CN112596062A - 激光雷达的回波信号检测方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种激光雷达的回波信号检测方法、装置及存储介质。根据本发明的一实施例的激光雷达的回波信号检测方法包括：接收回波信号，其中，所述回波信号是模拟信号形态；将从第一时间起经过预设时间时的回波信号的强度作为第一强度，其中，所述第一时间是回波信号的强度开始大于阈值的时间；所述预设时间的长度是接收回波信号之前已经设定的值，且小于从激光雷达发出的激光的脉冲宽度；将所述第一时间或与所述第一时间相关的时间发送给激光雷达外部或内部的处理器，与所述第一时间相关的时间是能够利用检测过程中已知的参数通过计算得到第一时间的时间；将第一强度发送给激光雷达外部或内部的处理器。

Description

激光雷达的回波信号检测方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及激光雷达，尤其涉及一种激光雷达的回波信号检测方法及装置。

背景技术

在自动驾驶领域中，自动驾驶车辆可以借助激光雷达（LIDAR）等设备来探测周围物体。激光雷达可以通过向周围三维空间发射激光束作为探测激光，并使激光束照射到周围空间中的物体后被反射而成为回波激光并返回，激光雷达将接收的回波激光与发射的探测激光进行比较，从而获得关于周围物体的诸如距离、速度、反射率等相关信息。

其中，目前的方法是使用高速模拟数字转换器（Analog-to-Digital Converter，ADC）获得回波信号的全波形而获取距离及反射率等信息。但是由于ADC的时间测量原理，其时间测量精度与回波信号上的采样点数相关，因此对于高速信号来说，为了得到精确的时间信息，则需要超高采样率的高速ADC。例如，若回波信号的上升时间为4ns，为了保证待测信号沿有至少4个采样点，则需要ADC的采样频率为1GHz，采样率的提高也同时大大增加了电路功耗，电路功耗的增加通常会导致发热量大。并且，高速ADC的成本比低速ADC的成本高很多。因此，需要一种能够降低成本的回波信号检测方法。

发明内容

本发明提供一种能够降低成本的回波信号检测方法。

根据本发明的一实施例的激光雷达的回波信号检测方法包括：接收回波信号，其中，所述回波信号是模拟信号形态；将从第一时间起经过预设时间时的回波信号的强度作为第一强度，其中，所述第一时间是回波信号的强度开始大于阈值的时间，所述预设时间的长度是接收回波信号之前已经设定的值，且小于从激光雷达发出的激光的脉冲宽度；将所述第一时间或与所述第一时间相关的时间发送给激光雷达外部或内部的处理器，与所述第一时间相关的时间是能够利用检测过程中已知的参数通过计算得到第一时间的时间；将第一强度发送给激光雷达外部或内部的处理器。

并且，所述处理器可以利用所述阈值、所述第一时间或与所述第一时间相关的时间、所述第一强度以及所述预设时间计算回波信号的接收时间和回波信号所对应的位置的反射率的估计值。

并且，可以将所述第一强度转换为数字信号；将所述第一时间或者与所述第一时间相关的时间转换为数字信号。

根据本发明的另一实施例的激光雷达的回波信号检测方法包括：接收回波信号，其中，所述回波信号是模拟信号形态；记录从第一时间起预设时间内的回波信号的强度的最大值作为第一强度，其中，所述第一时间是回波信号的强度开始大于阈值的时间，所述预设时间的长度是接收回波信号之前已经设定的值，且小于从激光雷达发出的激光的脉冲宽度；将所述第一时间或与所述第一时间相关的时间发送给激光雷达外部或内部的处理器，与所述第一时间相关的时间是能够利用检测过程中已知的参数通过计算得到第一时间的时间；将第一强度发送给激光雷达外部或内部的处理器。

并且，所述处理器可以利用所述阈值、所述第一时间或与所述第一时间相关的时间、所述第一强度以及所述预设时间计算回波信号的接收时间和回波信号所对应的位置的反射率的估计值。

并且，可以将所述第一强度转换为数字信号；将所述第一时间或者与所述第一时间相关的时间转换为数字信号。

根据本发明的另一实施例的激光雷达的回波信号检测方法包括：接收回波信号，其中，所述回波信号是模拟信号形态的被限幅的回波信号；从第一时间开始在预设时间内对回波信号的强度进行积分而得到积分值，其中，所述第一时间是回波信号的强度开始大于阈值的时间，所述预设时间的长度是接收回波信号之前已经设定的值，且小于从激光雷达发出的激光的脉冲宽度；将所述第一时间或与所述第一时间相关的时间发送给激光雷达外部或内部的处理器，与所述第一时间相关的时间是能够利用检测过程中已知的参数通过计算得到第一时间的时间；将积分值发送给激光雷达外部或内部的处理器。

并且，所述处理器可以利用所述阈值、所述第一时间或者与所述第一时间相关的时间、所述预设时间、限幅的强度以及所述积分值计算回波信号的接收时间和回波信号所对应的点的反射率的估计值。

并且，可以将所述积分值转换为数字信号；将所述第一时间或者与所述第一时间相关的时间转换为数字信号。

并且，当收到表示激光的发射的激光发射信号时，可以重置用于实现所述方法的电路。

根据本发明的一实施例的激光雷达的回波信号检测装置包括：接收模块，接收模拟信号形态的回波信号；判断模块，判断回波信号的强度是否高于阈值；计时模块，测量从回波信号的强度开始高于阈值时起经过预设时间的时间作为第二时间，其中，所述预设时间的长度是接收回波信号之前已经设定的值，且小于从激光雷达发出的激光的脉冲宽度；模拟数字转换器，将第二时间时的回波信号的强度转换为数字信号；时间数字转换器，将所述第二时间或者与所述第二时间相关的时间转换为数字信号，与所述第二时间相关的时间是能够利用检测过程中已知的参数通过计算得到第二时间的时间；发送模块，将在所述时间数字转换器转换的数字信号以及在所述模拟数字转换器转换的数字信号发送给激光雷达外部或内部的处理器。

并且，还可以包括：处理器，利用所述阈值、在所述时间数字转换器转换的数字信号、在所述模拟数字转换器转换的数字信号以及所述预设时间计算回波信号的接收时间和回波信号所对应的位置的反射率的估计值。

根据本发明的另一实施例的激光雷达的回波信号检测装置包括：接收模块，接收模拟信号形态的回波信号；判断模块，判断回波信号的强度是否高于阈值；计时模块，测量从回波信号的强度开始高于阈值时起经过预设时间的时间作为第二时间，其中，所述预设时间的长度是接收回波信号之前已经设定的值，且小于从激光雷达发出的激光的脉冲宽度；最大值保存模块，保存所述预设时间内的回波信号的强度的最大值；模拟数字转换器，将保存的第二时间时的最大值转换为数字信号，时间数字转换器，将所述第二时间或者与所述第二时间相关的时间转换为数字信号，与所述第二时间相关的时间是能够利用检测过程中已知的参数通过计算得到第二时间的时间；发送模块，将在所述时间数字转换器转换的数字信号以及在所述模拟数字转换器转换的数字信号发送给激光雷达外部或内部的处理器。

并且，还可以包括：处理器，利用所述阈值、在所述时间数字转换器转换的数字信号、在所述模拟数字转换器转换的数字信号以及所述预设时间计算回波信号的接收时间和回波信号所对应的位置的反射率的估计值。

根据本发明的另一实施例的激光雷达的回波信号检测装置包括：接收模块，接收模拟信号形态的被限幅的回波信号；判断模块，判断回波信号的强度是否高于阈值；计时模块，测量从回波信号的强度开始高于阈值时起经过预设时间的时间作为第二时间，其中，所述预设时间的长度是接收回波信号之前已经设定的值，且小于从激光雷达发出的激光的脉冲宽度；积分模块，在所述预设时间内将回波信号的强度进行积分而得到积分值；模拟数字转换器，将第二时间时的积分值转换为数字信号，时间数字转换器，将所述第二时间或者与所述第二时间相关的时间转换为数字信号，与所述第二时间相关的时间是能够利用检测过程中已知的参数通过计算得到第二时间的时间；发送模块，将在所述时间数字转换器转换的数字信号以及在所述模拟数字转换器转换的数字信号发送给激光雷达外部或内部的处理器。

并且，还可以包括：处理器，利用所述阈值、在所述时间数字转换器转换的数字信号、在所述模拟数字转换器转换的数字信号、限幅的强度以及所述预设时间计算回波信号的接收时间和回波信号所对应的位置的反射率的估计值。

根据本发明的一实施例的计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如上所述的方法。

根据本发明的一实施例的激光雷达包括如上所述的激光雷达的回波信号检测装置。

根据本发明的一实施例，相比于现有技术的使用高速ADC的情形，对于一个回波信号只需用ADC采集一个点，因此可以使用低速ADC而降低激光雷达的制造成本。并且，可以有效测量多重回波。

本发明的效果不限于如上所述的效果，本领域技术人员可以从以下的说明中得出上文中未记载的效果。

附图说明

图1是示出根据本发明的一实施例的激光雷达的示意图。

图2是示出从放大器输出的普通的回波信号的图。

图3是示出采用现有方法对回波信号进行检测的方法的示意图。

图4-5是示出根据第一实施例的对回波信号进行检测的方法的示意图及流程图。

图6是示出多重回波的示意图。

图7是示出根据第二实施例的对回波信号进行检测的方法的示意图。

图8~10是示出根据第三实施例的对回波信号进行检测的方法的示意图。

图11是示出根据第四实施例的对回波信号进行检测的方法的示意图。

图12是示出根据第五实施例的激光雷达回波信号检测装置的示意图。

图13是示出根据第七实施例的激光雷达回波信号检测装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行详细的描述。显然，以下公开的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于以下实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。并且，本发明中对多个实施例进行了说明，多个实施例中的特征和/或步骤可以在不与其他实施例互相排斥的情况下可以结合到其他实施例。

并且，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系是基于附图的方位或位置关系，并且仅是为了便于描述本发明的简化描述，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。

图1是示出根据本发明的一实施例的激光雷达的示意图。

如图1所示，激光雷达10可以包括发射部100、接收部200以及处理器300。

所述发射部100可以发出激光而使激光在激光雷达外部的物体反射后返回激光雷达，从而可以通过飞行时间法（TOF）测量周围物体与激光雷达的相隔距离。

所述接收部200可以接收从所述发射部100发射后在激光雷达的外部物体反射的激光。并且，接收部200可以进一步包括接收器210、放大器220以及转换器230。

所述接收器210可以接收返回的激光而生成与激光束对应的模拟信号。所述接收器210可以为诸如APD及SPAD等光电传感器。

所述放大器220可以将所述接收器210接收的模拟信号放大。例如，所述放大器220可以是跨阻放大器（TIA）。

所述转换器230将从所述放大器220输出的模拟信号形式的回波信号转换为数字信号。在下文中，对该过程进行更详细的说明。

从所述转换器230输出的数字信号可以输入到所述处理器300。所述处理器300可以基于接收到的数字信号而计算激光雷达的外部物体的距离、反射率等信息。

以上，对激光雷达的整体探测方法进行了说明。接下来，对根据本发明的一实施例的激光雷达的回波信号检测方法进行说明。根据本发明的激光雷达的回波信号检测方法可应用于激光雷达，以使激光雷达能够计算回波信号的接收时间和回波信号所对应的位置的反射率。

图2是示出从放大器220输出的普通的模拟信号形态的回波信号的图。如图2所示，回波信号通常是以预定的斜率上升而到达最高点后下降的形态。对此，现有技术中采用的方法是如图3所示地用高速模拟数字转换器（Analog-to-Digital Converter，ADC）对回波信号的多个点进行采集的方法。通过上述的方法可以得到回波信号的较多信息，但是由于这个方法需要对一个回波信号的多个点进行采集而需要使用高速ADC，从而会导致激光雷达的整体成本上升。

<第一实施例>

以下，参照图4-5对根据本发明的第一实施例的激光雷达的回波信号检测方法进行说明。

如图4所示，根据本发明的第一实施例的激光雷达的回波信号检测方法可以包括：

步骤101：接收模拟信号形态的回波信号。

如上所述的回波信号可以是在接收器210转换为电信号后经放大器220放大的模拟形态的回波信号。

步骤102：当回波信号的强度开始大于阈值时记录当前时间为第一时间。

即，当回波信号的电压值高于阈值时，可以记录该时间点作为第一时间点t0。所述阈值可以考虑环境噪声等而适当地设置，例如，该阈值应当高于环境噪声的高点而防止因采集环境噪声而影响激光雷达的信号处理。所述第一时间t0可以经时间数字转换器（Time-to-Digital Converter，TDC）转换而成为激光雷达接收回波信号的时间，从而可以用于通过飞行时间法（TOF）测量外部物体与激光雷达的相隔距离。

步骤103：从第一时间t0经过预设时间差T时记录当前的回波信号的强度作为第一强度V1。

即，可以在从所述第一时间t0经过预设时间差T后记录该时间点（第二时间t1）的回波信号的强度作为第一强度V1。其中，预设时间差T是接收回波信号之前已经预设的值，可以设置为小于大部分回波信号的从阈值到强度最高点所需的时间。所述预设时间差T（预设时间）可以由本领域技术人员适当地设置，优选小于大部分回波信号的宽度，更优选地，小于大部分回波信号的半宽。其中，回波信号的宽度与发出的激光的脉冲宽度相关，并且通常大于或等于发出的激光的脉冲宽度，因此可以将所述预设时间差设定为小于从激光雷达发出的激光的脉冲宽度。优选地，为了更好地测量斜率，优选小于从激光雷达发出的激光的脉冲宽度的一半。

步骤104：将所述第一强度V1转换为数字信号。

根据本发明的第一实施例，可以使用低速ADC采集上述的第一强度V1而转换为数字信号。

根据本发明的第一实施例的激光雷达的回波信号检测方法还可以包括如下步骤。

步骤105：将所述第一强度V1以及第一时间t0发送给激光雷达外部或内部的处理器。

所述处理器可以位于激光雷达的内部或外部。在本实施例中对于形成于激光雷达内部的情形进行说明。处理器300可以将第一强度V1的数字信号与阈值V之差除以上述的预设时间差T，从而得到所述预设时间差T内的回波信号强度的斜率（该斜率可能不是最准确的斜率，但可以是足够接近实际数值的斜率）。因此，激光雷达可以利用上述斜率计算激光雷达外部物体的回波信号所对应的位置的反射率的估计值。其中，已知所述反射率是与上述的回波信号的强度的斜率相关的信息（例如，可以利用斜率及回波信号的宽度估计回波信号的最高值，从而计算反射率，其中，回波信号的宽度可以假设为与发射的激光的脉冲宽度相同）。并且，由于是利用近似的斜率和阈值时间计算上述信息，因此得出的结果不是等于实际数值的值，而是实际数值的近似估计值。

因此，根据本发明的第一实施例的激光雷达可以通过上述方法确定回波信号达到阈值V的时间点以及回波信号的上升沿的斜率。从而可以通过上述数据得到激光雷达外部物体的相对距离以及表面反射率。

由于上述过程中只需要对回波信号的强度超过阈值V后的预设时间差T后的回波信号强度V1进行采集，因此相比于现有技术的使用高速ADC的情形，对于一个回波信号只需采集一个点，因此可以选用低速ADC而降低激光雷达的制造成本。

进一步地，可以在接收到来自发射部100的表示激光的发射的激光发射信号时，重置用于实现上述功能的电路，从而可以继续判断回波信号的强度是否高于上述阈值。

另外，在特定情况下，例如，一个光斑打在两个物体上时，会产生出现如图6所示的多重回波的现象。对于如图6所示的多重回波，也可以采用根据本发明的回波信号的检测方法而计算第一个回波信号所对应的激光雷达外部物体的相对距离以及表面反射率，而不受第二个回波的影响（这一点同样适用于本发明的其他实施例）。

另外，本发明中对将回波信号的强度开始大于阈值时的时间点（第一时间t0）用时间数字转换器转换为数字信号的情形进行了说明。但本发明不限于此，也可以将第二时间t1转换为数字信号，处理器300可以从所述第二时间t1得到第一时间t0。即，可以利用时间数字转换器将与第一时间t0相关的时间转换为数字信号，与第一时间t0相关的时间可以为处理器300可以用已知条件或者检测过程中已知的参数通过计算得出第一时间t0的时间。

<第二实施例>

以下，参照图7对根据本发明的第二实施例的激光雷达的回波信号检测方法进行说明。

如图7所示，当回波信号的脉宽较短时，在从超过阈值的第一时间t0经过预设时间差T后的第二时间t1处，回波信号的强度可能已经处于下降沿。因此，当利用此时的第二时间t1的回波信号的强度V1计算相对于第一时间点t0处的斜率的话，所测出来的斜率所对应的斜线L3可能与实际斜率所对应的斜线L1差距较大。因此，需要进一步提高斜率准确度而使通过处理器300计算的反射率和/或相隔距离更接近实际值。

在根据本发明的第二实施例的激光雷达的回波信号检测方法中，相比于根据第一实施例的方法，还可以包括如下步骤：记录所述预设时间差T内的回波信号强度的最大值Vt。上述的记录最大值的功能可以通过简单的模拟电路实现，因此无需担心导致成本上升。

根据本发明的第二实施例，在第二时间t1处，可以直接把记录的回波信号强度的最大值Vt发送给低速ADC，从而处理器300可以利用回波信号强度的最大值Vt与阈值V之差相对于预设时间差T的斜率（L2）以及回波延迟来计算外部物体的反射率。

即，如图7所示，通过回波信号强度的最大值Vt计算的斜率所对应的斜线L2相比于通过第二时间点t1处的回波信号的强度V1计算的斜率所对应的斜线L3，更接近实际斜率所对应的斜线L1。因此，通过如上根据第二实施例的回波信号检测方法，可以提高斜率的计算准确度。从而，可以提高测量的反射率和相隔距离的准确度。

相比于第一实施例的方法，第二实施例的方法只需再包括记录回波信号强度的最大值Vt的模拟电路，因此可以通过有限的成本上升提高反射率测量的准确度。

<第三实施例>

以下，参照图8-10对根据本发明的第三实施例的激光雷达的回波信号检测方法进行说明。

如图8-10所示，根据本发明的第三实施例的激光雷达的回波信号检测方法可以包括：

步骤201：接收模拟信号形态的被限幅的回波信号。

如图8所示，从放大器220输出的信号可能是因元器件饱和被削顶的信号。即，与图2所示的信号相比，图8所示的信号的上部被削去而只保留了下部。其原因可能在于，由于放大器220的性能限制（例如，最高输出的限制）或光电探测器的电气特性，只输出了限幅的电信号。

并且，对于如图8所示的信号进行根据第一实施例或第二实施例的检测方法的话，可能由于限幅而导致计算出来的斜率与实际斜率相差较大。因此，对于这样的被限幅的信号优选使用根据第三实施例的回波信号检测方法。

步骤202：当回波信号的强度高于阈值V时记录当前时间为第一时间t0，从第一时间t0开始对回波信号的强度进行积分。

即，根据第三实施例的检测方法也可以包括判断回波信号的强度是否高于阈值的步骤。当回波信号的强度（电压值）高于阈值时，可以记录该时间点作为第一时间点t0。并且，可以在从第一时间点t0经过预设时间差T的时间段（设结束时间点为t1）内对回波信号的强度进行相对于时间的积分，所述预设时间差是接收回波信号之前已经设定的值，优选设定为小于从激光雷达发出的激光的脉冲宽度，其中，由于限幅的存在，根据本实施例的预设时间差T可以大于从激光雷达发出的激光的脉冲宽度的一半。

步骤203：从第一时间t0经过预设时间差T时记录当前的积分值；

步骤204：利用模拟数字转换器将所述积分值转换为数字信号。

其中，可以用低速ADC采集如上所述积分值。该积分值可以对应于图中的阴影部分的面积A0。

可以从如上所述的阴影部分的面积A0通过以下方式计算出回波信号的上升沿的斜率。如图9所示，如上所述的阴影部分的面积A0包括A1区域和A2区域。由于预设时间差T是预设的，回波信号的饱和强度输出Vm与物理电路相关而可以认为是已知的值，因此，A1区域的面积可以通过以下式得到：

A1=（Vm-V）×T÷2。

接着，可以从阴影部分的面积A0减去A1区域的面积而得到A2区域的面积。此时假设A2区域为三角形（从图中可知接近三角形），即可通过对A2的面积除以高度差（Vm-V）后乘以2而得到三角形的底边长度L，然后处理器300可通过arctan（（Vm-V）/（T-L））来计算回波信号的上升沿斜率的近似值。

上文中，对于将阴影部分的面积A0分为A1区域和A2区域而得到上升沿斜率的近似值的情形进行了说明。本发明不限于此，也可以如图10所示地，在得到阴影部分的面积A0的情况下，从T×（Vm-V）的方形面积减去阴影部分的面积A0而得到A3区域的面积，然后可以计算上升沿斜率的近似值。

因此，本领域技术人员可知道，已知阈值V、削顶的强度Vm、预设时间差T以及作为积分结果的阴影部分的面积A0的情况下，本领域技术人员可以容易地计算出上升沿的近似斜率。

根据第三实施例的方法，对于从放大器220发出的已饱和的信号，也可以通阈值判断以及预定时间内的积分，将积分值用低速ADC转换为数字信号而用于外部物体反射率及相隔距离的计算。因此，对于一个回波信号，只需用低速ADC采集积分结果即可，无需对一个回波信号采集多次而使用高速ADC。因此相比于现有技术的使用高速ADC的情形，可以使用低速ADC测量强度信息而降低激光雷达的制造成本。

<第四实施例>

在第一实施例到第三实施例中，对于使用时间数字转换器（Time-to-DigitalConverter，TDC）将触发阈值V的时间转换为数字信号而用作回波信号的接收时间的情形进行了说明。但上述的阈值V触发时间t0并非返回的回波信号的接收时间的最接近值。

根据本发明的第四实施例，如图11所示，在已知阈值大小V和上升沿斜率的情况下（参照第一实施例至第三实施例），处理器300可以计算出图示的斜线与信号强度为0的直线的交点时间t2，并且可以将该时间t2用作接收回波信号的接收时间。

如上所述地，通过使用计算得出的交点时间t2而非使用阈值出发时间t0，可以使通过回波信号的接收时间确定的外部物体的相隔距离更加准确。

<第五实施例>

图12为根据本发明的第五实施例的激光雷达回波信号检测装置的结构示意图。如图12所示，如上所述的回波信号检测装置包括：接收模块1001；判断模块1002；计时模块1003；模拟数字转换器1004。

其中，接收模块1001可以用于接收模拟信号形态的回波信号。判断模块1002可以判断回波信号的强度是否高于阈值。计时模块1003可以测量从回波信号的强度高于阈值时起经过预设时间差T的时间（作为第二时间t1）。模拟数字转换器1004可以将第二时间t1时的回波信号的强度转换为数字信号。

并且，还可以包括：发送模块，将所述在所述时间数字转换器转换的数字信号以及在所述模拟数字转换器转换的数字信号发送给激光雷达外部或内部的处理器。

所述处理器可以利用所述阈值、在所述时间数字转换器转换的数字信号、在所述模拟数字转换器转换的数字信号以及所述预设时间计算回波信号的接收时间和回波信号所对应的位置的反射率的估计值。

可以利用本实施例提供的激光雷达回波信号检测装置执行根据第一实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

<第六实施例>

根据第六实施例的激光雷达回波信号检测装置与根据第五实施例的激光雷达回波信号检测装置的区别在于，还包括：最大值保存模块，可以保存预设时间差T内的回波信号的强度的最大值。

并且，区别还在于：所述模拟数字转换器1004将预设时间差内的最大值转换为数字信号而非将所述第一强度转换为数字信号。

可以利用本实施例提供的激光雷达回波信号检测装置执行根据第二实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

<第七实施例>

图13为根据本发明的第七实施例的激光雷达回波信号检测装置的结构示意图。如图13所示，如上所述的回波信号检测装置包括：接收模块1001；判断模块1002；计时模块1003；模拟数字转换器1004；积分模块1005。

其中，接收模块1001可以用于接收模拟信号形态的被限幅的回波信号。判断模块1002可以判断回波信号的强度是否高于阈值。计时模块1003可以测量从回波信号的强度高于阈值时起经过预设时间差T的时间（作为第二时间t1）。积分模块1005可以在从回波信号的强度高于阈值时起经过预设时间差T的时间内将回波信号的强度相对于时间进行积分而得到积分值。模拟数字转换器1004可以将第二时间t1时的积分值转换为数字信号。

可以利用本实施例提供的激光雷达回波信号检测装置执行根据第三实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成， 所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外， 在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中， 也可以是各个单元单独物理存在， 也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既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。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时， 也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

以上记载的关于装置及方法的实施例仅仅是示意性的，其中所记载的分离的单元可以是或者不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者不是物理单元，即，可以位于一个位置，或者可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明的技术方案。

Claims (18)

1.一种激光雷达的回波信号检测方法，其特征在于，包括：

接收回波信号，其中，所述回波信号是模拟信号形态；

将从第一时间起经过预设时间时的回波信号的强度作为第一强度，其中，所述第一时间是回波信号的强度开始大于阈值的时间，所述预设时间的长度是接收回波信号之前已经设定的值，且小于从激光雷达发出的激光的脉冲宽度；

将所述第一时间或与所述第一时间相关的时间发送给激光雷达外部或内部的处理器，与所述第一时间相关的时间是能够利用检测过程中已知的参数通过计算得到第一时间的时间；

将第一强度发送给激光雷达外部或内部的处理器。

2.如权利要求1所述的激光雷达的回波信号检测方法，其特征在于，还包括：

所述处理器利用所述阈值、所述第一时间或与所述第一时间相关的时间、所述第一强度以及所述预设时间计算回波信号的接收时间和回波信号所对应的位置的反射率的估计值。

3.如权利要求1所述的激光雷达的回波信号检测方法，其特征在于，还包括：

将所述第一强度转换为数字信号；

将所述第一时间或者与所述第一时间相关的时间转换为数字信号。

4.一种激光雷达的回波信号检测方法，其特征在于，包括：

接收回波信号，其中，所述回波信号是模拟信号形态；

记录从第一时间起预设时间内的回波信号的强度的最大值作为第一强度，其中，所述第一时间是回波信号的强度开始大于阈值的时间，所述预设时间的长度是接收回波信号之前已经设定的值，且小于从激光雷达发出的激光的脉冲宽度；

将所述第一时间或与所述第一时间相关的时间发送给激光雷达外部或内部的处理器，与所述第一时间相关的时间是能够利用检测过程中已知的参数通过计算得到第一时间的时间；

将第一强度发送给激光雷达外部或内部的处理器。

5.如权利要求4所述的激光雷达的回波信号检测方法，其特征在于，还包括：

所述处理器利用所述阈值、所述第一时间或与所述第一时间相关的时间、所述第一强度以及所述预设时间计算回波信号的接收时间和回波信号所对应的位置的反射率的估计值。

6.如权利要求4所述的激光雷达的回波信号检测方法，其特征在于，还包括：

将所述第一强度转换为数字信号；

将所述第一时间或者与所述第一时间相关的时间转换为数字信号。

7.一种激光雷达的回波信号检测方法，其特征在于，包括：

接收回波信号，其中，所述回波信号是模拟信号形态的被限幅的回波信号；

从第一时间开始在预设时间内对回波信号的强度进行积分而得到积分值，其中，所述第一时间是回波信号的强度开始大于阈值的时间，所述预设时间的长度是接收回波信号之前已经设定的值，且小于从激光雷达发出的激光的脉冲宽度；

将所述第一时间或与所述第一时间相关的时间发送给激光雷达外部或内部的处理器，与所述第一时间相关的时间是能够利用检测过程中已知的参数通过计算得到第一时间的时间；

将积分值发送给激光雷达外部或内部的处理器。

8.如权利要求7所述的激光雷达的回波信号检测方法，其特征在于，还包括：

所述处理器利用所述阈值、所述第一时间或者与所述第一时间相关的时间、所述预设时间、限幅的强度以及所述积分值计算回波信号的接收时间和回波信号所对应的点的反射率的估计值。

9.如权利要求7所述的激光雷达的回波信号检测方法，其特征在于，还包括：

将所述积分值转换为数字信号；

将所述第一时间或者与所述第一时间相关的时间转换为数字信号。

10.如权利要求7所述的激光雷达的回波信号检测方法，其特征在于，还包括：

当收到表示激光的发射的激光发射信号时，重置用于实现所述方法的电路。

11.一种激光雷达的回波信号检测装置，其特征在于，包括：

接收模块，接收模拟信号形态的回波信号；

判断模块，判断回波信号的强度是否高于阈值；

计时模块，测量从回波信号的强度开始高于阈值时起经过预设时间的时间作为第二时间，其中，所述预设时间的长度是接收回波信号之前已经设定的值，且小于从激光雷达发出的激光的脉冲宽度；

模拟数字转换器，将第二时间时的回波信号的强度转换为数字信号；

时间数字转换器，将所述第二时间或者与所述第二时间相关的时间转换为数字信号，与所述第二时间相关的时间是能够利用检测过程中已知的参数通过计算得到第二时间的时间；

发送模块，将在所述时间数字转换器转换的数字信号以及在所述模拟数字转换器转换的数字信号发送给激光雷达外部或内部的处理器。

12.如权利要求11所述的激光雷达的回波信号检测装置，其特征在于，还包括：

处理器，利用所述阈值、在所述时间数字转换器转换的数字信号、在所述模拟数字转换器转换的数字信号以及所述预设时间计算回波信号的接收时间和回波信号所对应的位置的反射率的估计值。

13.一种激光雷达的回波信号检测装置，其特征在于，包括：

接收模块，接收模拟信号形态的回波信号；

判断模块，判断回波信号的强度是否高于阈值；

计时模块，测量从回波信号的强度开始高于阈值时起经过预设时间的时间作为第二时间，其中，所述预设时间的长度是接收回波信号之前已经设定的值，且小于从激光雷达发出的激光的脉冲宽度；

最大值保存模块，保存所述预设时间内的回波信号的强度的最大值；

模拟数字转换器，将保存的第二时间时的最大值转换为数字信号；

时间数字转换器，将所述第二时间或者与所述第二时间相关的时间转换为数字信号，与所述第二时间相关的时间是能够利用检测过程中已知的参数通过计算得到第二时间的时间；

发送模块，将在所述时间数字转换器转换的数字信号以及在所述模拟数字转换器转换的数字信号发送给激光雷达外部或内部的处理器。

14.如权利要求13所述的激光雷达的回波信号检测装置，其特征在于，还包括：

处理器，利用所述阈值、在所述时间数字转换器转换的数字信号、在所述模拟数字转换器转换的数字信号以及所述预设时间计算回波信号的接收时间和回波信号所对应的位置的反射率的估计值。

15.一种激光雷达的回波信号检测装置，其特征在于，包括：

接收模块，接收模拟信号形态的被限幅的回波信号；

判断模块，判断回波信号的强度是否高于阈值；

计时模块，测量从回波信号的强度开始高于阈值时起经过预设时间的时间作为第二时间，其中，所述预设时间的长度是接收回波信号之前已经设定的值，且小于从激光雷达发出的激光的脉冲宽度；

积分模块，在所述预设时间内将回波信号的强度进行积分而得到积分值；

模拟数字转换器，将第二时间时的积分值转换为数字信号；

时间数字转换器，将所述第二时间或者与所述第二时间相关的时间转换为数字信号，与所述第二时间相关的时间是能够利用检测过程中已知的参数通过计算得到第二时间的时间；

发送模块，将在所述时间数字转换器转换的数字信号以及在所述模拟数字转换器转换的数字信号发送给激光雷达外部或内部的处理器。

16.如权利要求15所述的激光雷达的回波信号检测装置，其特征在于，还包括：

处理器，利用所述阈值、在所述时间数字转换器转换的数字信号、在所述模拟数字转换器转换的数字信号、限幅的强度以及所述预设时间计算回波信号的接收时间和回波信号所对应的位置的反射率的估计值。

17.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如权利要求1-10中任一项所述的方法。

18.一种激光雷达，其特征在于，包括权利要求11-16中任一项所述的激光雷达的回波信号检测装置。

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