CN112585494B - 激光雷达信号处理方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

激光雷达信号处理方法、装置、计算机设备和存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN112585494B
CN112585494B CN201980050265.3A CN201980050265A CN112585494B CN 112585494 B CN112585494 B CN 112585494B CN 201980050265 A CN201980050265 A CN 201980050265A CN 112585494 B CN112585494 B CN 112585494B
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
echo signal
preset
threshold
gain data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201980050265.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112585494A (zh
Inventor
刘夏
刘冬山
何安科
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suteng Innovation Technology Co Ltd
Original Assignee
Suteng Innovation Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suteng Innovation Technology Co Ltd filed Critical Suteng Innovation Technology Co Ltd
Publication of CN112585494A publication Critical patent/CN112585494A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112585494B publication Critical patent/CN112585494B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/491—Details of non-pulse systems
    • G01S7/4912—Receivers
    • G01S7/4918—Controlling received signal intensity, gain or exposure of sensor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/491—Details of non-pulse systems
    • G01S7/4912—Receivers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

一种激光雷达信号处理方法，包括：接收激光雷达发送的第一回波信号；将第一回波信号与预设阈值进行比较；当第一回波信号大于预设阈值时，在第一回波信号中统计大于预设阈值的信号点的数量；根据统计得到的信号点的数量计算目标增益数据；将目标增益数据发送至激光雷达，使激光雷达根据目标增益数据对第二回波信号进行调节，第二回波信号为激光雷达接收的第一回波信号的下一次回波信号。

Description

激光雷达信号处理方法、装置、计算机设备和存储介质
技术领域
本申请涉及一种激光雷达信号处理方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
激光雷达是通过接收待测物体反射的回波信号，根据回波信号的延迟时间来计算待测物体的距离。当激光雷达照射到高反射率物体与低反射率物体时，回波信号的能量相差较大，而现有的接收机无法实现这么大的动态范围，因此可能出现饱和削顶信号或回波信号太弱，从而导致激光雷达的测量精度较低。
发明内容
根据本申请公开的各种实施例，提供一种能够提高激光雷达的测量精度的激光雷达信号处理方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种激光雷达信号处理方法包括：
接收激光雷达发送的第一回波信号；
将所述第一回波信号与预设阈值进行比较；
当所述第一回波信号大于所述预设阈值时，在所述第一回波信号中统计大于所述预设阈值的信号点的数量；
根据统计得到的信号点的数量计算目标增益数据；及
将所述目标增益数据发送至所述激光雷达，使所述激光雷达根据所述目标增益数据对第二回波信号进行调节，所述第二回波信号为所述激光雷达接收的所述第一回波信号的下一次回波信号。
一种激光雷达信号处理装置包括：
通信模块，用于激光雷达发送的第一回波信号；
第一比较模块，用于将所述第一回波信号与预设阈值进行比较；
统计模块，用于当所述第一回波信号大于所述预设阈值时，在所述第一回波信号中统计大于所述预设阈值的信号点的数量；
第一计算模块，用于根据统计得到的信号点的数量计算目标增益数据；及
所述通信模块还用于将所述目标增益数据发送至所述激光雷达，使所述激光雷达根据所述目标增益数据对接收到的第二回波信号进行调节，所述第二回波信号为所述激光雷达接收的第一回波信号的下一次回波信号。
一种计算机设备，包括存储器及一个或多个处理器，所述存储器中储存有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行以下步骤：
接收激光雷达发送的第一回波信号；
将所述第一回波信号与预设阈值进行比较；
当所述第一回波信号大于所述预设阈值时，在所述第一回波信号中统计大于所述预设阈值的信号点的数量；
根据统计得到的信号点的数量计算目标增益数据；及
将所述目标增益数据发送至所述激光雷达，使所述激光雷达根据所述目标增益数据对第二回波信号进行调节，所述第二回波信号为所述激光雷达接收的所述第一回波信号的下一次回波信号。
一个或多个存储有计算机可读指令的非易失性计算机可读存储介质，计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行以下步骤：
接收激光雷达发送的第一回波信号；
将所述第一回波信号与预设阈值进行比较；
当所述第一回波信号大于所述预设阈值时，在所述第一回波信号中统计大于所述预设阈值的信号点的数量；
根据统计得到的信号点的数量计算目标增益数据；及
将所述目标增益数据发送至所述激光雷达，使所述激光雷达根据所述目标增益数据对第二回波信号进行调节，所述第二回波信号为所述激光雷达接收的所述第一回波信号的下一次回波信号。
本申请的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本申请的其它特征和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得明显。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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它的附图。
图1为根据一个或多个实施例中激光雷达信号处理方法的应用场景图。
图2为根据一个或多个实施例中激光雷达信号处理方法的流程示意图。
图3为根据一个或多个实施例中根据统计得到的信号点的数量计算目标增益数据步骤的流程示意图。
图4为根据一个或多个实施例中通过计算信号门限，进而计算待测物体的距离的流程示意图。
图5为根据一个或多个实施例中激光雷达信号处理装置的框图。
图6为根据一个或多个实施例中计算机设备的框图。
具体实施方式
为了使本申请的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的激光雷达信号处理方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。车辆中安装了计算机设备，计算机设备可以与激光雷达进行通信，接收其所传输的数据。激光雷达102向待测物体反射探测信号，并接收待测物体反射的第一回波信号。计算机设备104接收激光雷达102发送的第一回波信号。计算机设备104将第一回波信号与预设阈值进行比较。当第一回波信号大于预设阈值时，计算机设备104在第一回波信号中统计大于预设阈值的信号点的数量。计算机设备104根据统计得到的信号点的数量计算目标增益数据。计算机设备104将目标增益数据发送至激光雷达102。激光雷达102在接收到待测物体反射的第二回波信号后，第二回波信号为第一回波信号的下一次回波信号，根据目标增益数据对第二回波信号进行调节，以实现自动增益控制。
在其中一个实施例中，如图2所示，提供了一种激光雷达信号处理方法，以该方法应用于计算机设备为例进行说明，包括以下步骤：
步骤202，接收激光雷达发送的第一回波信号。
步骤204，将第一回波信号与预设阈值进行比较。
步骤206，当第一回波信号大于预设阈值时，在第一回波信号中统计大于预设阈值的信号点的数量。
车辆在行驶过程中，可以通过激光雷达向待测物体发射探测信号，探测信号在遇到待测物体后，待测物体会反射一部分信号。激光雷达在接收到待测物体反射的模拟信号后，对模拟信号进行模数转换，得到数据信号。激光雷达将数字信号作为第一回波信号发送计算机设备。计算机设备接收激光雷达发送的待测物体反射的第一回波信号。第一回波信号的形式可以是信号波形。第一回波信号可以包括多个信号点，每个信号点对应一个信号幅值。
计算机设备中设置有预设阈值，预设阈值可以是激光雷达能够接收到的第一回波信号的最大值，用于判断第一回波信号是否饱和。当第一回波信号出现饱和，则需要进行增益调节。例如，预设阈值可以是230。计算机设备通过将每个信号点对应的信号幅值与预设阈值进行比较，判断第一回波信号中是否存在大于预设阈值的信号点。当存在大于预设阈值的信号点时，则说明第一回波信号处在饱和区域，计算机设备的原始增益数据太大，需要减小原始增益数据。原始增益数据可以是计算机设备中预先设置的信号放大倍数。计算机设备统计大于预设阈值的信号点的数量，进而计算机设备根据统计得到的大于预设阈值的信号点的数量计算目标增益数据。目标增益数据可以是第一回波信号的目标放大倍数。
步骤208，根据统计得到的信号点的数量计算目标增益数据。
计算机设备中预先设置有多个增益调节关系。增益调节关系可以是增益数据的计算公式。增益数据可以是第一回波信号的放大倍数。多个增益调节关系对应的大于预设阈值的信号点的数量可以是不同的。计算机设备可以根据统计得到的信号点的数量在多个增益调节关系选择对应的增益调节关系。计算机还可以根据统计得到的信号点的数量获取单位增益数据和原始增益数据。单位增益数据可以是增益步长数据。原始增益数据可以是计算机设备中预先设置的信号放大倍数。计算机设备进而根据单位增益数据、原始增益数据和增益调节关系计算目标增益数据。目标增益数据可以是回波信号的目标放大倍数。目标增益数据可以是小于原始增益数据的。
进一步地，计算机设备在得到目标增益数据之后，可以对目标增益数据进行防溢处理。防溢处理可以是控制目标增益数据的范围。目标增益数据的范围可以根据计算机设备的分辨率来确定。例如，计算机设备的分辨率为8位，则目标增益数据的数据区间为0-255。计算机设备通过对目标增益数据进行防溢处理，可以在目标增益数据大于数据区间的最大值时，控制目标增益数据为255。当目标增益数据小于数据区间的最小值时，控制目标增益数据为0。
步骤210，将目标增益数据发送至激光雷达，使激光雷达根据目标增益数据对第二回波信号进行调节，第二回波信号为激光雷达接收的第一回波信号的下一次回波信号。
计算机设备在计算得到目标增益数据后，可以将目标增益数据发送至激光雷达。激光雷达接收第一回波信号的下一次回波信号，将下一次回波信号作为第二回波信号。第二回波信号可以包括多个信号点，每个信号点对应一个信号幅值。激光雷达根据目标增益数据对第二回波信号进行调节，防止下一次回波信号出现饱和。第二回波信号的形式可以是信号波形。激光雷达可以通过调节第二信号的信号波形实现对第二回波信号的调节。
计算机设备在将目标增益数据发送至激光雷达之前，还可以对目标增益数据进行数模转换，得到目标增益数据对应的模拟信号。计算机设备将转换得到的模拟信号发送至激光雷达，以使激光雷达对接收到的回波信号进行增益控制。
进一步地，计算机设备还可以对自身进行温度补偿。具体地，计算机设备获取启动时的初始温度数据，确定初始温度数据对应的初始电压数据。计算机设备获取实时温度数据，根据实时温度数据确定对应的实时电压数据。计算机设备根据实时温度数据与初始温度数据计算实时温度差值，进而计算机设备根据温度差值和预设拟合数据计算拟合电压差值。计算机设备根据电压差值和实时电压数据计算调节电压数据，以输出温度补偿曲线。当计算机设备根据目标增益数据对第二回波信号进行调节之后，会导致调节电压数据发生变化，进而导致温度补偿曲线沿坐标轴的纵轴方向进行上下平移。
更进一步地，在获取初始温度数据之前，计算机设备还可以计算预设拟合数据。具体地，计算机设备获取多个温度值对应的采样信号和采样电压，对采样信号进行线性处理，得到对应的第一拟合曲线。计算机设备根据采样信号和采样电压计算多个温度值之间的采样温度差值和每个温度差对应的采样电压差值，进而对采样电压差值进行线性处理，得到第二拟合曲线。计算机设备根据第一拟合曲线、第二拟合曲线和预设补偿参数得到对应的拟合数据。
在本实施例中，计算机设备通过将第一回波信号与预设阈值进行比较，从而判断是否存在大于预设阈值的信号点。当存在大于预设阈值的信号点时，则在第一回波信号中统计大于预设阈值的信号点的数量。以便后续根据大于预设阈值的信号点的数量计算目标增益数据。计算机设备通过目标增益数据对第一回波信号的下一次回波信号进行调节，能够及时调整计算机设备的增益范围，从而可以根据特定范围外的回波信号真实反映原始回波信号的形状，进而有效提高测量精度。
在其中一个实施例中，如图3所示，根据统计得到的信号点的数量计算目标增益数据的步骤具体包括以下内容：
步骤302，根据统计得到的信号点的数量获取单位增益数据、原始增益数据和对应的增益调节关系。
步骤304，根据单位增益数据、原始增益数据和增益调节关系计算目标增益数据。
计算机设备可以根据统计得到的信号点的数量在预先设置的多个增益调节关系中选择对应的增益调节关系。增益调节关系可以是增益数据的计算公式。增益调节关系可以用如下公式来表示：
S＝S-F*M。
其中，S表示原始增益数据，F表示大于预设阈值的信号点数量对应的增益系数，M表示单位增益数据。
多个增益调节关系对应的大于预设阈值的信号点数量可以是不同的。计算机设备可以根据大于预设阈值的信号点数量来进行相应的增益调节，以提高下一次回波信号的还原效率。计算机设备可以根据增益调节关系获取单位增益数据，进而根据单位增益数据、原始增益数据和增益调节关系计算第一回波信号对应的目标增益数据。
例如，当计算机设备统计得到的信号点的数量为1时，增益系数为1。此时，第一回波信号处于信号饱和的临界点，则确定对应的增益调节关系为S＝S-1*M。当计算机设备统计得到的信号点的数量为2时，增益系数为2。第一回波信号已经饱和，出现了一定的削顶情况，则确定对应的增益调节关系为S＝S-2*M。当计算机设备统计得到的信号点的数量大于或者等于3时，增益系数为3。此时，第一回波信号削顶严重，则确定对应的增益调节关系为S＝S-3*M，以提高下一次回波信号的还原效率。
在本实施例中，计算机设备根据统计得到的信号点的数量获取对应的增益调节关系，进而计算第一回波信号对应的目标增益数据。能够根据第一回波信号的饱和程度，及时减小原始增益数据，从而能够有效提高下一次回波信号的还原效率。
在其中一个实施例中，该方法还包括：将第一回波信号的最大值与第一预设区间进行比较；当第一回波信号的最大值在第一预设区间内时，根据第一回波信号的最大值计算目标增益数据。
计算机设备通过将第一回波信号的最大值与第一预设区间的区间端点值进行比较，判断第一回波信号的最大值是否位于第一预设区间。第一预设区间可以是回波信号很弱时的信号区间。第一预设区间可以用[P0，P1)来表示。例如，第一预设区间可以是[0，40)，当第一回波信号的最大值大于或者等于0且小于40时，则表示第一回波信号的最大值位于第一预设区间，则计算机设备获取单位增益数据和原始增益数据，并在多个增益调节关系中获取第一预设区间对应的增益调节关系。第一预设区间对应的增益调节关系可以用如下公式来表示：
S＝S+2*M。
其中，S表示原始增益数据，M表示单位增益数据。
计算机设备根据单位增益数据、原始增益数据和第一预设区间对应的增益调节关系计算第一回波信号对应的目标增益数据。
在本实施例中，计算机设备通过将第一回波信号的最大值与第一预设区间进行比较，能够在第一回波信息的最大值位于第一预设区间时，及时对激光雷达进行增益调节，从而有效恢复下一次回波信号，防止丢失探测到的目标。
在其中一个实施例中，该方法还包括：将第一回波信号的最大值与第二预设区间进行比较；当第一回波信号的最大值在第二预设区间内时，根据第一回波信号的最大值计算目标增益数据。
计算机设备通过将第一回波信号的最大值与第二预设区间的区间端点值进行比较，判断第一回波信号的最大值是否位于第二预设区间。第二预设区间可以是回波信号较微弱时的信号区间。第二预设区间可以用[P1，P2)来表示。例如，第一预设区间可以是[40，80)，当第一回波信号的最大值大于或者等于40且小于80时，则表示第一回波信号的最大值位于第二预设区间，则计算机设备获取单位增益数据和原始增益数据，并在多个增益调节关系中获取第二预设区间对应的增益调节关系。第二预设区间对应的增益调节关系可以用如下公式来表示：
S＝S+1*M。
其中，S表示原始增益数据，M表示单位增益数据。
计算机设备进而根据单位增益数据、原始增益数据和第二预设区间对应的增益调节关系计算第一回波信号对应的目标增益数据。
在本实施例中，计算机设备通过将第一回波信号的最大值与第二预设区间进行比较，能够在第一回波信息的最大值位于第二预设区间时，根据第一回波信号的削弱程度，及时对激光雷达进行增益调节，防止激光雷达漏掉回波信号。从而降低激光雷达的漏检率。
在其中一个实施例中，如图4所示，还包括通过计算信号门限，进而计算待测物体的距离的步骤，具体包括以下内容：
步骤402，根据第一回波信号计算对应的信号门限。
步骤404，将第一回波信号与信号门限进行比较，确定大于信号门限的第一回波信号。
步骤406，根据大于信号门限的第一回波信号的延迟时间计算待测物体的距离。
计算机设备在接收到第一回波信号后，根据第一回波信号进行信号门限计算。信号门限可以是开始出现门限效应的第一回波信号的信噪比，信噪比可以是回波信号中有效成分与噪声成分的比例关系的参数。信号门限可以在环境光噪声的影响下，检测第一回波信号中的有效成分。
在其中一个实施例中，根据第一回波信号计算对应的信号门限，包括：根据预设区域在第一回波信号中进行信号截取；对截取的信号进行检波处理，得到噪声功率；根据截取的信号、预设虚警概率值和预设关系计算得到阈值因子；根据噪声功率和阈值因子计算第一回波信号对应的信号门限。
计算机设备可以根据预设区域在第一回波信号中截取预设区域对应的信号。预设区域可以包括预设次数和预设点数。计算机设备对截取的信号进行检波处理，从而得到噪声功率。检波处理的方式可以是平方律检波。检波方式可以是对截取的信号进行平方处理，再对平方处理后的信号进行平均处理，从而得到噪声功率。
计算机设备在得到噪声功率之后，可以根据截取的信号、预设虚警概率值和预设关系计算阈值因子。预设关系可以是截取的信号与预设虚警概率值之间的计算关系。计算机设备在计算得到噪声功率和阈值因子之后，可以根据噪声功率和阈值因子计算第一回波信号对应的信号门限。信号门限的计算公式可以如下所示：
T＝aPn
其中，T表示信号门限，a表示阈值因子，Pn表示噪声功率。
计算机设备计算出信号门限后，可以将第一回波信号与信号门限的单位进行统一，进而将第一回波信号与信号门限进行比较，得到大于信号门限的第一回波信号。计算机设备将第一回波信号与信号门限进行单位统一的方式可以有多种，计算机设备可以将信号门限进行平方根运算，将第一回波信号与信号门限的平方根进行比较，得到大于平方根的第一回波信号。计算机设备还可以将第一回波信号进行平方运算，将平方后的第一回波信号与信号门限进行比较，得到大于信号门限的第一回波信号。
计算机设备进而可以根据大于信号门限的第一回波信号的延迟时间计算待测物体的距离。具体的，计算机设备还可以根据大于信号门限的第一回波信号和探测信号之间的时间差计算待测物体的距离。具体地，计算机设备可以将大于信号门限的第一回波信号作为目标信号。计算机设备将目标信号划分为两路信号，得到第一路信号和第二路信号，进而计算目标信号和探测信号之间的时间差。计算机设备根据目标信号对应的点来选取相应的波形，得到第一路信号。计算机设备将第一路信号进行延迟，将延迟后的第一路信号进行放大，得到第二路信号。计算机设备通过将第一路信号与第二路信号作差，得到目标曲线。目标曲线可以是根据第一路信号的信号幅值与第二路信号的信号幅值之间的差值得到的曲线。进而计算机设备根据目标曲线与横坐标轴的交点来确定第一回波信号和探测信号之间的时间差。第一路信号可以是衰减信号，第二路信号可以是延迟信号。例如，计算机设备提取出的第一回波信号可以是第Q点，选取第Q点前面7个点以及第Q点后面8个点，根据选取的点来选择相应的波形，得到衰减信号。计算机设备将衰减信号延迟一个点，并放大1.25倍，得到延迟信号。计算机设备将衰减信号与延迟信号作差，得到目标曲线。计算机设备根据目标曲线与横坐标轴的交点来确定第一回波信号和探测信号之间的时间差。在得到目标信号和探测信号之间的时间差后，计算机设备根据该时间差计算得到待测物体的距离。计算机设备通过将大于信号门限的平方根的第一回波信号划分为两路信号，根据两路信号之间的差值来计算大于平方根的第一回波信号的延迟时间，从而进行距离计算。能够减少时间晃动，有效提高了定时精度，进而提高了测距精度。
进一步的，计算机设备还可以在根据第一回波信号计算对应的信号门限之前，对第一回波信号进行模数转换。计算机设备对模数转换后的第一回波信号进行滤波处理。滤波处理可以是通过高通滤波器去除直流分量。计算机设备进而根据滤波处理后的第一回波信号计算对应的信号门限。
在本实施例中，计算机设备根据第一回波信号计算对应的信号门限，将第一回波信号与信号门限进行比较，确定大于信号门限的第一回波信号，从而进行距离计算。能够根据第一回波信号所处的环境噪声，动态计算信号门限，来进行信号检测，进而有效提高了激光雷达在不同环境噪声下的适应能力，同时提高了激光雷达的检测能力。
在其中一个实施例中，对截取的信号进行检波处理，得到噪声功率，包括：对截取的信号进行平方处理，得到平方后的信号；对平方后的信号进行相加运算，得到相加后的信号；对相加后的信号进行平均运算，得到噪声功率。
计算机设备对截取的信号进行检波处理，截取的信号可以包括截取次数和截取点数。检波处理的方式可以是平方律检波。计算机设备可以先将截取的多次信号进行平方处理，再将平方后的信号进行相加运算，进而根据截取点数对相加后的信号进行平均运算，得到噪声功率。噪声功率的计算公式可以如下所示：
其中，Pn表示噪声功率，N表示截取点数，xm表示平方后的信号。
在本实施例中，计算机设备通过对截取的信号进行平方运算、求和运算和平均运算，能够计算得到准确的噪声功率，有利于后续计算动态信号门限。
在其中一个实施例中，根据截取的信号、预设虚警概率值和预设关系计算得到阈值因子，包括：根据截取的信号确定对应的截取点数；根据截取点数、预设虚警概率值和预设关系计算得到阈值因子。
计算机设备在得到噪声功率之后，可以根据截取的信号确定对应的截取点数，根据截取点数、预设虚警概率值和预设关系计算阈值因子。预设关系可以是截取点数与预设虚警概率值之间的计算关系。阈值因子的计算公式可以如下所示：
其中，a表示阈值因子，N表示截取点数，Pfa表示预设虚警概率。
在本实施例中，计算机设备通过截取点数、预设虚警概率值和预设关系计算阈值因子，能够在虚警概率恒定的情况下，得到对应的阈值因子，从而有利于根据第一回波信号所处的环境噪声，动态计算信号门限，进一步有效提高了激光雷达在不同环境噪声下的适应能力，同时提高了激光雷达的检测能力。
在其中一个实施例中，根据预设区域在第一回波信号中进行信号截取，包括：将第一回波信号输入至缓冲区，根据预设区域的预设次数在缓冲区中进行信号选取；根据预设区域的预设点数在确定的信号中进行点数截取。
计算机设备可以将第一回波信号以队列的形式输入至缓冲区。第一回波信号在缓冲区中的提取顺序可以是根据第一回波信号的获取顺序确定的。预设区域可以是缓冲区域的尾部区域。预设区域可以包括预设次数和预设点数。预设次数和预设点数可以根据历史经验来进行确定。计算机设备可以先根据预设区域的预设次数在缓冲区中选取对应次数的第一回波信号，再根据预设区域的预设点数从选取的多个第一回波信号的尾部进行点数截取。例如，预设区域的大小为32*32。第一个32可以表示预设区域的预设次数，第二个32可以表示预设区域的预设点数。计算机设备在缓冲区中选取32次第一回波信号，再从32次第一回波信号的尾部选取32个信号点数。计算机设备可以根据截取的信号计算第一回波信号对应的信号门限。
在本实施例中，计算机设备根据预设区域的预设次数在缓冲区中进行信号选取，根据预设区域的预设点数在选取的信号中进行点数截取，从而得到截取的信号，进而计算信号门限，能够实时监控环境噪声，根据环境噪声计算信号门限，从而有效提高了激光雷达的检测能力。
应该理解的是，虽然图2-4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-4中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在其中一个实施例中，如图5所示，提供了一种激光雷达信号处理装置，包括：通信模块502、第一比较模块504、统计模块506和第一计算模块508，其中：
通信模块502，用于接收激光雷达发送的第一回波信号。
第一比较模块504，用于将第一回波信号与预设阈值进行比较。
统计模块506，用于当第一回波信号大于预设阈值时，在第一回波信号中统计大于预设阈值的信号点的数量。
第一计算模块508，用于根据统计得到的信号点的数量计算目标增益数据。
通信模块502还用于将目标增益数据发送至激光雷达，使激光雷达根据目标增益数据对接收到的第二回波信号进行调节，第二回波信号为激光雷达接收的第一回波信号的下一次回波信号。
在其中一个实施例中，第一计算模块504还用于根据统计得到的信号点的数量获取单位增益数据、原始增益数据和对应的增益调节关系；根据单位增益数据、原始增益数据和增益调节关系计算目标增益数据。
在其中一个实施例中，上述装置还包括：第二比较模块，用于将第一回波信号的最大值与第一预设区间进行比较；当第一回波信号的最大值在第一预设区间内时，根据第一回波信号的最大值计算目标增益数据。
在其中一个实施例中，上述装置还包括：第三比较模块，用于将第一回波信号的最大值与第二预设区间进行比较；当第一回波信号的最大值在第二预设区间内时，根据第一回波信号的最大值计算目标增益数据。
在其中一个实施例中，上述装置还包括：第二计算模块，用于根据第一回波信号计算对应的信号门限；将第一回波信号与信号门限进行比较，确定大于信号门限的第一回波信号；根据大于信号门限的第一回波信号的延迟时间计算待测物体的距离。
在其中一个实施例中，第二计算模块还用于根据预设区域在第一回波信号中进行信号截取；对截取的信号进行检波处理，得到噪声功率；根据截取的信号、预设虚警概率值和预设关系计算得到阈值因子；根据噪声功率和阈值因子计算第一回波信号对应的信号门限。
在其中一个实施例中，第二计算模块还用于对截取的信号进行平方处理，得到平方后的信号；对平方后的信号进行相加运算，得到相加后的信号；对相加后的信号进行平均运算，得到噪声功率。
在其中一个实施例中，第二计算模块还用于根据截取的信号确定对应的截取点数；根据截取点数、预设虚警概率值和预设关系计算得到阈值因子。
在其中一个实施例中，第二计算模块还用于将第一回波信号输入至缓冲区，根据预设区域的预设次数在缓冲区中进行信号选取；根据预设区域的预设点数在确定的信号中进行点数截取。
关于激光雷达信号处理装置的具体限定可以参见上文中对于激光雷达信号处理方法的限定，在此不再赘述。上述激光雷达信号处理装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机可读指令和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机可读指令的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储第一回波信号、目标增益数据和信号门限。该计算机设备的通信接口用于与激光雷达进行连接通信。该计算机可读指令被处理器执行时以实现一种激光雷达信号处理方法。
本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
一种计算机设备，包括存储器及一个或多个处理器，存储器中储存有计算机可读指令，计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述各个方法实施例中的步骤。
一个或多个存储有计算机可读指令的非易失性计算机可读存储介质，计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述各个方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机可读指令来指令相关的硬件来完成，所述的计算机可读指令可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机可读指令在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (16)

1.一种激光雷达信号处理方法，包括：
接收激光雷达发送的第一回波信号；
将所述第一回波信号与预设阈值进行比较；
当所述第一回波信号大于所述预设阈值时，在所述第一回波信号中统计大于所述预设阈值的信号点的数量；
根据统计得到的信号点的数量在多个增益调节关系选择对应的增益调节关系，并获取单位增益数据和原始增益数据；及
根据所述单位增益数据、原始增益数据和增益调节关系计算目标增益数据；及
将所述目标增益数据发送至所述激光雷达，使所述激光雷达根据所述目标增益数据对第二回波信号进行调节，所述第二回波信号为所述激光雷达接收的所述第一回波信号的下一次回波信号；
所述方法还包括：
将所述第一回波信号的最大值与第一预设区间进行比较；所述第一预设区间是回波信号很弱时的信号区间；及
当所述第一回波信号的最大值在所述第一预设区间内时，获取单位增益数据和原始增益数据，并在多个增益调节关系中获取所述第一预设区间对应的增益调节关系；
根据所述单位增益数据、原始增益数据和第一预设区间对应的增益调节关系计算目标增益数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述第一回波信号的最大值与第二预设区间进行比较；及
当所述第一回波信号的最大值在所述第二预设区间内时，根据所述第一回波信号的最大值计算目标增益数据。
3.根据权利要求1至2任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述第一回波信号计算对应的信号门限；
将所述第一回波信号与所述信号门限进行比较，确定大于所述信号门限的第一回波信号；及
根据大于所述信号门限的第一回波信号的延迟时间计算待测物体的距离。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一回波信号计算对应的信号门限，包括：
根据预设区域在所述第一回波信号中进行信号截取；
对截取的信号进行检波处理，得到噪声功率；
根据所述截取的信号、预设虚警概率值和预设关系计算得到阈值因子；及
根据所述噪声功率和阈值因子计算所述第一回波信号对应的信号门限。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对截取的信号进行检波处理，得到噪声功率，包括：
对截取的信号进行平方处理，得到平方后的信号；
对所述平方后的信号进行相加运算，得到相加后的信号；及
对所述相加后的信号进行平均运算，得到噪声功率。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述截取的信号、预设虚警概率值和预设关系计算得到阈值因子，包括：
根据所述截取的信号确定对应的截取点数；及
根据所述截取点数、预设虚警概率值和预设关系计算得到阈值因子。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据预设区域在所述第一回波信号中进行信号截取，包括：
将所述第一回波信号输入至缓冲区，根据预设区域的预设次数在所述缓冲区中进行信号选取；及
根据预设区域的预设点数在选取的信号中进行点数截取。
8.一种激光雷达信号处理装置，包括：
通信模块，用于接收激光雷达发送的第一回波信号；
第一比较模块，用于将所述第一回波信号与预设阈值进行比较；
统计模块，用于当所述第一回波信号大于所述预设阈值时，在所述第一回波信号中统计大于所述预设阈值的信号点的数量；
第一计算模块，用于根据统计得到的信号点的数量在多个增益调节关系选择对应的增益调节关系，并获取单位增益数据和原始增益数据；及
根据所述单位增益数据、原始增益数据和增益调节关系计算目标增益数据；及
所述通信模块还用于将所述目标增益数据发送至所述激光雷达，使所述激光雷达根据所述目标增益数据对接收到的第二回波信号进行调节，所述第二回波信号为所述激光雷达接收的所述第一回波信号的下一次回波信号；
所述装置还包括第二比较模块，用于将所述第一回波信号的最大值与第一预设区间进行比较；所述第一预设区间是回波信号很弱时的信号区间；及当所述第一回波信号的最大值在所述第一预设区间内时，获取单位增益数据和原始增益数据，并在多个增益调节关系中获取所述第一预设区间对应的增益调节关系；根据所述单位增益数据、原始增益数据和第一预设区间对应的增益调节关系计算目标增益数据。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第三比较模块，用于将所述第一回波信号的最大值与第二预设区间进行比较；及当所述第一回波信号的最大值在所述第二预设区间内时，根据所述第一回波信号的最大值计算目标增益数据。
10.根据权利要求8至9任意一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第二计算模块，用于根据所述第一回波信号计算对应的信号门限；将所述第一回波信号与所述信号门限进行比较，确定大于所述信号门限的第一回波信号；及根据大于所述信号门限的第一回波信号的延迟时间计算待测物体的距离。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二计算模块还用于根据预设区域在所述第一回波信号中进行信号截取；对截取的信号进行检波处理，得到噪声功率；根据所述截取的信号、预设虚警概率值和预设关系计算得到阈值因子；及根据所述噪声功率和阈值因子计算所述第一回波信号对应的信号门限。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第二计算模块还用于对截取的信号进行平方处理，得到平方后的信号；对所述平方后的信号进行相加运算，得到相加后的信号；及对所述相加后的信号进行平均运算，得到噪声功率。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第二计算模块还用于根据所述截取的信号确定对应的截取点数；及根据所述截取点数、预设虚警概率值和预设关系计算得到阈值因子。
14.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第二计算模块还用于将所述第一回波信号输入至缓冲区，根据预设区域的预设次数在所述缓冲区中进行信号选取；及根据预设区域的预设点数在选取的信号中进行点数截取。
15.一种计算机设备，包括存储器及一个或多个处理器，所述存储器中储存有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行权利要求1至7中任意一项所述方法的步骤。
16.一个或多个存储有计算机可读指令的非易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行权利要求1至7中任意一项所述方法的步骤。
CN201980050265.3A 2019-09-26 2019-09-26 激光雷达信号处理方法、装置、计算机设备和存储介质 Active CN112585494B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2019/108158 WO2021056332A1 (zh) 2019-09-26 2019-09-26 激光雷达信号处理方法、装置、计算机设备和存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112585494A CN112585494A (zh) 2021-03-30
CN112585494B true CN112585494B (zh) 2024-02-27

Family

ID=75117214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980050265.3A Active CN112585494B (zh) 2019-09-26 2019-09-26 激光雷达信号处理方法、装置、计算机设备和存储介质

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN112585494B (zh)
WO (1) WO2021056332A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113589326B (zh) * 2021-08-11 2023-12-08 宁波未感半导体科技有限公司 激光雷达的物体识别方法、装置、设备及存储介质
CN113625247B (zh) * 2021-10-11 2022-03-04 北京一径科技有限公司 一种控制方法、装置及激光雷达
CN113759339B (zh) * 2021-11-10 2022-02-25 北京一径科技有限公司 一种回波信号的处理方法、装置、设备及存储介质
CN116338647A (zh) * 2021-12-23 2023-06-27 深圳市速腾聚创科技有限公司 雷达系统、回波信号处理方法、装置及电子设备
CN117368882A (zh) * 2022-07-01 2024-01-09 上海禾赛科技有限公司 基于动态阈值的回波信号检测方法、系统和激光雷达
CN117491969B (zh) * 2023-12-29 2024-04-09 深圳市速腾聚创科技有限公司 激光雷达的门限调节方法、装置、激光雷达和存储介质

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6088086A (en) * 1995-09-11 2000-07-11 Sandia Corporation Range determination for scannerless imaging
CN103969635A (zh) * 2014-04-30 2014-08-06 上海航天电子通讯设备研究所 低空监视雷达的气象信号处理ip核及其实时数据排序方法
CN105471466A (zh) * 2015-11-25 2016-04-06 上海无线电设备研究所 一种基于回波幅度统计量的数字自动增益控制方法
CN105807267A (zh) * 2016-03-11 2016-07-27 中国人民解放军国防科学技术大学 一种mimo雷达扩展目标的检测方法
CN107045122A (zh) * 2017-03-30 2017-08-15 安徽工程大学 一种目标检测系统及其检测方法
CN207133434U (zh) * 2017-07-11 2018-03-23 深圳市涵光半导体有限公司 相控阵激光雷达
CN107861112A (zh) * 2017-12-26 2018-03-30 成都心无界光电技术有限公司 一种全数字调节的激光测距系统
CN108225482A (zh) * 2016-12-15 2018-06-29 重庆川仪自动化股份有限公司 适用于导波雷达的增益自适应调节方法及系统
CN109085562A (zh) * 2018-07-25 2018-12-25 北京小米移动软件有限公司 激光传感器及底噪补偿方法和电子设备
CN109870678A (zh) * 2018-12-06 2019-06-11 苏州镭图光电科技有限公司 激光雷达发射功率及回波增益自动调节方法及调节装置
CN109901177A (zh) * 2017-12-07 2019-06-18 北京万集科技股份有限公司 一种提升激光雷达测距能力的方法及装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2452390B (en) * 2007-08-31 2011-10-05 Furuno Electric Co Radar device
CN103888394B (zh) * 2012-12-20 2017-05-24 京信通信系统（中国）有限公司 数字预失真处理方法和装置
CN104568057B (zh) * 2014-12-31 2018-08-17 重庆川仪自动化股份有限公司 一种适于导波雷达的回波信号调节方法及装置
CN109581406A (zh) * 2018-11-22 2019-04-05 深圳天眼激光科技有限公司 一种自适应自动增益控制的激光回波处理方法及系统

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6088086A (en) * 1995-09-11 2000-07-11 Sandia Corporation Range determination for scannerless imaging
CN103969635A (zh) * 2014-04-30 2014-08-06 上海航天电子通讯设备研究所 低空监视雷达的气象信号处理ip核及其实时数据排序方法
CN105471466A (zh) * 2015-11-25 2016-04-06 上海无线电设备研究所 一种基于回波幅度统计量的数字自动增益控制方法
CN105807267A (zh) * 2016-03-11 2016-07-27 中国人民解放军国防科学技术大学 一种mimo雷达扩展目标的检测方法
CN108225482A (zh) * 2016-12-15 2018-06-29 重庆川仪自动化股份有限公司 适用于导波雷达的增益自适应调节方法及系统
CN107045122A (zh) * 2017-03-30 2017-08-15 安徽工程大学 一种目标检测系统及其检测方法
CN207133434U (zh) * 2017-07-11 2018-03-23 深圳市涵光半导体有限公司 相控阵激光雷达
CN109901177A (zh) * 2017-12-07 2019-06-18 北京万集科技股份有限公司 一种提升激光雷达测距能力的方法及装置
CN107861112A (zh) * 2017-12-26 2018-03-30 成都心无界光电技术有限公司 一种全数字调节的激光测距系统
CN109085562A (zh) * 2018-07-25 2018-12-25 北京小米移动软件有限公司 激光传感器及底噪补偿方法和电子设备
CN109870678A (zh) * 2018-12-06 2019-06-11 苏州镭图光电科技有限公司 激光雷达发射功率及回波增益自动调节方法及调节装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021056332A1 (zh) 2021-04-01
CN112585494A (zh) 2021-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112585494B (zh) 激光雷达信号处理方法、装置、计算机设备和存储介质
US10281565B2 (en) Distance measuring device and solid-state image sensor used therein
CN110619307B (zh) 交通灯状态确定方法、装置、设备和存储介质
CN112639517B (zh) 激光雷达测距方法、装置、计算机设备和存储介质
CN110203789B (zh) 电梯测量数据的异常检测方法、装置和电梯检测系统
US5038145A (en) Constant false alarm rate with low probability of false alarms
CN110361734B (zh) 微弱动目标检测方法、装置、计算机设备及存储介质
CN110217660B (zh) 电梯测量数据的检测方法、装置和电梯检测系统
CN101625411A (zh) 用于动态测定噪声电平的方法
CN112965146A (zh) 一种结合气象雷达与雨量桶观测数据的定量降水估算方法
CN109254291B (zh) 云雷达的多普勒功率谱数据融合方法及装置
CN113093121B (zh) 基于点迹密度反馈的自适应门限检测方法
US20220214429A1 (en) Lidar echo signal processing method and device, computer device, and storage medium
CN107271973A (zh) 韦布尔杂波环境下基于偏斜度和均值比的恒虚警检测方法
KR102011959B1 (ko) 펄스 압축 과정에서 간섭신호를 탐지하는 레이더 수신신호 처리 방법 및 그를 위한 장치
CN110930449A (zh) 预测结果的评估方法、装置、计算机设备和存储介质
US20160018518A1 (en) Detection device, radar device, detection method, and detection program
EP2003470B1 (en) Constant false alarm rate adaptive radar control
CN112946623B (zh) 基于车辆上安装77g毫米波雷达的测速方法和装置
CN114690158A (zh) 激光雷达异常信号处理方法、装置、计算机设备
KR101351282B1 (ko) 클러터맵 기반 레이더 시스템의 미관측 영역 개선 방법 및 이를 이용한 레이더 시스템
Silantyev et al. Track Association in Radars with Additional Multi-Scanning Observation Channels
CN109239677A (zh) 一种环境自适应恒虚警检测门限确定方法
KR20230017642A (ko) 낮은 소비 전력을 가지는 fmcw 라이다 시스템 및 그 동작 방법
CN108616315B (zh) 功放输出功率检测方法、装置、计算机设备及存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant