CN112731421A - 一种激光雷达系统及其光强切换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光雷达系统及其光强切换方法，该光强切换方法，包括：在本圈测量过程中，获取电机处于当前测量位置所对应的测量光强和换挡门限对；在电机处于当前测量位置时，采用所述测量光强对目标物体进行测量，获取目标物体的距离信息和回波强度；根据所述距离信息和本圈换挡门限对确定下一圈测量中，所述电机处于当前测量位置时所对应的换挡门限对；根据所述回波强度和本圈换挡门限对确定下一圈测量中，所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强。在本发明中，在不影响测量精度的情况下，在一段距离下尽可能使用同一个光强，使得光强可以尽可能稳定，在二维或三维空间中测试的直线或平面可以尽可能的平整。

Description

一种激光雷达系统及其光强切换方法
技术领域
本发明属于激光雷达技术领域，更具体地，涉及一种激光雷达系统及其光强切换方法。
背景技术
激光雷达是通过发射激光信号对周围空间进行扫描并获取空间参数的设备，广泛应用于地理测绘、环境探测、工业扫描或无人驾驶等行业。目前的激光雷达多使用固定光强或者多个光强时使用固定位置切换光强的做法。
对于单个光强测距，由于光强单一，所测的距离范围有限，近距离盲区大，远距离不够远。使用多个光强可以有效的减小盲区和增大测试距离，但是由于多个光强在测试同一个距离时所产生的误差不一样，相邻两光强重叠区域大，使得光强在固定位置切换时会出现测试误差不稳定，单点测距虽然可以满足精度，但是在二维甚至三维测距时会出现直线不直，平面不平的问题。
鉴于此，克服该现有技术产品所存在的不足是本技术领域亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种激光雷达系统及其光强切换方法，其目的在于，在不影响测量精度的情况下，在一段距离下尽可能使用同一个光强，使得光强可以尽可能稳定，在二维或三维空间中测试的直线或平面可以尽可能的平整，可以有效地解决多个光强下由于光强选择不稳定带来二维和三维图形不稳定的问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种激光雷达系统的光强切换方法，包括：
在本圈测量过程中，获取电机处于当前测量位置所对应的测量光强和换挡门限对；
在电机处于当前测量位置时，采用所述测量光强对目标物体进行测量，获取目标物体的距离信息和回波强度；
根据所述距离信息和本圈换挡门限对确定下一圈测量中，所述电机处于当前测量位置时所对应的换挡门限对；
根据所述回波强度和本圈换挡门限对确定下一圈测量中，所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强。
优选地，所述光强切换方法还包括：
获取每一光强的可用回波强度范围，其中，所述可用回波强度范围的两个边界值分别为最小回波强度和最大回波强度；
对于相邻的两个光强，依据两光强的回波强度建立高换挡门限对和低换挡门限对；
其中，高换挡门限对表示优先使用弱光，低换挡门限对表示优先使用强光。
优选地，所述对于相邻的两个光强，依据两光强的回波强度建立高换挡门限对和低换挡门限对包括：
对于相邻的两个光强，设置弱光的最大回波强度为高门限点，并在强光的可用回波强度范围中取一个回滞点为高回滞点，其中该回滞点的回波强度小于弱光的高门限点的回波强度，通过高门限点的回波强度和高回滞点的回波强度组成这两个光强的高换挡门限对；
设置强光的最小回波强度为低门限点，并在弱光的可用回波强度范围中取一个回滞点为低回滞点，其中该回滞点的回波强度大于强光的低门限点的回波强度，通过低门限点的回波强度和低回滞点的回波强度组成这两个光强的低换挡门限对。
优选地，根据所述回波强度和本圈换挡门限对确定下一圈测量中，所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强包括：
对于相邻的两个光强，当所述测量光强为强光，本圈换挡门限对为高换挡门限对时，判断实际测得的回波强度是否小于该高换挡门限对中的高回滞点的回波强度；若小于，则下一圈测量中所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强为本圈换挡门限对所对应的弱光；
对于相邻的两个光强，当所述测量光强为强光，本圈换挡门限对为高换挡门限对时，判断实际测得的回波强度是否大于该高换挡门限对中的高门限点的回波强度；若大于，则下一圈测量中所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强保持不变；
对于相邻的两个光强，当所述测量光强为强光，本圈换挡门限对为低换挡门限对时，判断实际测得的回波强度是否小于该低换挡门限对中的低门限点的回波强度；若小于，则下一圈测量中所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强为本圈换挡门限对所对应的弱光；
对于相邻的两个光强，当所述测量光强为强光，本圈换挡门限对为低换挡门限对时，判断实际测得的回波强度是否大于该低换挡门限对中的低回滞点的回波强度；若大于，则下一圈测量中所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强保持不变。
优选地，根据所述回波强度和本圈换挡门限对确定下一圈测量中，所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强包括：
对于相邻的两个光强，当所述测量光强为弱光，本圈换挡门限对为高换挡门限对时，判断实际测得的回波强度是否小于该高换挡门限对中的高回滞点的回波强度；若小于，则下一圈测量中所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强保持不变；
对于相邻的两个光强，当所述测量光强为弱光，本圈换挡门限对为高换挡门限对时，判断实际测得的回波强度是否大于该高换挡门限对中的高门限点的回波强度；若大于，则下一圈测量中所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强为本圈换挡门限对所对应的强光；
对于相邻的两个光强，当所述测量光强为弱光，本圈换挡门限对为低换挡门限对时，判断实际测得的回波强度是否小于该低换挡门限对中的低门限点的回波强度；若小于，则下一圈测量中所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强保持不变；
对于相邻的两个光强，当所述测量光强为弱光，本圈换挡门限对为低换挡门限对时，判断实际测得的回波强度是否大于该低换挡门限对中的低回滞点的回波强度；若小于，则下一圈测量中所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强为本圈换挡门限对所对应的强光。
优选地，根据所述距离信息和本圈换挡门限对确定下一圈测量中，所述电机处于当前测量位置时所对应的换挡门限对包括：
根据所述距离信息确定优先使用的期望光强，判断所述期望光强与所述测量光强是否一致；
若所述期望光强与所述测量光强一致，则直接将当前换挡门限对作为下一圈测量的换挡门限对。
优选地，根据所述距离信息和本圈换挡门限对确定下一圈测量中，所述电机处于当前测量位置时所对应的换挡门限对还包括：
若所述期望光强与所述测量光强不一致，则判断所述期望光强与所述测量光强是否为相邻光强；
若所述期望光强与所述测量光强为相邻光强，则判断当前换挡门限对是否为优先使用所述期望光强的换挡门限对；
若当前换挡门限对为优先使用所述期望光强的换挡门限对，则直接将当前换挡门限对作为下一圈测量的换挡门限对；
若当前换挡门限对不为优先使用所述期望光强的换挡门限对，则设置优先使用所述期望光强的换挡门限对为下一圈测量的换挡门限对。
优选地，根据所述距离信息和本圈换挡门限对确定下一圈测量中，所述电机处于当前测量位置时所对应的换挡门限对还包括：
若所述期望光强与所述测量光强不为相邻光强，则在靠近所述期望光强的方向上，选取所述测量光强的相邻光强S，并设置优先使用相邻光强S的换挡门限对为下一圈测量的换挡门限对。
优选地，所述光强切换方法还包括：
在第一圈测量过程中，获取电机的当前测量位置，并初始化测量光强为最大光强或最小光强，并初始化换挡门限对；
在一圈测量过程中，当全部测量位置的均完成测试后，上报获取到的一组距离信息，并采用新的测量光强和新的换挡门限对进行下一圈的测试。
为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，提供了一种激光雷达系统，所述激光雷达系统包括至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被程序设置为执行本发明所述的光强切换方法。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：本发明提供一种激光雷达系统及其光强切换方法，该光强切换方法，包括：在本圈测量过程中，获取电机处于当前测量位置所对应的测量光强和换挡门限对；在电机处于当前测量位置时，采用所述测量光强对目标物体进行测量，获取目标物体的距离信息和回波强度；根据所述距离信息和本圈换挡门限对确定下一圈测量中，所述电机处于当前测量位置时所对应的换挡门限对；根据所述回波强度和本圈换挡门限对确定下一圈测量中，所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强。
在本发明中，根据本圈测量得到的距离信息确定下一圈的换挡门限对，根据本圈测量得到的回波强度和上一圈的换挡门限对确定下一圈测量的测量光强，在不影响测量精度的情况下，在一段距离下尽可能使用同一个光强，使得光强可以尽可能稳定，在二维或三维空间中测试的直线或平面可以尽可能的平整，可以有效地解决多个光强下由于光强选择不稳定带来二维和三维图形不稳定的问题。此光强切换方法不影响激光雷达系统的基础测距功能，在二维或三维空间测距平整度稳定，可以在多维测距领域广泛使用。
附图说明
图1是是本发明实施例提供的多种光强所对应的可用回波强度范围和相邻光强之间的换挡门限对的示意图；
图2是本发明实施例提供的一种激光雷达系统的光强切换方法的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的另一种激光雷达系统的光强切换方法的流程示意图；
图4是本发明实施例提供的又一种激光雷达系统的光强切换方法的流程示意图；
图5是本发明实施例提供的一种激光雷达系统的结构示意图。
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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”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而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。
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。
实施例1：
目前高量程的激光雷达由于测量距离范围太远而不得不使用多个光强以满足在远距离和近距离都达到足够的精度。在使用多个光强时必然出现光强切换，图1是以三个光强为例，从图中可以看出相邻光强的可用回波强度的重叠区域很大，这使得如果将换挡门限设置在中间位置，会使得同一个测试点所使用的光强不确定。由于这种不确定性，在测量单点重复性上，精度会明显不如同一光强下的单点重复性好，在测量二维或三维图形时，也会出现更严重的直线不直，平面不平。为此在一定的距离下，将尽可能使用同一个光强，以达到更好的测量精度。在本实施例中，为了解决在二维或三维测距时由于不同光强测量误差带来的直线或平面凹凸不平的问题，提出了一种激光雷达系统的光强切换方法，结合图2和图3，该光强切换方法包括如下步骤：
步骤101：在本圈测量过程中，获取电机处于当前测量位置所对应的测量光强和换挡门限对。
在实际应用场景下，首先确定电机的起始角度和终止角度，然后驱动电机运动，在一圈运动过程中，电机每运动至一个测量位置会发出激光对目标物体进行测量。
其中，在第一圈测量过程中，获取电机的当前测量位置，并初始化测量光强为最大光强或最小光强，并初始化换挡门限对。在其他圈的测量过程中，直接从ram中读取按照步骤102～104得到的换挡门限对和测量光强，其中，采用测量光强对目标物体进行测量，采用换挡门限对和获取到的回波强度计算下一圈的测量光强，如此循环扫描测量。
步骤102：在电机处于当前测量位置时，采用所述测量光强对目标物体进行测量，获取目标物体的距离信息和回波强度。
步骤103：根据所述距离信息和本圈换挡门限对确定下一圈测量中，所述电机处于当前测量位置时所对应的换挡门限对。
在本实施例中，每一测量位置对应一个换挡门限对，在获取到换挡门限对后将其存储至ram中，供下一圈测试使用。
步骤104：根据所述回波强度和本圈换挡门限对确定下一圈测量中，所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强。
在本实施例中，每一测量位置对应一个测量光强，在获取到测量光强后将其存储至ram中，供下一圈测试使用。
在一圈测量过程中，当全部测量位置的均完成测试后，上报获取到的一组距离信息，并采用新的测量光强和新的换挡门限对进行下一圈的测试。
在实际应用场景下，激光雷达系统可以发射多种不同光强的激光，每一种光强的激光均有其所适用的测量距离，相邻光强的激光之间设置有换挡门限对，根据换挡门限对切换下一圈测量所适用的光强。在本实施例中，首先建立相邻光强之间的换挡门限对，具体过程如下：
获取每一光强的可用回波强度范围，其中，所述可用回波强度范围的两个边界值分别为最小回波强度和最大回波强度；对于相邻的两个光强，依据两光强的回波强度建立高换挡门限对和低换挡门限对；其中，高换挡门限对表示优先使用弱光，低换挡门限对表示优先使用强光。
具体地，对于相邻的两个光强，设置弱光的最大回波强度为高门限点，并在强光的可用回波强度范围中取一个回滞点为高回滞点，其中该回滞点的回波强度小于弱光的高门限点的回波强度，通过高门限点的回波强度和高回滞点的回波强度组成这两个光强的高换挡门限对；其中，高回滞点的回波强度略小于高门限点的回波强度，避免在光强切换时，在同一点反复切换。
设置强光的最小回波强度为低门限点，并在弱光的可用回波强度范围中取一个回滞点为低回滞点，其中该回滞点的回波强度大于强光的低门限点的回波强度，通过低门限点的回波强度和低回滞点的回波强度组成这两个光强的低换挡门限对。其中，低回滞点的回波强度略大于低门限点的回波强度，避免在光强切换时，在同一点反复切换。
以图1为例，光强I为最小光，光强III为最大光，假设激光雷达系统的量程为300m，在0到100m内优先使用光强I，100m到200m内优先使用光强II，200m到300m内优先使用光强III，其中，光强I的可用回波强度范围为[C，C’]，光强II的可用回波强度范围为[B，G]，光强III的可用回波强度范围为[F，F’]。其中，换挡门限对BA为光强I和光强II之间优先使用光强II的换挡门限对，换挡门限对DC为光强I和光强II之间优先使用光强I的换挡门限对，换挡门限对FE为光强II和光强III之间优先使用光强III的换挡门限对，HG为光强II和光强III之间优先使用光强II的换挡门限对。
可以理解为：相邻光强的换挡门限对有两个，其中一个换挡门限对在弱光的顶端，优先使用弱光，另一个在强光的底部，优先使用强光，例如，光强I和光强II，有一个换挡门限对DC在光强I的顶端，其中C为门限，D为回滞，优先使用光强I；另一个叫换挡门限对BA在光强II的底端，其中B为门限，A为回滞，优先使用光强II。
在一个可选的实施例中，步骤104中具体包括：
在一个可选的实施例中，对于相邻的两个光强，当所述测量光强为强光，本圈换挡门限对为高换挡门限对时，判断实际测得的回波强度是否小于该高换挡门限对中的高回滞点的回波强度；若小于，则下一圈测量中所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强为本圈换挡门限对所对应的弱光。
以图1为例，测量光强为光强III，本圈换挡门限对为HG，实际测得的回波强度小于H，需要切回光强II的情况。
在一个可选的实施例中，对于相邻的两个光强，当所述测量光强为强光，本圈换挡门限对为高换挡门限对时，判断实际测得的回波强度是否大于该高换挡门限对中的高门限点的回波强度；若大于，则下一圈测量中所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强保持不变。
以图1为例，测量光强为光强III，本圈换挡门限对为HG，实际测得的回波强度大于G，测量光强保持不变，仍用光强III。
在一个可选的实施例中，对于相邻的两个光强，当所述测量光强为强光，本圈换挡门限对为低换挡门限对时，判断实际测得的回波强度是否小于该低换挡门限对中的低门限点的回波强度；若小于，则下一圈测量中所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强为本圈换挡门限对所对应的弱光。
以图1为例，测量光强为光强III，本圈换挡门限对为FE，实际测得的回波强度小于E，需要切回光强II的情况。
在一个可选的实施例中，对于相邻的两个光强，当所述测量光强为强光，本圈换挡门限对为低换挡门限对时，判断实际测得的回波强度是否大于该低换挡门限对中的低回滞点的回波强度；若大于，则下一圈测量中所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强保持不变。
以图1为例，测量光强为光强III，本圈换挡门限对为FE，实际测得的回波强度大于F，测量光强保持不变，仍用光强III。
在一个可选的实施例中，对于相邻的两个光强，当所述测量光强为弱光，本圈换挡门限对为高换挡门限对时，判断实际测得的回波强度是否小于该高换挡门限对中的高回滞点的回波强度；若小于，则下一圈测量中所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强保持不变。
以图1为例，测量光强为光强II，本圈换挡门限对为HG，实际测得的回波强度小于H，测量光强保持不变，仍用光强II。
在一个可选的实施例中，对于相邻的两个光强，当所述测量光强为弱光，本圈换挡门限对为高换挡门限对时，判断实际测得的回波强度是否大于该高换挡门限对中的高门限点的回波强度；若大于，则下一圈测量中所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强为本圈换挡门限对所对应的强光。
以图1为例，测量光强为光强II，本圈换挡门限对为HG，实际测得的回波强度大于G，需要切回光强III的情况。
在一个可选的实施例中，对于相邻的两个光强，当所述测量光强为弱光，本圈换挡门限对为低换挡门限对时，判断实际测得的回波强度是否小于该低换挡门限对中的低门限点的回波强度；若小于，则下一圈测量中所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强保持不变。
以图1为例，测量光强为光强II，本圈换挡门限对为FE，实际测得的回波强度小于E，测量光强保持不变，仍用光强II。
在一个可选的实施例中，对于相邻的两个光强，当所述测量光强为弱光，本圈换挡门限对为低换挡门限对时，判断实际测得的回波强度是否大于该低换挡门限对中的低回滞点的回波强度；若小于，则下一圈测量中所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强为本圈换挡门限对所对应的强光。
以图1为例，测量光强为光强II，本圈换挡门限对为FE，实际测得的回波强度大于F，需要切回光强III的情况。
在实际应用场景下，结合图4，在步骤103中具体包括如下步骤：根据所述距离信息确定优先使用的期望光强，判断所述期望光强与所述测量光强是否一致；若所述期望光强与所述测量光强一致，则直接将当前换挡门限对作为下一圈测量的换挡门限对。若所述期望光强与所述测量光强不一致，则判断所述期望光强与所述测量光强是否为相邻光强；若所述期望光强与所述测量光强为相邻光强，则判断当前换挡门限对是否为优先使用所述期望光强的换挡门限对；若当前换挡门限对为优先使用所述期望光强的换挡门限对，则直接将当前换挡门限对作为下一圈测量的换挡门限对；若当前换挡门限对不为优先使用所述期望光强的换挡门限对，则设置优先使用所述期望光强的换挡门限对为下一圈测量的换挡门限对。若所述期望光强与所述测量光强不为相邻光强，则在靠近所述期望光强的方向上，选取所述测量光强的相邻光强S，并设置优先使用相邻光强S的换挡门限对为下一圈测量的换挡门限对。
以图1为例，假设当前测量位置使用的测量光强为光强III，当前换挡门限对为HG，通过光强III测试到的距离为20m，回波强度在Z点。由于测试到的距离时20m对应优先使用的期望光强为光强I，与当前使用光强III不一致，检测光强I和光强III是否是相邻光强，由于光强I和光强III不是相邻光强，则在靠近光强I的方向上，选取光强I的相邻光强II，并设置优先使用相邻光强II的换挡门限对DC为下一圈测量的换挡门限对。根据Z点的回波强度跟当前换挡门限对HG点比较，Z点小于H点所以换到光强II，保存光强II。即，下一圈测量过程中，当前测量位置对应的换挡门限对为DC，测量光强为II，在下一圈测量过程中，光强II测试到的距离为20m，回波强度在Z点，由于测试到的距离时20m对应优先使用的期望光强为光强I，与当前使用光强II不一致，检测光强I和光强II是否是相邻光强，由于光强I和光强II是相邻光强，由于当前换挡门限对DC为优先使用光强I的换挡门限对，则直接将当前换挡门限对DC作为下一圈测量的换挡门限对，根据Z点的回波强度跟当前换挡门限对DC点比较，Z点小于D点所以换到光强I，保存光强I，即，下一圈测量过程中，当前测量位置对应的换挡门限对为DC，测量光强为I，按照前述方式不断根据测试结果调整下一圈的换挡门限对和测量光强，保证在一段距离中，在不影响测量精度的情况下，在一段距离下尽可能使用同一个光强，使得光强可以尽可能稳定。
区别于现有技术，在本实施例中，根据本圈测量得到的距离信息确定下一圈的换挡门限对，根据本圈测量得到的回波强度和上一圈的换挡门限对确定下一圈测量的测量光强，在不影响测量精度的情况下，在一段距离下尽可能使用同一个光强，使得光强可以尽可能稳定，在二维或三维空间中测试的直线或平面可以尽可能的平整，可以有效地解决多个光强下由于光强选择不稳定带来二维和三维图形不稳定的问题。此光强切换方法不影响激光雷达系统的基础测距功能，在二维或三维空间测距平整度稳定，可以在多维测距领域广泛使用。
实施例2：
请参阅图5，图5是本发明实施例提供的一种激光雷达系统的结构示意图。本实施例的激光雷达系统包括一个或多个处理器41以及存储器42。其中，图5中以一个处理器41为例。
处理器41和存储器42可以通过总线或者其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
存储器42作为一种基于光强切换方法的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，上述实施例的方法以及对应的程序指令。处理器41通过运行存储在存储器42中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，实现前述实施例的方法。
其中，存储器42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42可选包括相对于处理器41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41。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。
值得说明的是，上述装置和系统内的模块、单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明的处理方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
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。
本领域的技术人员容易理解，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)

1.一种激光雷达系统的光强切换方法，其特征在于，包括：
在本圈测量过程中，获取电机处于当前测量位置所对应的测量光强和换挡门限对；
在电机处于当前测量位置时，采用所述测量光强对目标物体进行测量，获取目标物体的距离信息和回波强度；
根据所述距离信息和本圈换挡门限对确定下一圈测量中，所述电机处于当前测量位置时所对应的换挡门限对；
根据所述回波强度和本圈换挡门限对确定下一圈测量中，所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强。
2.根据权利要求1所述的光强切换方法，其特征在于，所述光强切换方法还包括：
获取每一光强的可用回波强度范围，其中，所述可用回波强度范围的两个边界值分别为最小回波强度和最大回波强度；
对于相邻的两个光强，依据两光强的回波强度建立高换挡门限对和低换挡门限对；
其中，高换挡门限对表示优先使用弱光，低换挡门限对表示优先使用强光。
3.根据权利要求2所述的光强切换方法，其特征在于，所述对于相邻的两个光强，依据两光强的回波强度建立高换挡门限对和低换挡门限对包括：
对于相邻的两个光强，设置弱光的最大回波强度为高门限点，并在强光的可用回波强度范围中取一个回滞点为高回滞点，其中该回滞点的回波强度小于弱光的高门限点的回波强度，通过高门限点的回波强度和高回滞点的回波强度组成这两个光强的高换挡门限对；
设置强光的最小回波强度为低门限点，并在弱光的可用回波强度范围中取一个回滞点为低回滞点，其中该回滞点的回波强度大于强光的低门限点的回波强度，通过低门限点的回波强度和低回滞点的回波强度组成这两个光强的低换挡门限对。
4.根据权利要求3所述的光强切换方法，其特征在于，根据所述回波强度和本圈换挡门限对确定下一圈测量中，所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强包括：
对于相邻的两个光强，当所述测量光强为强光，本圈换挡门限对为高换挡门限对时，判断实际测得的回波强度是否小于该高换挡门限对中的高回滞点的回波强度；若小于，则下一圈测量中所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强为本圈换挡门限对所对应的弱光；
对于相邻的两个光强，当所述测量光强为强光，本圈换挡门限对为高换挡门限对时，判断实际测得的回波强度是否大于该高换挡门限对中的高门限点的回波强度；若大于，则下一圈测量中所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强保持不变；
对于相邻的两个光强，当所述测量光强为强光，本圈换挡门限对为低换挡门限对时，判断实际测得的回波强度是否小于该低换挡门限对中的低门限点的回波强度；若小于，则下一圈测量中所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强为本圈换挡门限对所对应的弱光；
对于相邻的两个光强，当所述测量光强为强光，本圈换挡门限对为低换挡门限对时，判断实际测得的回波强度是否大于该低换挡门限对中的低回滞点的回波强度；若大于，则下一圈测量中所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强保持不变。
5.根据权利要求3所述的光强切换方法，其特征在于，根据所述回波强度和本圈换挡门限对确定下一圈测量中，所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强包括：
对于相邻的两个光强，当所述测量光强为弱光，本圈换挡门限对为高换挡门限对时，判断实际测得的回波强度是否小于该高换挡门限对中的高回滞点的回波强度；若小于，则下一圈测量中所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强保持不变；
对于相邻的两个光强，当所述测量光强为弱光，本圈换挡门限对为高换挡门限对时，判断实际测得的回波强度是否大于该高换挡门限对中的高门限点的回波强度；若大于，则下一圈测量中所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强为本圈换挡门限对所对应的强光；
对于相邻的两个光强，当所述测量光强为弱光，本圈换挡门限对为低换挡门限对时，判断实际测得的回波强度是否小于该低换挡门限对中的低门限点的回波强度；若小于，则下一圈测量中所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强保持不变；
对于相邻的两个光强，当所述测量光强为弱光，本圈换挡门限对为低换挡门限对时，判断实际测得的回波强度是否大于该低换挡门限对中的低回滞点的回波强度；若小于，则下一圈测量中所述电机处于当前测量位置时所对应的测量光强为本圈换挡门限对所对应的强光。
6.根据权利要求1所述的光强切换方法，其特征在于，根据所述距离信息和本圈换挡门限对确定下一圈测量中，所述电机处于当前测量位置时所对应的换挡门限对包括：
根据所述距离信息确定优先使用的期望光强，判断所述期望光强与所述测量光强是否一致；
若所述期望光强与所述测量光强一致，则直接将当前换挡门限对作为下一圈测量的换挡门限对。
7.根据权利要求6所述的光强切换方法，其特征在于，根据所述距离信息和本圈换挡门限对确定下一圈测量中，所述电机处于当前测量位置时所对应的换挡门限对还包括：
若所述期望光强与所述测量光强不一致，则判断所述期望光强与所述测量光强是否为相邻光强；
若所述期望光强与所述测量光强为相邻光强，则判断当前换挡门限对是否为优先使用所述期望光强的换挡门限对；
若当前换挡门限对为优先使用所述期望光强的换挡门限对，则直接将当前换挡门限对作为下一圈测量的换挡门限对；
若当前换挡门限对不为优先使用所述期望光强的换挡门限对，则设置优先使用所述期望光强的换挡门限对为下一圈测量的换挡门限对。
8.根据权利要求7所述的光强切换方法，其特征在于，根据所述距离信息和本圈换挡门限对确定下一圈测量中，所述电机处于当前测量位置时所对应的换挡门限对还包括：
若所述期望光强与所述测量光强不为相邻光强，则在靠近所述期望光强的方向上，选取所述测量光强的相邻光强S，并设置优先使用相邻光强S的换挡门限对为下一圈测量的换挡门限对。
9.根据权利要求1所述的光强切换方法，其特征在于，所述光强切换方法还包括：
在第一圈测量过程中，获取电机的当前测量位置，并初始化测量光强为最大光强或最小光强，并初始化换挡门限对；
在一圈测量过程中，当全部测量位置的均完成测试后，上报获取到的一组距离信息，并采用新的测量光强和新的换挡门限对进行下一圈的测试。
10.一种激光雷达系统，其特征在于，所述激光雷达系统包括至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被程序设置为执行如权利要求1～9任一项所述的光强切换方法。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1178108A (ja) * 1997-09-01 1999-03-23 Canon Inc 光量切り換え判定方法及び画像形成装置
US9530037B1 (en) * 2015-07-20 2016-12-27 Datalogic ADC, Inc. Toggling activation of lasers in scanner systems
CN106507410A (zh) * 2016-11-23 2017-03-15 广东新岸线计算机系统芯片有限公司 一种用于交通列车的无线通信方法和终端
JP2017162514A (ja) * 2017-06-09 2017-09-14 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 着陸判断支援システム、着陸判断支援方法、及び着陸判断支援プログラム
CN109655810A (zh) * 2019-03-05 2019-04-19 深圳市镭神智能系统有限公司 一种激光雷达抗干扰的方法、激光雷达及车辆
CN110386052A (zh) * 2019-06-26 2019-10-29 江铃汽车股份有限公司 一种远近光灯切换方法、系统、可读存储介质及汽车
CN111091508A (zh) * 2019-12-10 2020-05-01 中国科学院武汉物理与数学研究所 基于彩色三维扫描激光雷达的彩色点云滤波方法
CN111198360A (zh) * 2018-11-19 2020-05-26 深圳市速腾聚创科技有限公司 激光雷达及其控制方法
CN111679260A (zh) * 2020-05-19 2020-09-18 上海禾赛光电科技有限公司 拖点识别处理方法、激光雷达以及计算机可读存储介质
US20200400822A1 (en) * 2018-03-23 2020-12-24 Mitsubishi Electric Corporation Laser radar device

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1178108A (ja) * 1997-09-01 1999-03-23 Canon Inc 光量切り換え判定方法及び画像形成装置
US9530037B1 (en) * 2015-07-20 2016-12-27 Datalogic ADC, Inc. Toggling activation of lasers in scanner systems
CN106507410A (zh) * 2016-11-23 2017-03-15 广东新岸线计算机系统芯片有限公司 一种用于交通列车的无线通信方法和终端
JP2017162514A (ja) * 2017-06-09 2017-09-14 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 着陸判断支援システム、着陸判断支援方法、及び着陸判断支援プログラム
US20200400822A1 (en) * 2018-03-23 2020-12-24 Mitsubishi Electric Corporation Laser radar device
CN111198360A (zh) * 2018-11-19 2020-05-26 深圳市速腾聚创科技有限公司 激光雷达及其控制方法
CN109655810A (zh) * 2019-03-05 2019-04-19 深圳市镭神智能系统有限公司 一种激光雷达抗干扰的方法、激光雷达及车辆
CN110386052A (zh) * 2019-06-26 2019-10-29 江铃汽车股份有限公司 一种远近光灯切换方法、系统、可读存储介质及汽车
CN111091508A (zh) * 2019-12-10 2020-05-01 中国科学院武汉物理与数学研究所 基于彩色三维扫描激光雷达的彩色点云滤波方法
CN111679260A (zh) * 2020-05-19 2020-09-18 上海禾赛光电科技有限公司 拖点识别处理方法、激光雷达以及计算机可读存储介质

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
延新杰;李磊;: "1064nm/532nm双波长自由切换输出激光器", 光电技术应用, no. 06 *
李孟麟;左建章;朱精果;孟柘;: "双通道三维成像激光雷达技术研究", 测绘科学, no. 03 *

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