射探测激光束，然后将接收到的从目标反射回来的回波与发射信号进行比较，作适当处理后获得目标的有关信息。对回波进行处理时，需要使用雷达码盘，雷达码盘为标刻有均匀光栅槽的光栅盘，雷达码盘在转台上转动时，光发射元件发出的光经光栅槽遮挡，形成明暗均匀交替的光照，再经过光栅读头进行光电转换，生成方波信号。雷达回波以光栅盘生成的方波作为基准，标定每个单点测量的测试点的位置，将测量时回波的散点复原为线和面。

对雷达回波进行还原时，需要码盘上的光栅条纹标定的波形具有较高的均匀度。码盘上光栅条纹标定的波形越均匀，测试图形的还原度越高；如果码盘上光栅条纹不够均匀，在还原的二维图形和三维图形，尤其是还原三维图形时，将出现比较严重的畸变。目前的码盘加工工艺虽然可以尽可能保证码盘上明暗交替的光栅条纹对的一致性，但是，无法保证明条纹和暗条纹的宽度比例是准确的1:1，这就会造成码盘生成的矩形波高电平时间和低电平时间不相同，造成测量位置偏差。

鉴于此，如何克服现有技术所存在的缺陷，对码盘上不均匀的明暗条纹生成的不均匀波形进行校正，获取准确均匀的回波复原参考波形，是本技术领域待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明解决了因码盘加工工艺造成的码盘生成的波形信号不均匀的问题。

本发明实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种激光雷达码盘均匀度校正的方法，具体为：获取码盘电平信号的第一跳沿，在第一跳沿对应的时间点生成第一标记信号；根据码盘的波形获得校正时延；获取第一跳沿之后的第二跳沿，将第二跳沿对应的时间点根据校正时延进行延后，在延后处对应的时间点生成第二标记信号，其中，以第二跳沿为起始的电平宽度大于以第一跳沿为起始的电平宽度；根据码盘上的每个第一标记信号和第二标记信号，获得校正后的码盘电平信号。

优选的，根据码盘的波形获得校正时延，包括：判断以第一跳沿为起始的电平宽度和以第二跳沿为起始的电平宽度之差是否大于预设误差；若电平宽度之差大于预设误差，所述校正时延使用实际时延值；若电平宽度之差小于预设误差，所述校正时延使用理论时延值。

优选的，实际时延值为以第一跳沿为起始的电平时间和以第二跳沿为起始的电平时间之差的一半。

优选的，使用电子计数器获取以第一跳沿为起始的电平时间和以第二跳沿为起始的电平时间。

优选的，根据码盘转台的转速和码盘上光栅刻痕的理论宽度计算所述理论时延值。

优选的，若码盘所在的转台转速改变，重新计算理论时延值。

优选的，保存码盘转动第一圈时每一个第二跳沿使用的校正时延，第一圈转动完成后，使用已保存的校正时延对相应的第二跳沿进行延后。

优选的，保存码盘转动每一圈时每一个第二跳沿的实际时延值，对于每一个第二跳沿，使用该第二跳沿所有圈的实际时延值的平均值，对该第二跳沿进行延后。

优选的，获取码盘电平信号的第一跳沿之前，还包括：等待码盘在转台上转动速度稳定后，根据码盘波形找到码盘零点。

另一方面，本发明提供了一种激光雷达码盘均匀度校正的装置，具体为：包括至少一个处理器和存储器，至少一个处理器和存储器之间通过数据总线连接，存储器存储能被至少一个处理器执行的指令，指令在被处理器执行后，用于完成第一方面中的激光雷达码盘均匀度校正的方法。

与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：通过校正延时对码盘生成的波形进行校正，在码盘加工精度不够的情况下也可以获取到较为精确均匀的参考波形。并且，在优选方案中进一步提供了提升了均匀度校正精确度的方法。使用该方法，可以在实际使用中降低对于码盘加工精度的要求和依赖，更有效的调整码盘整体均匀度，避开码盘的光栅读头可能产生光学效应的比例，提高码盘成品率，降低码盘加工成本。同时，本发明还提供了一种对应激光雷达码盘均匀度校正方法的装置。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种激光雷达码盘均匀度校正的方法流程图；

图2为本发明实施例使用的激光雷达码盘光栅条纹分布示意图；

图3为本发明实施例使用的激光雷达码盘信号所对应的电信号波形示意图；

图4为本发明实施例使用多个光栅读头时激光雷达码盘所对应的电信号波形示意图；

图5为本发明实施例进行插值计算的过程示意图；

图6为本发明实施例提供的一种激光雷达码盘均匀度校正的装置结构示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种激光雷达码盘均匀度校正的方法流程图；

图8为本发明实施例提供的另一种激光雷达码盘均匀度校正的方法流程图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明是一种特定功能系统的体系结构，因此在具体实施例中主要说明各结构模组的功能逻辑关系，并不对具体软件和硬件实施方式做限定。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本发明。

实施例1：

雷达码盘是一种光栅盘，结构为一个圆盘，其上均匀交替分布透光和不透光区域，即明条纹和暗条纹。码盘在转台上匀速转动时，一侧的固定光源发出的光信号交替通过透光的明条纹和不透光的暗条纹，形成明暗交替的光信号输出，明暗交替的光信号输出被光栅读头读取后，光信号被转换为高电平、暗信号被转换为低电平，或光信号被转换为低电平、暗信号被转化为高电平。为了获取到均匀的电平信号，需要保证码盘上明暗条纹的比例为1:1。但是，在实际设计码盘时，由于光栅读头的一些光学效应，对于明暗条纹的比例要求可能不是1:1。同时，由于加工精度的原因，也无法保证明暗条纹比例为精确的1:1。如果明暗条纹比例偏差在可接受范围内，可以直接使用码盘明暗条纹生成的电平信号作为码盘标记；但是，如果比例偏差过大，直接使用码盘生成的电平信号会造成测量结果畸变严重，此时只能使用上升沿或下降沿其中之一作为码盘标记信号，而无法使用上升沿和下降沿两个跳沿同时作为码盘标记信号，码盘的分辨率只有设计分辨率的一半。为了在比例偏差过大的情况下也可以使用码盘获得均匀准确的标记信号，本实施例提供了一种对激光雷达码盘的电平信号进行校正的方法。

如图1所示，本发明实施例提供的激光雷达码盘均匀度校正的方法具体步骤如下：

步骤101：获取码盘电平信号的第一跳沿，在第一跳沿对应的时间点生成第一标记信号。

本实施例中以图2所示的码盘为例进行说明，码盘上间隔分布透光的明条纹和不透光的暗条纹，由于光栅读头的光学效应，每个明条纹和相邻的暗条纹宽度的设计比例为45%:55%。图3所示为码盘转动后的光信号经光电转换后生成的电平信号，在本实施例中，明条纹对应高电平信号，暗条纹对应低电平信号；在其他实施场景中，由于光栅读头的设定不同，明暗条纹对应的电平也可能相反，明条纹对应低电平信号，暗条纹对应高电平信号。在码盘上明暗条纹等宽的情况下，高电平转为低电平和低电平转为高电平的跳沿时间间隔相同，在每个跳沿位置生成脉冲信号即可得到均匀的脉冲信号作为标记信号。但是，在本实施例的场景中，由于明条纹宽度窄于暗条纹宽度，直接在跳沿位置生成脉冲信号的情况时，若以明条纹为起始，相当于高电平到低电平的跳沿提前出现；若以暗条纹为起始，相当于低电平到高电平的电平信号推迟出现。上述两种情况都会造成标记信号不均匀，测量结果畸变。对标记信号进行校正时，可以将提前出现的跳沿延后，也可以将推迟出现的信号提前。在本实施例中，由于无法预知电平信号何时改变，因此使用将提前出现的跳沿延后的方式进行校正。使用该方式时，较窄的电平的起始跳沿不需要延后，因此将其作为基准，将该跳沿作为第一跳沿，直接在其对应的时间点生成标记信号，本实施例中对应第一跳沿的标记信号为第一标记信号。相应的，较宽的电平的起始跳沿为第二跳沿。在本实施例中，明条纹占45%，对应的高电平宽度较窄，暗条纹占55%，对应的低电平宽度较宽，因此矩形波的上升沿为第一跳沿，下降沿为第二跳沿。在实际使用中，根据实际的波形情况确定哪个跳沿为第一跳沿，哪个跳沿为第二跳沿。

步骤102：根据码盘的波形获得校正时延。

在码盘的实际加工中，各组明条纹和暗条纹组合的形状可以保证一致，因此也可以保证任两个第一跳沿之间的时间间隔均匀。只需要根据码盘的波形将提前出现的第二跳沿延后至相邻两个第一跳沿的中点，使得对应第二跳沿的第二标记信号将该组明条纹和暗条纹的组合所在的时长分隔为前后等长的两部分，就相当于到高电平和低电平比例为1:1的时间间隔，使第一标记信号和第二标记信号的间距都相等，从而完成均匀度校正。本实施例中，第二跳沿延后的时间称为校正时延。

在码盘的明条纹和暗条纹比例相差不大、或码盘加工精度较高、或校正精度要求较低的情况下，可以简单的根据码盘转台的转速和码盘上光栅刻痕的理论宽度计算理论时延值，以理论时延值作为校正时延。理论时延值相当于：理论上高电平和低电平时间为50%:50%时第二标记信号的位置，与码盘设计中高电平和低电平时间比例45%:55%时第二标记信号的位置之差。具体的，可以先根据公式1计算理论上每一组明暗条纹的高电平或低电平的电平时间，电平时间为每个条纹对应的电平波长占用的时钟节拍数量。

电平时间=电机旋转一圈的时长/条纹理论宽度/时钟节拍时间（公式1）

在本实施例中，若每一组明条纹和暗条纹的总宽度为码盘上1度扇形，码盘的转台转速为10毫秒一圈，则明条纹的电平时间为10/（360*1*45%）/时钟节拍时间，暗条纹的电平时间为10/（360*1*55%）/时钟节拍时间。

获高电平时间和低电平时间后，可以通过公式2计算理论时延值。

校正时延=（|高电平时间-低电平时间|）/2 （公式2）

由于理论上每一组明暗条纹的高电平或低电平的时长与电机旋转一圈的时长有关，因此使用理论时延值时需要保证转台的转速稳定。若码盘所在的转台转速改变，电机旋转一圈的时长出现变化，则需要重新计算理论时延值。

另一方面，在码盘的明条纹和暗条纹比例相差较大造成以第一跳沿为起始的电平宽度和以第二跳沿为起始的电平宽度之差大于预设误差，或码盘加工精度不够高，或校正精度要求较高的情况下，需要直接读取实际的高电平时间和低电平时间，再将实际获得的高电平时间和低电平时间代入公式2计算实际时延值，即计算以第一跳沿为起始的电平时间和以第二跳沿为起始的电平时间之差的一半，以实际时延值作为校正时延。在实际使用中，预设误差根据加工精度、校正精度等进行选择。使用电子计数器获取以第一跳沿为起始的电平时间和以第二跳沿为起始的电平时间。上升沿到来时开启高电平计数器，锁存低电平计数器，记录高电平的时钟节拍数，作为高电平时间；下降沿到来时开启低电平计数器，锁存高电平计数器，记录低电平的时钟节拍数，作为低电平时间。

步骤103：获取第一跳沿之后的第二跳沿，将第二跳沿对应的时间点根据校正时延进行延后，在延后处对应的时间点生成第二标记信号，其中，以第二跳沿为起始的电平宽度大于以第一跳沿为起始的电平宽度。

在码盘一般的使用中，会直接在第二跳沿位置生成第二标记信号，由于高电平和低电平的电平时间不同，就导致了标记信号之间的间距不均匀。本实施例中，以宽度较窄的电平的起始跳沿作为第一跳沿，宽度较宽的电平的起始跳沿作为第二跳沿，通过将第二跳沿对应的第二标记信号延后，使第二标记信号的位置位于相邻的两个第一跳沿的中点，使得所有标记信号的时间间隔相等，以得到均匀的参考信号输出。第二跳沿延后的时间为步骤102中获取到的校正时延，即高电平和低电平的电平时间之差的一半，也就是以第一跳沿为起始的较窄的电平时间和以第二跳沿为起始的较宽的电平时间之差的一半，将第二跳沿的标记信号延后，使两个电平宽度一致。具体的推导过程如下述公式3和公式4：

较宽的电平时间-较窄的电平时间 =两电平时间之差（公式3）

较窄的电平时间+两电平时间之差的一半=较宽的电平时间-两电平时间之差的一半（公式4）

根据公式2，校正时延为两电平时间之差的一半，可以进一步获得以下公式5：

较窄的电平时间+校正时延 =较宽的电平时间-校正时延（公式5）

根据上述公式可以看出，如图3所示，通过将第二跳沿对应的第二标记信号根据校正时延进行延后，可以将以对应第一跳沿的第一标记信号和延后了的第二标记信号之间的时间间隔调整为一致，通过第一标记信号和第二标记信号输出均匀等宽的波形，达到码盘均匀度校正的目的。

步骤104：根据码盘上的每个第一标记信号和第二标记信号，获得校正后的码盘电平信号。

在本实施例中，码盘加工精度可以保证每相邻两个第一标记信号的时间间隔相等，通过步骤102和步骤103对第二标记信号的校正，每个第二标记信号又将其相邻的两个第一标记信号之间的时间间隔等分，任两个相邻的标记信号的时间间隔都为一组明条纹和暗条纹总电平时间的一半。因此，可以通过码盘上所有第一标记信号和第二标记信号的位置获得均匀的电平信号，并将电平信号输出至雷达的测量模块进行使用。

通过步骤101-步骤104，能够解决因为码盘设计因素或加工精度导致的输出电平信号不均匀的问题，使码盘能够输出时间间隔均匀的电平信号，为雷达测量提供准确的参考信号。

在本实施例的另一些某些场景中，为了提高校正效率或提高校正精度，还可以将校正延时进行记录，并使用记录的校正延时，根据实际需要使用以下方式对步骤101-步骤105中的校正方式进行优化。

（1）为了减少校正时延的计算量，提高校正效率，可以将计算出的校正时延进行保存。由于码盘形状固定，因此每一圈相同位置的校正时延都相同，可以保存码盘转动第一圈时每一个第二跳沿使用的校正时延，在第一圈转动完成后，使用已保存的校正时延对相应的第二跳沿进行延后。使用该方法可以仅计算码盘转动第一圈的校正时延，无需计算后续每一圈的校正时延，节省了校正时延的计算时间，提高了码盘校正的效率。进一步的，在码盘的明暗条纹比例偏差较小或加工精度较高的情况下，码盘中每组明暗条纹的校正时延比较一致，可以记录码盘中第一个第二跳沿使用的校正时延，作为后续每一个第二跳沿的校正时延，进一步减少校正时延的计算量，提高校正效率。

（2）为了提高校正精度，也可以使用第一圈中所有校正时延的平均值作为后续每一圈的校正时延使用。在码盘转动第一圈时，根据每个第二跳沿的实际时延值作为校正时延。在第一圈转动完成时，计算所有第二跳沿使用的实际时延值的平均值，以平均值作为后续所有第二跳沿的校正时延，通过求平均值，可以减少电子计数器读取电平时间的误差，提高计算精度。同时，仅计算第一圈的校正时延，也减少了后续校正时延的计算时间，保证了校正效率。

（3）为了进一步提高校正精度，保证延时后的电平信号均匀，可以通过将每一圈的校正时延进行平均来降低计算实际时延值时产生的误差。具体的，可以保存码盘转动每一圈时每一个第二跳沿的实际时延值，对于每一个第二跳沿，使用该第二跳沿所有圈的实际时延值的平均值对该第二跳沿进行延后。在码盘转动第一圈时，每个第二跳沿使用实际时延值作为校正时延；第二圈时，先计算第二圈该位置的实际时延值，再使用第一圈和第二圈该位置的实际时延值的平均值作为校正时延；以此类推，第n圈时，使用前n圈该位置的实际时延值的平均值作为校正时延。对所有第二跳沿的实际时延值都进行计算，并使用平均值作为校正时延，可以最大程度的避免电平时间读取误差和计算误差，提高校正精度。

上述校正方式中，方式（1）效率最高，方式（2）兼顾了精度和效率，方式（3）精度最高，可以根据实际使用的码盘加工精度、校正精度需求、计算资源量等选择合适的方式进行校正。

在上述均匀度校正的方式中，需要针对码盘的每一圈进行不同的计算，因此需要根据码盘的波形确定码盘的零点，以码盘零点作为每一圈的起始位置。码盘的零点一般在加工时会使用特殊的形状作为标志，如图2中的码盘形状，零点所在位置相当于连续多个暗条纹的宽度，经过光栅读头转换后，在波形中表现为一个相对于其他低电平时间更长的低电平。基于这一特征，可以根据码盘波形找到码盘零点。进一步的，由于码盘的波形信号与码盘在转台上的转速相关，转速越慢，光信号经过同样宽度的条纹时间就越长，波形中同样的宽度呈现的电平时间越长。因此，需要等待码盘在转台上转动速度稳定后，再寻找码盘零点，避免转速不稳造成的误判。

进一步的，为了避免码盘转动不稳带来的不均匀性，可以使用多个光栅读头对码盘的光信号进行读取，各光栅读头同时分别生成一组码盘电平信号，每个光栅读头同一时刻生成的电平信号对应着码盘不同区域的光栅条纹。如图4所示，在一段时间内，码盘转动180度，由位置1转动至位置2，旋转方向如箭头所示，在码盘起始位置的零点设置光栅读头A，在光栅读头A对称的位置设置光栅读头B，在该时间段内，光栅读头A和光栅读头B分别读取了一部分光栅条纹的信号。计算光栅头A和光栅读头B所读取的每个第一电平时间的平均值以及每个第二电平时间的平均值，以每个第一电平时间的平均值和第二电平时间的平均值作为公式2的参数计算校正时延，即可消除由于电机转速不稳地带来的不均匀性，获得更均匀的电平信号。在实际使用中，光栅读头的数量可以根据需要的校正精度、计算效率和设备成本确定。为了使每个光栅读头获取到的位置区域更均匀，在优选方案中，光栅读头均匀排布在码盘的不同区域。如：使用两个光栅读头时，光栅设置在码盘直径所在的直线上，并分别设置在码盘圆心两侧与圆心等距的位置；使用三个光栅读头时，光栅读头分别位于以码盘圆心为几何中心的等边三角形的三个顶点上。

本实施例提供的激光雷达码盘均匀度校正的方法，通过将第二跳沿对应的标记信号进行延后，可以简便有效的对激光雷达码盘输出的电平信号的均匀度进行校正，而不需要通过严格保证码盘加工的机械精度来保证电平信号的均匀度。使用该方法，对于码盘的加工精度要求将大幅下降，经过实际使用测量，对于明暗条纹的宽度比例要求可以由之前的明条纹宽度占明暗条纹总宽度的45%-55%，放宽到明条纹宽度占明暗条纹总宽度的35%-65%，在光栅读头不产生其他光学效应的情况下甚至可以再放宽5%-10%。由于对明暗条纹宽度比例的放宽，可以更有效的调整整体均匀度，以及避开码盘的光栅读头产生光学效应的比例，进一步提高码盘成品率，降低码盘成本。

实施例2：

在实际使用中，雷达的最高分辨率所对应的光栅条纹角度可达到0.0315度，即1/32度。但是，码盘的光栅条纹由于加工工艺和光学特性等原因，一般每一组明暗条纹为1度，在较大的码盘中最小只能达到0.5度，提供的脉冲时钟节拍远大于雷达分辨率所需要的时钟节拍。因此，在雷达分辨率较高的使用，还需要在实施例1提供的激光雷达码盘均匀度校正的方法的基础上缩短两个标记信号之间的时间间隔，提供时间间隔更短的时钟节拍。

现有的使用场景中，一般会直接将两个脉冲信号之间的时间长度根据需要等分，并在每个等分点输出脉冲信号。但是，在实际使用中，根据原始电平信号获得的两个脉冲信号之间的电平时间，或使用实施例1的方法所获得的两个初始标记信号之间的电平时间，可能不是需要的等分份数的整数倍。例如，在某个实施场景中，两个初始标记信号之间的时间间隔为宽度1度的条纹对应的时间，但雷达分辨率的期望精度为宽度为1/16度的条纹对应的时间。为了获取1/16的时间间隔，需要进行4次插值，在两个初始标记信号之间插入15个插值点，通过插值点将1度对应的时间间隔均分为16份。但是，在该场景中，经实施例1获取到的两个初始标记信号之间有121个电平时间，直接均分后的时间间隔为121/16=7.5625个电平时间。在数字电路中，每个信号都需要对应整数时钟信号，无法使用小数，因此时间间隔只能取整，即取值为7。若直接使用7作为插值的时间间隔，前15个间隔为7个时钟，最后一个间隔为121-（7*15）=16个时钟，所有误差都积累在最后一个间隔上，导致最终输出的脉冲信号时间间隔不均匀。

在本实施例中，为了避免直接等分造成的不均匀，在图3中均匀的标记信号的基础上，采用多次中点插值的方式对两个标记信号之间的时间间隔进行分割。具体的，在两个相邻的标记信号之间的电平时间中点增加脉冲信号，以获得2倍分辨率，在2倍分辨率基础上再次在相邻脉冲信号的中点增加脉冲信号获得4倍分辨率。依次类推，可以通过更多次中点插值将两个初始标记信号的间隔分为1/8、1/16、1/32等，以获取更高的分辨率。

如图5所示，在两个初始标记信号之间有121个电平时间的场景中，第一次在插值后，插入1个插值点，将电平时间均分为2等分，即121/2=60.5,在60的位置，取整后前一半为60个时钟，后一半为61个时钟。第二次插值时，对均分后的2个时间间隔再次均分，即60/2=30,61/2+60=90.5，在30、60、90的位置插入脉冲信号，间隔时钟分别是30、30、30、31。第三次插值时，对4个间隔再次均分，即30/2=15，30/2+30=45，30/2+60=75，31/2+90=105.5，在15、30、45、60、75、90、105的位置分别插入脉冲信号，间隔时钟分别是15、15、15、15、15、15、15、16。第四次插值时，对8个时间间隔再次均分，即15/2=7.5、15/2+15=22.5、15/2+30=37.5、15/2+45=52.5、15/2+60=67.5、15/2+75=82.5、15/2+90=97.5、16/2+105=113，在7、15、22、30、37、45、52、60、67、75、82、90、97、105、113的位置插入脉冲信号，间隔时钟分别是7、8、7、8、7、8、7、8、7、8、7、8、7、8、8、8，脉冲提供的每个时钟节拍对应的电平时间之差仅为1个电平时间，能够满足雷达所需的精度。

进一步的，由于码盘转动时无法预知下一个跳沿到达的时间，在下一个跳沿到达之前无法获得均匀度校正后的初始标记信号时间间隔，因此无法直接使用当前初始标记信号的时间间隔进行插值计算。所以，需要将码盘每一圈的初次标记信号的时间间隔进行记录，以供下一圈插值计算时使用。

本实施例在实施例1的方法对码盘的标记信号进行均匀度校正基础上，使用多次中点插值对初始标记信号进行近似均分，可以在保证脉冲时间间隔均匀的基础上获取更加准确的时钟信号，以确保提高分辨率后的波形准确性。

实施例3：

在上述实施例1和实施例2提供的激光雷达码盘均匀度校正的方法的基础上，本发明还提供了一种可用于实现上述方法的激光雷达码盘均匀度校正的装置，如图6所示，是本发明实施例的装置架构示意图。本实施例的激光雷达码盘均匀度校正的装置包括一个或多个处理器21以及存储器22。其中，图6中以一个处理器21为例。

处理器21和存储器22可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。

存储器22作为一种激光雷达码盘均匀度校正方法非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如实施例1中的激光雷达码盘均匀度校正方法。处理器21通过运行存储在存储器22中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行激光雷达码盘均匀度校正的装置的各种功能应用以及数据处理，即实现实施例1的激光雷达码盘均匀度校正的方法。在本实施例中，存储器22还用于保存实施例1提供的方法（1）至方法（3）中需要保存的校正时延，或实施例2中需要保持的初次标记信号时间间隔，以及需要保存的其它临时计算结果或参考数据。

存储器22可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器22可选包括相对于处理器21远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器21。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

程序指令/模块存储在存储器22中，当被一个或者多个处理器21执行时，执行上述实施例1中的激光雷达码盘均匀度校正的方法，例如，执行以上描述的图1、图7和图8所示的各个步骤。

本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器（Read Only Memory，简写为：ROM）、随机存取存储器（Random AccessMemory，简写为：RAM）、磁盘或光盘等。进一步的，由于本实施例中的校正时延等数值会随着码盘明暗线条比例或转台转速改变，不需要长期保存，因此使用读写速度更快的RAM对校正时延和其它临时计算结果进行保存。

在本实施例的优选方案中，处理器21使用现场可编程逻辑门阵列（FieldProgrammable Gate Array,简写为：FPGA）。FPGA相对于其他类型的处理器计算速度快、编程和调试较为简单、便于硬件系统集成，并且可以进行并行处理，能够进一步提高均匀度校正的效率。使用FPGA作为处理器21后，实施例1中提供的激光雷达码盘均匀度校正方法可以通过如图7所示的并行流程进行执行，实施例2中提供的激光雷达码盘均匀度校正方法可以通过如图8所示的并行流程进行执行。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光雷达码盘均匀度校正的方法，其特征在于：

获取码盘电平信号的第一跳沿，在第一跳沿对应的时间点生成第一标记信号；

根据码盘的波形获得校正时延；

获取第一跳沿之后的第二跳沿，将第二跳沿对应的时间点根据校正时延进行延后，在延后处对应的时间点生成第二标记信号，其中，以第二跳沿为起始的电平宽度大于以第一跳沿为起始的电平宽度；

根据码盘上的每个第一标记信号和第二标记信号，获得校正后的码盘电平信号。

2.根据权利要求1所述的激光雷达码盘均匀度校正的方法，其特征在于，所述根据码盘的波形获得校正时延，包括：

判断以第一跳沿为起始的电平宽度和以第二跳沿为起始的电平宽度之差是否大于预设误差；

若电平宽度之差大于预设误差，所述校正时延使用实际时延值；

若电平宽度之差小于预设误差，所述校正时延使用理论时延值。

3.根据权利要求2所述的激光雷达码盘均匀度校正的方法，其特征在于：

所述实际时延值为以第一跳沿为起始的电平时间和以第二跳沿为起始的电平时间之差的一半。

4.根据权利要求3所述的激光雷达码盘均匀度校正的方法，其特征在于：

使用电子计数器获取以第一跳沿为起始的电平时间和以第二跳沿为起始的电平时间。

5.根据权利要求2所述的激光雷达码盘均匀度校正的方法，其特征在于：

根据码盘转台的转速和码盘上光栅刻痕的理论宽度计算所述理论时延值。

6.根据权利要求5所述的激光雷达码盘均匀度校正的方法，其特征在于：

若码盘所在的转台转速改变，重新计算理论时延值。

7.根据权利要求1所述的激光雷达码盘均匀度校正的方法，其特征在于：

保存码盘转动第一圈时每一个第二跳沿使用的校正时延，第一圈转动完成后，使用已保存的校正时延对相应的第二跳沿进行延后。

8.根据权利要求1所述的激光雷达码盘均匀度校正的方法，其特征在于：

保存码盘转动每一圈时每一个第二跳沿的实际时延值，对于每一个第二跳沿，使用该第二跳沿所有圈的实际时延值的平均值，对该第二跳沿进行延后。

9.根据权利要求1所述的激光雷达码盘均匀度校正的方法，其特征在于，所述获取码盘电平信号的第一跳沿之前，还包括：

等待码盘在转台上转动速度稳定后，根据码盘波形找到码盘零点。

10.一种激光雷达码盘均匀度校正的装置，其特征在于：

包括至少一个处理器和存储器，所述至少一个处理器和存储器之间通过数据总线连接，所述存储器存储能被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令在被所述处理器执行后，用于完成权利要求1-9中任一项所述的激光雷达码盘均匀度校正的方法。

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