CN112666566A - 激光雷达测距方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于测距技术领域，提供一种激光雷达测距方法、装置、电子设备及存储介质，包括：向目标物体发射M个激光脉冲，M为大于0的自然数；接收所述目标物体反射所述M个激光脉冲而形成的M个回波；根据所述M个回波生成M个电信号；根据所述M个电信号生成M×N个放大信号；所述M×N个放大信号是由N个放大子电路中的每个放大子电路分别对所述M个电信号进行放大处理后生成的；所述N个放大子电路的放大系数各不相同，N为大于1的自然数；根据所述M×N个放大信号确定所述目标物体的距离。本申请能增加系统的测距量程和对不同反射率物体的测量能力。
Description
技术领域
本申请属于测距技术领域，尤其涉及一种激光雷达测距方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
目前激光雷达测量距离主要采用三角法及TOF(Time Of Flight，飞行时间)两种方法。其中，TOF方案的应用范围比较广。TOF方案有相位以及脉冲两种方案，脉冲方案大范围用于雷达市场。目前的脉冲方案适用于近距离物体及高发射率物体，测距量程和测量能力有限制。
发明内容
本申请的实施例提供一种激光雷达测距方法、装置、电子设备及存储介质，能增加系统的测距量程和对不同反射率物体的测量能力。
第一方面，本申请的实施例提供一种激光雷达测距方法，包括：向目标物体发射M个激光脉冲，所述M为大于0的自然数；
接收所述目标物体反射所述M个激光脉冲而形成的M个回波；
根据所述M个回波生成M个电信号；
根据所述M个电信号生成M×N个放大信号；所述M×N个放大信号是由所述N个放大子电路中的每个放大子电路分别对所述M个电信号进行放大处理后生成的；所述N个放大子电路的放大系数各不相同，N为大于1的自然数；
根据所述M×N个放大信号确定所述目标物体的距离。
在第一方面的一种可能的实现方式中，根据所述M×N个放大信号确定所述目标物体的距离，包括：
根据所述M×N个放大信号生成至少一个比较信号；所述至少一个比较信号是由比较器生成的；
根据所述至少一个比较信号中的一个比较信号确定所述目标物体的距离。
在第一方面的一种可能的实现方式中，向目标物体发射M个激光脉冲，包括：向目标物体发射M个功率不同的激光脉冲；
根据所述至少一个比较信号中的一个比较信号确定所述目标物体的距离，包括：
从所述至少一个比较信号中选择信号强度最接近设定信号强度的比较信号作为测距回波脉冲；
根据所述测距回波脉冲确定所述目标物体的距离。
在第一方面的一种可能的实现方式中，还包括：
根据所述测距回波脉冲对应的激光脉冲的功率，从预设的第一数据中查找与所述激光脉冲的功率对应的反射率作为所述目标物体的测定反射率；
所述第一数据为：在所述回波的信号强度为所述设定信号强度的情况下，激光脉冲照射不同反射率的材料时功率与所述材料的距离的数据。
第二方面，本申请的实施例提供一种激光雷达测距装置，包括：
发射单元，用于向目标物体发射M个激光脉冲，所述M为大于0的自然数；
接收单元，用于接收所述目标物体反射所述M个激光脉冲而形成的M个回波；
信号处理装置，用于：根据所述M个回波生成M个电信号，以及根据所述M个电信号生成M×N个放大信号；所述M×N个放大信号是由N个放大子电路中的每个放大子电路分别对所述M个电信号进行放大处理后生成的；所述N个放大子电路的放大系数各不相同，N为大于1的自然数；所述信号处理装置包括所述N个放大子电路；
距离确定装置，用于根据所述M×N个放大信号确定所述目标物体的距离。
第三方面，本申请的实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面中任一项所述的方法。
第四方面，本申请的实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一项所述的方法。
第五方面，本申请的实施例提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行上述第一方面中任一项所述的方法。
本申请的实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
向目标物体发射M个激光脉冲，基于接收到的M个回波生成M个电信号，由放大系数各不相同的N个放大子电路根据M个电信号生成M×N个放大信号，根据M×N个放大信号确定目标物体的距离；在测量近距离物体及高反射率物体时，放大系数较小的放大子电路生成的放大信号的脉宽是正常的，可以满足测量精度；而当激光测量到低反射率的物体及远处的物体时，放大系数较大的放大子电路会将弱信号放大到指定水平，从而完成测距。如此，在实际的测距过程中，放大系数较大的放大保证能够测量低反射率物体及远处的物体，放大系数较小的放大用于测量高反射率物体，能有效提升整个系统的动态范围，能增加系统的测距量程和对不同反射率物体的测量能力。
本申请的实施例的一些可能的实现方式具有如下有益效果：
向目标物体发射M个功率不同的激光脉冲，根据接收到的M个回波生成M个电信号，由放大系数各不相同的N个放大子电路根据M个电信号生成M×N个放大信号，根据M×N个放大信号经由比较器生成至少一个比较信号，从比较信号中选择信号强度最接近设定信号强度的比较信号作为测距回波脉冲，使不同距离的回波强度保持不变，实现动态调节功率的功能。采用动态调节功率的模式，能保证在测量范围内信号强度保持在一定的范围内，能够减少因信号强度变化而引起的测距偏移，从而提高测距精度。
根据测距回波脉冲对应的激光脉冲的功率，从预设的第一数据中查找与激光脉冲的功率对应的反射率作为目标物体的测定反射率，能计算出目标物体的反射率的相对强弱，能从不同物体中确定目标物体的位置。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的实施例中的技术方案，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他的附图。
图1是本申请实施例一提供的激光雷达测距方法的流程示意图；
图2是本申请实施例一提供的激光雷达测距方法的一种变型方式的流程示意图；
图3是本申请实施例二提供的激光雷达测距方法的流程示意图；
图4是本申请实施例一提供的激光雷达测距装置的结构示意图；
图5是本申请实施例一提供的比较器处理的信号的波形图；
图6是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图；
图7是本申请实施例提供的功率-距离曲线图。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图1至7及实施例，对本申请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仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请的实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
实施例一
本实施例提供一种激光雷达测距方法，具体是一种一种动态调节功率的测距方法，用于测量目标物体200的距离；目标物体200为能反射激光的物体，比如高反射率定位板，其中，反射可以是漫反射或者全反射。
图1示出本实施例提供的激光雷达测距方法的示意性流程图，作为示例而非限定，该方法可以应用于激光雷达测距装置100中。本实施例提供的激光雷达测距装置100与本实施例提供的激光雷达测距方法是对应的。
参考图4，本实施例提供的激光雷达测距装置100包括发射单元11、接收单元12、信号处理装置13和距离确定装置14。
本实施例提供的激光雷达测距方法包括步骤S11至步骤S14；该方法的执行主体为激光雷达测距装置100。下面结合本实施例提供的激光雷达测距方法和激光雷达测距装置100对本实施例进行说明。
步骤S11，向目标物体发射M个激光脉冲，其中，M为大于0的自然数。
由激光雷达测距装置100的发射单元11向目标物体200发射激光脉冲。参考图4，发射单元11包括脉冲激光器111和发射侧光学器件112；其中，脉冲激光器111为脉冲LD(LaserDiode，激光半导体)激光器。在需要对目标物体200进行测量时，发射单元11的脉冲激光器111发射激光脉冲；激光脉冲由发射侧光学器件112照射至目标物体200，具体是照射至目标物体200的表面；在这个过程中，发射侧光学器件112对激光脉冲进行聚焦和/或整形，因此，发射侧光学器件112可以为镜片(比如透镜)。
发射单元11向目标物体200先后发射三个激光脉冲，也即M等于三(此时M为大于1的自然数，或者说此时M≥2)；这三个激光脉冲的功率各不相同。在其他一些实施例中，发射单元11向目标物体200发射一个激光脉冲，也即M等于一。
步骤S12，接收目标物体反射M个激光脉冲而形成的M个回波。
由激光雷达测距装置100的接收单元12接收目标物体200反射激光脉冲而形成的回波。接收单元12包括接收侧光学器件121。
参考图4，发射单元11先后发射的三个功率不同的激光脉冲照射在目标物体200的表面，激光脉冲在目标物体200的表面发生漫反射，形成作为回波的漫反射光照射至接收单元12的接收侧光学器件121，由接收侧光学器件121将与三个激光脉冲对应的三个回波先后传输至后续的信号处理装置13；在这个过程中，接收侧光学器件121对三个回波进行聚焦和/或整形，因此，接收侧光学器件121可以为镜片(比如透镜)。
需要说明的是，三个回波均是光信号。
步骤S13，根据M个回波生成M×N个放大信号。
由激光雷达测距装置100的信号处理装置13根据接收单元12传输过来的回波生成放大信号。信号处理装置13包括信号转换器131和放大电路132。放大电路132包括N个放大子电路，具体有第一放大子电路、第二放大子电路、……、第N放大子电路，N个放大子电路的放大系数各不相同，N为大于1的自然数。
在本实施例中，放大电路132包括三个放大子电路，也即N等于三。三个放大子电路分别为第一放大子电路、第二放大子电路和第三放大子电路；其中，第一放大子电路为一级放大，第二放大子电路为二级放大，第三放大子电路为三级放大。第二放大子电路的放大系数(或称为放大倍数)大于第一放大子电路的放大系数，第三放大子电路的放大系数大于第二放大子电路的放大系数；具体的，第一放大子电路的放大系数为一倍，第二放大子电路的放大系数为第一放大子电路的放大系数的十倍，第三放大子电路的放大系数为第一放大子电路的放大系数的二十倍。每个放大子电路的放大系数是可以更改的，可在实际测试的过程中确定。在其他一些实施例中，放大电路132包括两个放大子电路。
M×N个放大信号是由N个放大子电路中的每个放大子电路放大与M个回波对应的M个信号中的每个信号生成的。在本实施例中，与M个回波对应的M个信号为三个电信号；M×N个放大信号具体为3×3个放大信号，也即9个放大信号。如前所述，三个回波均为光信号，由信号处理装置13的信号转换器131将三个回波转换为三个电信号，因此，信号转换器131为光电转换器，具体为雪崩光电二极管(APD，Avalanche Photo Diode)，由雪崩光电二极管接收脉冲激光器111发射的信号。基于上述内容，步骤S13(根据M个回波生成M×N个放大信号)包括步骤S131和步骤S132。
步骤S131，根据M个回波生成M个电信号。
接收单元12将三个回波传输至信号处理装置13的信号转换器131(也即雪崩光电二极管)，信号转换器131先后接收三个回波，生成与三个回波对应的三个电信号(或称为回波电信号)并将三个电信号输入放大电路132；当然，由信号转换器131生成信号后可以对信号进行相关处理(比如滤波)后再输入放大电路132，也即步骤S131的内容包含前述相关处理。在其他一些实施例中，信号转换器131的数量为M个，M个信号转换器131分别接收M个回波，生成M个电信号并输入放大电路132。
步骤S132，根据M个电信号生成M×N个放大信号。
放大电路132接收信号转换器131(也即雪崩光电二极管)传输过来的三个电信号，生成九个放大信号。这九个放大信号是由三个放大子电路中的每个放大子电路分别对三个电信号进行放大处理后生成的。具体的，放大电路132的三个放大子电路中的每个放大子电路对三个电信号中的每个电信号进行放大，生成九个放大信号，也即每个电信号分别由第一放大子电路、第二放大子电路和第三放大子电路放大，每个电信号对应三个放大信号。需要说明的是，放大子电路可以是放大电信号的幅值，也可以是放大电信号的功率，本实施例不以此为限。若是放大电信号的幅值，则各个放大子电路都是放大电信号的幅值；若是放大电信号的功率，则各个放大子电路都是放大电信号的功率；也即各个放大子电路放大电信号的指标(或电学参数)是相同的。
参考图4，激光雷达测距装置100的信号处理装置13生成M×N个放大信号(九个放大信号)之后，将M×N个放大信号传输至激光雷达测距装置100的距离确定装置14。
步骤S14，根据M×N个放大信号确定目标物体的距离。
距离确定装置14接收信号处理装置13传输过来的M×N个放大信号(九个放大信号)，计算出目标物体200的距离，具体是计算出目标物体200与激光雷达测距装置100之间的距离。
九个放大信号为模拟信号，为计算出目标物体200的距离，需要将模拟信号转换为数字信号。为此，在本实施例中，距离确定装置14包括比较器141和计算及处理装置142。相应的，步骤S14(根据M×N个放大信号确定目标物体的距离)包括步骤S141和步骤S142。
步骤S141，根据M×N个放大信号生成至少一个比较信号。
距离确定装置14的比较器141的数量为九个(M×N个)。一个放大信号输入一个比较器141。各个比较器141接收到输入的放大信号之后，对放大信号进行运算，生成比较结果并输出，得到九个比较结果；这九个比较结果为九个比较信号，均是数字信号(比如矩形波信号)，具有高电平和低电平。在其他一些实施例中，九个放大信号中的某些信号触发比较器失败，比如放大信号的幅值小于比较器的设定幅值，则比较器生成的比较信号的数量小于九个。
步骤S142，根据至少一个比较信号中的一个比较信号确定目标物体的距离。
发射单元11发射的三个功率不同的激光脉冲对应九个比较信号，九个比较信号都可以用于确定目标物体200的距离，但最终确定的距离只有一个。对此，在本实施例中，选取其中一个比较信号来确定目标物体200的距离。相应的，参考图4，计算及处理装置142包括信号筛选单元1421、计时单元1422(也可称为计时模块)和处理控制单元1423(也可称为处理控制模块)。那么，步骤S142包括步骤S1421和步骤S1422。
步骤S1421，从至少一个比较信号中选择信号强度最接近设定信号强度的比较信号作为测距回波脉冲。
计算及处理装置142的信号筛选单元1421接收九个比较信号，根据预先设定的信号强度，判断九个比较信号中哪一个比较信号的信号强度最接近设定信号强度，将该比较信号作为测距回波脉冲。
在其他一些实施例中，步骤S1421为从至少一个比较信号中选择脉宽最接近设定脉宽的比较信号作为测距回波脉冲。具体的，计算及处理装置142的信号筛选单元1421接收九个比较信号，根据预先设定的脉宽，判断九个比较信号中哪一个比较信号的脉宽接近设定脉宽，将该比较信号作为测距回波脉冲，从而选择脉宽最接近理想值的信号作为测距信号，能保证测距精度。
步骤S1422，根据测距回波脉冲确定目标物体的距离。
信号筛选单元1421选出测距回波脉冲之后，将测距回波脉冲传输至计时单元1422。计时单元1422在发射单元11发射激光脉冲时已经开始计时，计时单元1422接收测距回波脉冲，停止计时并输出计时结果至处理控制单元1423，由处理控制单元1423根据计时结果计算出目标物体200的距离。
在本实施例中，计时单元1422为时间数字转换器(简称TDC，Time-to-DigitalConverter)；处理控制单元1423为单片机，比如MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)。
基于上述内容对本实施例提供的激光雷达测距方法的具体过程进行说明。执行向目标物体发射M个激光脉冲的同时开始计时：处理控制单元1423控制发射单元11的脉冲激光器111发射激光脉冲的同时，发出起始信号START，作为计时单元1422的开始计时信号；计时单元1422接收到起始信号START后开始计时。响应于检测到测距回波脉冲的上升沿，结束计时并生成计时数据：脉冲激光器111发射的激光脉冲经过目标物体200的表面发生漫反射，信号转换器131(雪崩光电二极管)接收到脉冲激光器111发射的信号，经过放大电路132放大，生成放大信号输入至比较器141；比较器141根据放大信号产生作为测距回波脉冲的比较信号输出到计时单元1422；计时单元1422检测测距回波脉冲的上升沿作为结束计时信号STOP，停止计时；通过计算信号STOP到信号START的时间差，从而得到信号(激光脉冲)由发出到接收完成的时间差，该时间差是作为计时数据的时间t1。根据计时数据确定目标物体200的距离：计时单元1422记录激光发射到接收的时间t1并发送给处理控制单元1423；根据公式距离＝速度*时间(L＝V*T)，其中，光速默认C＝3*10^8m/s，那么两点间的距离L＝C*t1/2；处理控制单元1423读取计时单元1422的计时数据(包含时间t1)，计算得出两点间距离，也即目标物体200的距离，然后输出到显示单元(比如显示屏)或者其他外部设备。
根据上述可知，放大系数较大的放大子电路(比如二级及三级放大子电路)在测量近距离物体及高反射率物体时，会导致放大后的信号的脉宽发生展宽，从而影响测距精度；此时放大系数较小的放大子电路(比如一级放大子电路)生成的放大信号的脉宽是正常的，可以满足测量需求。而当激光测量到低反射率的物体及远处的物体时，放大系数较小的放大子电路生成的放大信号(比如一级放大信号)可能会太弱，以至于无法用于确定距离比如触发不了比较器，从而造成回波信号为零。而放大系数较大的放大子电路(比如二级及三级放大子电路)会将弱信号放大到指定水平比如足以触发比较器的水平，从而完成测距。如此，在实际的测距过程中，放大系数较大的放大(比如二级及三级放大)保证能够测量低反射率物体及远处的物体，放大系数较小的放大(比如一级放大)用于测量高反射率物体。采用多级放大的方式能有效提升整个系统的动态范围，能增加系统的测距量程和对不同反射率的测量能力。
在激光器定功率的模式下，由近及远的测量同一种反射率材料的物体，回波信号的强度会随着距离而变化，从而使每个距离的测距精度发生变化。具体而言，对于同一距离，有不同反射率的标靶(目标物体200)时，接收到的信号的强度会发生变化：反射率高的目标，信号会强；反射率低的目标，信号会弱。当在同一位置出现信号强度不同，比较器的门槛(比如比较阈值)y1固定时，如图5，比较器确定的信号前沿位置不同，生成的比较信号的前沿位置也就不同，计时单元1422基于检测到比较信号(测距回波脉冲)的上升沿计算的时间分别为t1和t2，导致精度偏差变大，无法满足高精度测距。在本实施例中，向目标物体发射M个功率不同的激光脉冲，根据接收到的M个回波经由放大系数各不相同的N个放大子电路生成M×N个放大信号，根据M×N个放大信号经由比较器生成至少一个比较信号，从比较信号中选择信号强度最接近设定信号强度的比较信号作为测距回波脉冲，使不同距离的回波强度保持不变，实现动态调节功率的功能。采用动态调节功率的模式，能保证在测量范围内信号强度保持在一定的范围内，能够减少因信号强度变化而引起的测距偏移，从而提高测距精度。
通过多级放大和动态调节功率，能够保证雷达测距全量程范围内，全反射率范围内的回波信号强度保持在相对稳定的范围内，从而能减弱因信号强度变化造成的测距误差。其中，三级放大能够有效提升电路的动态范围同时能保证成本最低。
激光雷达测距装置100存储有第一数据，比如在存储部件(例如闪存)中存储有第一数据。第一数据为：在回波的信号强度为设定信号强度I0的情况下，激光脉冲照射不同反射率的材料时功率与材料的距离的数据。在激光雷达测距装置(或者说激光雷达)的标定过程中，在回波的信号强度保持在I0的情况下，记录激光雷达作用于三种不同反射率材料的功率随距离的变化曲线，其中，三种材料的相对反射率分别为5％、90％和1000％。比如：对于反射率为n1且距离为L1的材料，调节发射的激光脉冲的功率，使得接收到的回波的信号强度(比如前述电信号的信号强度)为设定信号强度I0，记录对应的功率和距离；将材料的距离改变为L2，调节发射的激光脉冲的功率，使得接收到的回波的信号强度(比如前述电信号的信号强度)为设定信号强度I0，记录对应的功率和距离；如此反复，直至得到多组功率和距离，参考图7，形成功率-距离曲线；对于反射率为n2的材料和反射率为n3的材料也是如此；那么，就可以得到三条功率-距离曲线。将三条曲线保存在闪存(Flash)中作为第一数据。第一数据包含的功率-距离曲线的数量与发射单元11发射的激光脉冲的个数是对应的，也就是包含M条功率-距离曲线；那么，在第一数据中，一个距离就对应M个功率，或者一个功率就对应M个距离。第一数据的具体内容包括设定信号强度I0、材料的反射率、激光脉冲的功率、以及材料的距离。
参考图2，本实施例提供的激光雷达测距方法还包括步骤S21。
步骤S21，从预设的第一数据中查找与当前确定的目标物体200的距离对应的M个功率作为下一次发射的激光脉冲的功率。
根据前述步骤S11至步骤S14可以确定目标物体200的一个当前距离。初始时(比如初次使用时)，激光雷达测距装置100的发射单元11发射的M个激光脉冲的功率是随机确定的，得到的目标物体200的当前距离可能存在误差。为提高测量到的距离的精度，在获得目标物体200的当前距离后，从前述第一数据中查找与当前确定的目标物体200的距离对应的M个功率作为下一次发射的激光脉冲的功率。激光雷达测距装置100的发射单元11将查找到的M个功率作为下一次发射M个激光脉冲的功率。那么，就可以从M个激光脉冲对应的比较信号中选择到一个信号强度更加接近设定信号强度的比较信号作为测距回波脉冲，特别是当查找到的M个功率所对应的反射率有一个与目标物体200反射率比较接近时(比如将反射率已知的目标物体200作为第一数据中反射率对应的材料，也就是将反射率已知的目标物体200作为不同反射率的材料中的一者)。如此，能进一步测距的精度。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于：参考图3，本实施例提供的激光雷达测距方法还包括步骤S31。
步骤S31，根据测距回波脉冲对应的激光脉冲的功率，从预设的第一数据中查找与激光脉冲的功率对应的反射率作为目标物体的测定反射率。
需要说明的是，本实施例中的第一数据为实施例一中的数据。
每次测距时，激光雷达测距装置100的发射单元11发射三个功率不同的激光脉冲，从而形成三个回波，三个回波的强度(比如前述电信号的信号强度)分别为I1、I2和I3，选择三个回波中信号强度最接近设定信号强度I0的回波作为测距回波脉冲，同时根据选择的测距回波脉冲对应的激光脉冲的功率(比如根据发射时间确定测距回波脉冲对应的激光脉冲为第一个激光脉冲)以及当前确定的目标物体200的距离，从前述第一数据(功率-距离曲线)中选择对应的反射率作为当前目标物体200的测定反射率；该测定反射率为相对反射率。
在利用高反射率的定位板(简称高反定位板)进行定位时，需要从普通材料中确定高反定位板的位置，那么就需要知道高反定位板的反射率才能区分高反定位板和普通材料。本实施例在对目标物体200进行测距时，能计算出目标物体200的反射率的相对强弱，由于高反定位板的反射率远远高于普通材料，只要能分辨出高反定位板即可，这已经能够满足实际使用的要求，从而能确定高反定位板的位置。
图6为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。如图6所示，该实施例的电子设备6包括：至少一个处理器60(图6中仅示出一个)处理器、存储器61以及存储在存储器61中并可在至少一个处理器60上运行的计算机程序62；处理器60执行计算机程序62时实现上述任意各个激光雷达测距方法实施例中的步骤。
该电子设备可包括，但不仅限于，处理器60和存储器61。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是电子设备的举例，并不构成对电子设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
处理器60可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器60还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器61在一些实施例中可以是电子设备6的内部存储单元，例如电子设备的硬盘或内存。存储器61在另一些实施例中也可以是电子设备的外部存储设备，例如电子设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器61还可以既包括电子设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器61用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(BootLoader)、数据以及其他程序等，例如计算机程序的程序代码等。存储器61还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
示例性的，计算机程序62可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器61中，并由处理器60执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序62在电子设备6中的执行过程。
上述实施例提供的激光雷达测距方法为一种动态调节功率的测距方法，利用多级放大提高电路的动态范围，能增加系统的测距能力，能减少因信号强度变化引起的测距误差，能提高测距精度，能根据当前的功率值及距离标定物体的反射率。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，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单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
前述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于计算机可读存储介质中；该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质包括：能够将计算机程序代码携带到装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不可以是电载波信号和电信信号。
本申请的实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。
本申请的实施例提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品在计算设备上运行时，使得计算设备可实现上述各个方法实施例中的步骤。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
前述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也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单元来实现本实施例方案的目的。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种激光雷达测距方法，其特征在于，包括：
向目标物体发射M个激光脉冲，M为大于0的自然数；
接收所述目标物体反射所述M个激光脉冲而形成的M个回波；
根据所述M个回波生成M个电信号；
根据所述M个电信号生成M×N个放大信号；所述M×N个放大信号是由N个放大子电路中的每个放大子电路分别对所述M个电信号进行放大处理后生成的；所述N个放大子电路的放大系数各不相同，N为大于1的自然数；
根据所述M×N个放大信号确定所述目标物体的距离。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述M×N个放大信号确定所述目标物体的距离，包括：
根据所述M×N个放大信号生成至少一个比较信号；所述至少一个比较信号是由比较器生成的；
根据所述至少一个比较信号中的一个比较信号确定所述目标物体的距离。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，
向目标物体发射M个激光脉冲，包括：向目标物体发射M个功率不同的激光脉冲；
根据所述至少一个比较信号中的一个比较信号确定所述目标物体的距离，包括：
从所述至少一个比较信号中选择信号强度最接近设定信号强度的比较信号作为测距回波脉冲；
根据所述测距回波脉冲确定所述目标物体的距离。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述测距回波脉冲对应的激光脉冲的功率，从预设的第一数据中查找与所述激光脉冲的功率对应的反射率作为所述目标物体的测定反射率；
所述第一数据为：在所述回波的信号强度为所述设定信号强度的情况下，激光脉冲照射不同反射率的材料时功率与所述材料的距离的数据。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
从预设的第一数据中查找与当前确定的所述目标物体的距离对应的M个功率作为下一次发射的激光脉冲的功率；
所述第一数据为：在所述回波的信号强度为所述设定信号强度的情况下，激光脉冲照射不同反射率的材料时功率与所述材料的距离的数据。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述至少一个比较信号中的一个比较信号确定所述目标物体的距离，包括：
从所述至少一个比较信号中选择信号强度最接近设定信号强度的比较信号作为测距回波脉冲；
根据所述测距回波脉冲确定所述目标物体的距离；
或者，
从所述至少一个比较信号中选择脉宽最接近设定脉宽的比较信号作为测距回波脉冲；
根据所述测距回波脉冲确定所述目标物体的距离。
7.如权利要求3、4或5所述的方法，其特征在于，根据所述测距回波脉冲确定所述目标物体的距离，包括：
执行所述向目标物体发射M个激光脉冲的同时开始计时；
响应于检测到所述测距回波脉冲的上升沿，结束计时并生成计时数据；
根据所述计时数据确定所述目标物体的距离。
8.一种激光雷达测距装置，其特征在于，包括：
发射单元，用于向目标物体发射M个激光脉冲，M为大于0的自然数；
接收单元，用于接收所述目标物体反射所述M个激光脉冲而形成的M个回波；
信号处理装置，用于：根据所述M个回波生成M个电信号，以及根据所述M个电信号生成M×N个放大信号；所述M×N个放大信号是由N个放大子电路中的每个放大子电路分别对所述M个电信号进行放大处理后生成的；所述N个放大子电路的放大系数各不相同，N为大于1的自然数；所述信号处理装置包括所述N个放大子电路；
距离确定装置，用于根据所述M×N个放大信号确定所述目标物体的距离。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。
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