CN115236684A - 激光雷达扫描方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种激光雷达扫描方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：通过响应于扫描指令，确定扫描参数，所述扫描参数包括扫描周期以及振镜驱动波形，所述扫描周期包括正扫描周期以及逆扫描周期，所述振镜驱动波形还包括快轴驱动波形以及慢轴驱动波形；基于所述扫描参数进行正扫描以及逆扫描，获取正扫描数据以及逆扫描数据；基于所述正扫描数据以及逆扫描数据得到目标扫描数据。本方法通过在激光雷达的去程的正扫描完成之后，利用回程的时间和路径完成逆扫描，并基于正扫描数据和逆扫描数据得到目标扫描数据，解决了激光雷达扫描分辨率不高的问题，达到了提高激光雷达扫描效率的技术效果。

Description

激光雷达扫描方法、装置、计算机设备和存储介质

技术领域

本申请涉及激光雷达技术领域，特别是涉及一种激光雷达扫描方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

随着激光雷达技术的不断发展，激光雷达目前已经被广泛应用于各个领域，在工业场景下，对激光雷达的角度分辨率有了越来越高的要求，角度分辨率指的是两个相邻测距点的角度步进，然而受激光器本身的性能、扫描器件以及扫描距离等限制，激光雷达的角度分辨率仍然不高，点云密度也相对较低。

目前，对于激光雷达角度分辨率的提高，传统技术提供了一种通过降低电压来降低扫描速度的方式，增加扫描单行的点数，达到水平角度分辨率提高的效果，然而这种方式只增加了水平角度分辨率，且拉长时间过长，将导致扫描行数减小，相应地减小了垂直角度分辨率。

目前，相关技术中仍然存在激光雷达扫描分辨率不高的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高激光雷达扫描效率的激光雷达扫描方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质。

第一个方面，本申请提供了一种激光雷达扫描方法，所述激光雷达包括振镜，所述方法包括：

响应于扫描指令，确定扫描参数，所述扫描参数包括扫描周期以及振镜驱动波形，所述扫描周期包括正扫描周期以及逆扫描周期，所述振镜驱动波形还包括快轴驱动波形以及慢轴驱动波形；

基于所述扫描参数进行正扫描以及逆扫描，获取正扫描数据以及逆扫描数据；

基于所述正扫描数据以及逆扫描数据得到目标扫描数据。

在其中一个实施例中，所述响应于扫描指令，确定扫描参数包括：

响应于扫描指令，确定正扫描周期及对应的振镜驱动波形以及逆扫描周期；

基于所述正扫描周期的快轴驱动波形以及目标相位差确定所述逆扫描周期的快轴驱动波形。

在其中一个实施例中，所述基于所述正扫描周期的所述快轴驱动波形以及目标相位差确定所述逆扫描周期的快轴驱动波形之前还包括：

基于所述正扫描周期以及逆扫描周期确定所述目标相位差。

在其中一个实施例中，所述响应于扫描指令，确定扫描参数还包括：

响应于扫描指令，确定扫描周期、振镜驱动波形以及正扫描周期的激光发射时间；

基于所述正扫描周期的激光发射时间以及发射时间差确定所述逆扫描周期的激光发射时间。

在其中一个实施例中，所述基于所述正扫描周期的激光发射时间以及发射时间差确定所述逆扫描周期的激光发射时间之前还包括：

基于所述快轴驱动波形确定所述发射时间差。

在其中一个实施例中，所述响应于扫描指令，确定扫描参数还包括：

响应于扫描指令，确定目标扫描区域；

基于所述目标扫描区域确定所述正扫描周期以及逆扫描周期。

在其中一个实施例中，所述快轴驱动波形为正弦波，所述慢轴驱动波形为三角波。

第二个方面，本申请提供了一种激光雷达扫描装置，所述装置包括：

确定模块，用于响应于扫描指令，确定扫描参数，所述扫描参数包括扫描周期以及振镜驱动波形，所述扫描周期包括正扫描周期以及逆扫描周期，所述振镜驱动波形还包括快轴驱动波形以及慢轴驱动波形；

扫描模块，用于基于所述扫描参数进行正扫描以及逆扫描，获取正扫描数据以及逆扫描数据；

处理模块，用于基于所述正扫描数据以及逆扫描数据得到目标扫描数据。

第三个方面，本申请提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

第四个方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

上述激光雷达扫描方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，通过响应于扫描指令，确定扫描参数，所述扫描参数包括扫描周期以及振镜驱动波形，所述扫描周期包括正扫描周期以及逆扫描周期，所述振镜驱动波形还包括快轴驱动波形以及慢轴驱动波形；基于所述扫描参数进行正扫描以及逆扫描，获取正扫描数据以及逆扫描数据；基于所述正扫描数据以及逆扫描数据得到目标扫描数据。上述方法通过在激光雷达的去程的正扫描完成之后，利用回程的时间和路径完成一次逆扫描，并基于正扫描数据和逆扫描数据得到目标扫描数据，解决了激光雷达扫描分辨率不高的问题。

附图说明

图1为一个实施例中激光雷达扫描方法的应用环境图；

图2为一个实施例中激光雷达的结构框图；

图3为一个实施例中激光雷达扫描方法的流程示意图；

图4为另一个实施例中激光雷达扫描方法的波形示意图；

图5为另一个实施例中激光雷达扫描方法的波形示意图；

图6为一个实施例中激光雷达扫描方法的打点示意图；

图7为另一个实施例中激光雷达扫描方法的打点示意图；

图8为另一个实施例中激光雷达扫描方法的波形示意图；

图9为另一个实施例中激光雷达扫描方法的流程示意图；

图10为一个实施例中激光雷达扫描装置的结构框图；

图11为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、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。

本申请实施例提供的激光雷达扫描方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，终端102通过网络与服务器104进行通信。数据存储系统可以存储服务器104需要处理的数据。数据存储系统可以集成在服务器104上，也可以放在云上或其他网络服务器上。终端102响应于扫描指令，确定扫描参数，所述扫描参数包括扫描周期以及振镜驱动波形，所述扫描周期包括正扫描周期以及逆扫描周期，所述振镜驱动波形还包括快轴驱动波形以及慢轴驱动波形；基于所述扫描参数进行正扫描以及逆扫描，获取正扫描数据以及逆扫描数据；基于所述正扫描数据以及逆扫描数据得到目标扫描数据，将目标扫描数据发送至服务器104。其中，终端102可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑、物联网设备和便携式可穿戴设备，物联网设备可为智能音箱、智能电视、智能空调、智能车载设备等。便携式可穿戴设备可为智能手表、智能手环、头戴设备等。服务器104可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。

本申请实施例提供的激光雷达扫描方法，可以应用于如图2所示的激光雷达中。其中，发射模块用于基于激光发射指令发射光束或信号；接收模块用于接收扫描区域内反射的回波信号，并将该回波信号发送至数据处理模块；数据处理模块用于接收扫描指令，并对扫描指令进行处理，确定扫描参数，所述扫描参数包括扫描周期以及振镜驱动波形，所述扫描周期包括正扫描周期以及逆扫描周期，所述振镜驱动波形还包括快轴驱动波形以及慢轴驱动波形；数据处理模块向发射模块发送激光发射指令；数据处理模块向MEMS控制模块发送扫描参数，MEMS控制模块基于扫描参数中的扫描周期以及振镜驱动波形发送驱动信号对MEMS微镜进行振动；MEMS微镜用于将发射模块的光束或信号反射至扫描区域；当接收模块接收到回波信号时，数据处理模块基于激光发射指令和回波信号计算打点和各个点位对应的测距，生成正扫描数据和逆扫描数据，并基于正扫描数据和逆扫描数据生成目标扫描数据。

在一个实施例中，如图3所示，提供了一种激光雷达扫描方法，所述激光雷达包括振镜，所述方法包括：

步骤S100，响应于扫描指令，确定扫描参数，所述扫描参数包括扫描周期以及振镜驱动波形，所述扫描周期包括正扫描周期以及逆扫描周期，所述振镜驱动波形还包括快轴驱动波形以及慢轴驱动波形。

其中，扫描指令可以是用户发起的扫描请求，还可以包括用户设定的扫描参数。

振镜包括反射镜和MEMS驱动器，反射镜通过MEMS驱动器进行两轴驱动，两轴包括快轴和慢轴，其中，快轴的谐振频率远大于慢轴谐振频率。快轴通过快轴驱动波形驱动运行，慢轴通过慢轴驱动波形驱动运行。振镜驱动波形是指振镜驱动信号的波形类型，可以包括正弦波、三角波、锯齿波、方波中的一种或多种，快轴驱动波形和慢轴驱动波形可以采取不同的驱动波形，快轴或慢轴在同一扫描周期下也可以有不同驱动波形。

扫描周期可以包括快轴和慢轴的振镜驱动波形对应的周期。正扫描和逆扫描可以为慢轴驱动波形周期中的去程和回程。其中，正扫描为慢轴驱动波形中由慢轴的第一位置运行至慢轴的第二位置的扫描过程，逆扫描为慢轴驱动波形周期中由慢轴的第二位置运行至慢轴的第一位置的扫描过程。正扫描周期和逆扫描周期分别为慢轴和快轴在正扫描和逆扫描过程中的驱动波形的周期。

步骤S200，基于所述扫描参数进行正扫描以及逆扫描，获取正扫描数据以及逆扫描数据。

基于所述扫描参数进行正扫描以及逆扫描，是指基于扫描周期和振镜驱动波形进行正扫描和逆扫描。扫描过程中，快轴驱动波形和慢轴驱动波形分别驱动快轴和慢轴，光束由激光发射器发出并受振镜反射而发射至扫描区域，接收器接收扫描区域内的回波信号，基于回波信号分别生成正扫描数据以及逆扫描数据。

以图4为例，如图4所示，本实施例可以包括一至多个扫描周期，以慢轴驱动波形为三角波为例，其中一个慢轴的扫描周期T包括逆扫描周期T1和正扫描周期T2，快轴驱动波形叠加于慢轴驱动波形上，快轴驱动波形和慢轴驱动波形分别驱动快轴和慢轴，从而实现基于扫描参数进行正扫描和逆扫描。

步骤S300，基于所述正扫描数据以及逆扫描数据得到目标扫描数据。

基于正扫描数据和逆扫描数据得到目标扫描数据，可以是对正扫描数据和逆扫描数据进行合并，生成目标扫描数据。

本实施例提供的一种激光雷达扫描方法，在激光雷达的正扫描完成之后，利用慢轴回程过程中的时间和路径进行逆扫描，基于正扫描数据和逆扫描数据得到目标扫描数据，提高了扫描数据的数据密度，解决了激光雷达扫描分辨率不高的问题，达到了提高激光雷达扫描分辨率的技术效果。

在其中一个实施例中，所述响应于扫描指令，确定扫描参数包括：

响应于扫描指令，确定正扫描周期及对应的振镜驱动波形以及逆扫描周期；

基于所述正扫描周期的快轴驱动波形以及目标相位差确定所述逆扫描周期的快轴驱动波形。

正扫描周期可以包括快轴驱动波形和慢轴驱动波形在正扫描过程中的周期，逆扫描周期可以包括快轴驱动波形和慢轴驱动波形在逆扫描过程中的周期。振镜驱动波形可以是快轴和慢轴在扫描期间的驱动波形。一般而言，正扫描周期以及对应的驱动波形可以根据先验知识获取，与激光雷达的性能参数以及扫描需求相关。

相位是指快轴驱动波或慢轴驱动波在特定时刻下的位置。在本实施例中，目标相位差可以是快轴驱动波形在正扫描与逆扫描下的相位的差值。

可以理解的是，振镜在经过快轴驱动信号和慢轴驱动信号的控制下，能够按照快轴驱动波形和慢轴驱动波形的路径在扫描区域范围内，反射由激光发射器发射的光束，所记录的点云数据是在快轴驱动信号和慢轴驱动信号并行控制下的路径上进行打点。因此，点云数据的打点位置受快轴驱动信号和慢轴驱动信号并行控制下的路径限制。

基于所述正扫描周期的快轴驱动波形以及目标相位差确定所述逆扫描周期的快轴驱动波形，可以是根据正扫描周期的快轴驱动波形进行目标相位差的移动，得到逆扫描周期的快轴驱动波形。逆扫描周期的快轴驱动波形经过目标相位差的调整后，可以实现与正扫描周期的快轴驱动波形的错位，得到扫描区域内的更密集的点云数据。

目标相位差可以根据激光雷达的性能参数以及扫描对象预先进行设定，也可以基于用户需求，根据正扫描周期和逆扫描周期进行确定。

如图5所示，图5为一个实施例中激光雷达扫描方法的波形示意图。其中，在慢轴驱动信号下，快轴驱动信号叠加于慢轴驱动信号上进行扫描。基于所述正扫描周期的快轴驱动波形以及目标相位差确定所述逆扫描周期的快轴驱动波形，则是根据去程的快轴驱动信号以及目标相位差确定回程时的快轴驱动信号，从而达到去程时快轴驱动信号与回程时快轴驱动信号相错位的效果。

如图6所示，图6为一个实施例中激光雷达扫描方法的打点示意图。其中，实心圆为基于正扫描周期的快轴驱动波形下计算的去程打点示例，分为上下两行，空心圆为基于逆扫描周期的快轴驱动波形下计算的回程打点示例，分为上下两行。通过实现对去程和回程时的快轴驱动波形的错位，可以得到叠加的两倍打点数据，从而实现通过调整逆扫描周期的快轴驱动波形的相位，达到提高激光雷达扫描分辨率的效果。

本实施例提供的一种激光雷达扫描方法，通过调整逆扫描周期的快轴驱动波形的相位，实现与正扫描周期的快轴驱动波形的错位，提高点云数据密度，达到了提高激光雷达扫描分辨率的效果。

在其中一个实施例中，所述基于所述逆扫描周期的所述快轴驱动波形以及目标相位差确定所述逆扫描周期的快轴驱动波形之前还包括：

基于所述正扫描周期以及逆扫描周期确定所述目标相位差。

目标相位差用于对快轴驱动波形的相位调整。可以理解的是，正扫描周期和逆扫描周期下的快轴驱动波形的方向相反，并且，快轴方向上打点的位置与慢轴驱动波形的周期相关，因此根据慢轴驱动波形在正扫描周期和逆扫描周期的时长不同，快轴驱动波形在正扫描周期结束时刻所处的位置也有所不同。

基于所述正扫描周期以及逆扫描周期确定所述目标相位差，可以是根据正扫描周期确定在正扫描过程中打点情况，并基于打点情况确定逆扫描周期的扫描过程中期望的打点情况，即错位打点，从而确定目标相位值，目标相位值是理想的正扫描周期与逆扫描周期的快轴驱动波形的错位状态下，逆扫描周期的快轴驱动波形的相位值。具体的，目标相位值的具体数值与打点的错位情况相关。

进一步的，当正扫描周期结束，而快轴驱动波形的一个波形周期未结束时，基于所述正扫描周期以及逆扫描周期确定所述目标相位差，还可以是判断快轴驱动波形在正扫描周期结束时刻的位置，根据快轴驱动波形的正扫描周期，及其在正扫描周期结束时刻的位置与目标相位值，计算目标相位差。目标相位值可以经过预先设置，也可以是根据快轴驱动波形的波形类型以及扫描周期确定最佳错位状态，继而计算目标相位值。

本实施例提供的一种激光雷达扫描方法，通过基于所述扫描周期以及逆扫描周期确定所述目标相位差，可以实现目标相位差的确定，提高正扫描周期和逆扫描周期的快轴驱动波形错位的稳定性，达到了提高点云数据密度的效果。

在其中一个实施例中，所述响应于扫描指令，确定扫描参数还包括：

响应于扫描指令，确定扫描周期、振镜驱动波形以及正扫描周期的激光发射时间；

基于所述正扫描周期的激光发射时间以及发射时间差确定所述逆扫描周期的激光发射时间。

激光发射时间是指激光发射器在扫描周期下发射光束的时间。可以理解的是，激光雷达的测距原理在于，由激光发射器向扫描区域发射信号，由接收器接收扫描区域反射的回波信号，由激光雷达基于发射信号和回波信号的时间间隔计算与扫描区域内的目标的距离，或是计算激光波形的相位差计算飞行距离。因此，激光雷达的距离测量精度依赖于时间间隔测量的精度。

发射时间差是指正扫描周期的激光发射时间与逆扫描周期的激光发射时间的目标时间差。

可以理解的是，在振镜的快轴和慢轴的振动作用下，激光雷达发射光束是通过打点的方式对扫描区域内的目标进行距离测量和记录。打点数一方面受振镜的谐振频率和测距的影响，另一方面，为了使打点结果均匀呈现，打点方式需要根据快轴驱动波形进行相应调整，例如，当快轴驱动波形为正弦波时，需要根据正弦波的角速度进行计算打点。因此，在正扫描周期下，通过扫描产生的打点数据中，两点之间存在必要的间隔。

基于所述正扫描周期的激光发射时间以及发射时间差确定所述逆扫描周期的激光发射时间，是基于发射时间差调整正扫描周期的激光发射时间，并将调整后的激光发射时间确定为逆扫描周期的激光发射时间。通过对逆扫描周期的激光发射时间的调整，能够使逆扫描周期的打点位置与正扫描周期的打点位置相错位，实现在同一快轴驱动波形下得到更多打点位置，实现点云数据密度的提高。

如图7所示，图7为一个实施例中激光雷达扫描方法的打点示意图。其中，实心圆为基于正扫描周期的快轴驱动波形下计算的去程打点示例，分为上下两行，空心圆为基于逆扫描周期的快轴驱动波形下计算的回程打点示例，分为上下两行。通过对激光发射时间进行调整，可以实现在同一快轴驱动波形上去程打点与回程打点相错位，从而在同一快轴驱动波形上得到双倍的打点数据，达到提高激光雷达扫描分辨率的效果。

本实施例提供的一种激光雷达扫描方法，通过基于正扫描周期的激光发射时间和发射时间差确定逆扫描周期的激光发射时间，达到在同一快轴驱动波形下提高点云数据密度的技术效果。

在其中一个实施例中，所述基于所述正扫描周期的激光发射时间以及发射时间差确定所述逆扫描周期的激光发射时间之前还包括：

基于所述快轴驱动波形确定所述发射时间差。

快轴驱动波形的打点数由振镜的谐振频率以及测距确定。以正弦波为例，为了使打点均匀呈现，需要根据正弦波的角速度进行计算打点，具体的，两个相邻的点之间的转动角度θ=arcsin（2/N），转动时间t=（θ/2π）*T_f=（θ/2π）*（1/f）=（arcsin（2/N）/2π）*（1/f），其中，N为打点数，T_f为快轴驱动波形的周期，f为快轴驱动波形的频率，则：若按照200m测距以及谐振频率1.2K为条件，由于光束计算点与点之间必须间隔1.33us，则每一行的打点数最多为199个。

基于所述快轴驱动波形确定所述发射时间差，是基于快轴驱动波形下任意两点的时间间隔确定，可以是时间间隔的一半，也可以是其他足以产生错位打点的小于时间间隔的数值。

本实施例提供的一种激光雷达扫描方法，通过基于所述快轴驱动波形确定所述发射时间差，实现了对发射时间差的确定，提高了错位打点的稳定性，达到了提高点云数据密度的技术效果。

在其中一个实施例中，所述响应于扫描指令，确定扫描参数还包括：

响应于扫描指令，确定目标扫描区域。

目标扫描区域是指扫描区域内需要提高点云数据密度的部分区域，具体的可以是特定一帧的相邻的去程和回程准备扫描的数据，也可以是物理上特定的某片区域。目标扫描区域可以是基于扫描指令确定，也可以是经过提前设置，还可以是其他通过记录或者基于数据分析得到的区域标识，本文对此不作限定。

基于所述目标扫描区域确定所述正扫描周期以及逆扫描周期。

可以理解的是，在快轴驱动波形及其周期不变的情形下，慢轴的正扫描周期越长，单个正扫描周期扫描得到的行数也就越多，相应的，点云数据密度也就越大。

基于目标扫描区域，若慢轴的正扫描周期或逆扫描周期经过该目标扫描区域，则调整慢轴的正扫描周期和逆扫描周期的占空比，占空比为正扫描周期与逆扫描周期的时间占比，相应的对经过该目标扫描区域的周期进行延长，缩短未经过该目标扫描区域的周期。例如，当一对相邻的正扫描周期和逆扫描周期准备扫描的数据被确定为目标扫描区域时，若该正扫描周期和逆扫描周期属于不同帧，则相应延长该正扫描周期和逆扫描周期的时长，并相应缩短与该正扫描周期和逆扫描周期相对应的正扫描周期和逆扫描周期的时长，可以实现在每一次振镜慢轴的去程和回程的总时长不变的情况下，提高特定一帧或多帧的点云密度数据。

如图4可见，在一般情况下，慢轴一个扫描周期下的正扫描周期的时长往往大于逆扫描周期，即正扫描周期与逆扫描周期的占空比往往大于1。

图8提供了一个具体实施例，如图8所示，本实施例中包括两个扫描周期，其中，T1和T11分别为两个扫描周期的逆扫描周期，T2和T22分别为两个扫描周期的正扫描周期。可见T2和T11为一对相邻的正扫描周期和逆扫描周期。当T2和T11作为一帧被确定为目标扫描区域时，此时T2与T11原属于不同帧，则对两个扫描周期内的正扫描周期和逆扫描周期进行分别调整，将T2和T11的扫描周期的时长进行延长，并将T1和T22的扫描周期进行相应的缩短，即可实现在两个扫描周期的时长不变的情况下，实现提高T2和T11特定一帧的点云数据密度。

基于扫描数据，若目标扫描区域为某个物理区域，则调整慢轴的正扫描周期和逆扫描周期中，经过该物理区域的时段所对应的部分正扫描周期和逆扫描周期进行时长的增加，并相应缩短其他部分的正扫描周期与逆扫描周期的扫描时长。例如，在慢轴的正扫描周期T中，T1和T4分别为正扫描周期的起始点和终止点，T2至T3涉及目标扫描区域，则可以延长T2至T3的扫描市场，并相应地按比例缩短T1至T2以及T3至T4的扫描时长，达到提高T2至T3所涉及的目标扫描区域的点云数据密度，实现提高针对物理上特定的某片区域的扫描分辨率提高的技术效果。

本实施例提供的一种激光雷达扫描方法，通过基于目标扫描区域确定所述正扫描周期以及逆扫描周期，可以在无需调整去程和回程的总时长的情况下，实现对特定一帧或多帧或特定区域的点云数据密度提高，达到提高激光雷达扫描颗粒度的技术效果。

在其中一个实施例中，所述快轴驱动波形为正弦波，所述慢轴驱动波形为三角波。

快轴以正弦波驱动，则一个正弦波周期可以是扫描水平上的两行。慢轴以三角波驱动，其单个三角波周期可以视为去程和回程。

本实施例提供的一种激光雷达扫描方法，通过以正弦波驱动快轴，以三角波驱动慢轴，实现快轴谐振扫描和慢轴低频率振动，可以实现对扫描区域进行更全面的扫描，提高点云数据的完整性，达到提高激光雷达分辨率的效果。

为了更好的阐述本申请的技术方案，本申请还提供了一种详细实施例进行进一步解释。

在本实施例中，采用电磁式振镜驱动进行，振镜的快轴以正弦波驱动，一个正弦波的周期即为扫描水平的两行，慢轴以三角波驱动，一个周期视为一帧。将慢轴的回程时段视为T1，该回程为慢轴的逆扫描周期，去程时段视为T2，该去程为慢轴的正扫描周期。快轴驱动波形叠加于慢轴的三角波中。

如图9所示，慢轴在其正扫描周期结束后，在慢轴去程偏转时进行预设驱动扫描，从垂直分辨率增加的角度，在回程时调整快轴驱动波形的相位进行扫描；或，从水平分辨率增加的角度，在回程时错位打点驱动进行扫描；在得到去程和回程的数据，也即正扫描数据和逆扫描数据后，对正扫描数据和逆扫描数据进行融合，实现点云密度的提升。

具体的，在回程时调整快轴驱动波形的相位进行扫描的过程中，由于快轴的一个周期即为扫描水平上的两行，则假设正半周期为第一行，负半周期为第二行，则在回程时调整快轴驱动信号的相位，例如，当正扫描周期和逆扫描周期的占空比同样为50%时，将回程上的快轴驱动波形的相位调整变化1/4π，则可以实现将逆扫描周期下的快轴驱动波形与正扫描周期下的快轴驱动波形相错位，得到相错位的正扫描数据和逆扫描数据。基于正扫描数据和逆扫描数据进行数据融合，即可输出垂直角度分辨率增加的点云数据。

具体的，在回程时错位打点驱动进行扫描，快轴驱动波形的相位保持不变，通过提前或者延迟触发激光发射器的激光发射时刻，实现正扫描周期和逆扫描周期的打点错位，实现水平打点的增加，达到在相位不变的情况下获得更高密度的点云数据的效果。

上述的垂直分辨率增加方法与水平分辨率增加方法可以单独实施，也可以结合实施，例如分别在不同的扫描周期实施不同的分辨率增加方法。

本实施例还可以通过调整慢轴的正扫描周期和逆扫描周期的占空比，实现对特定帧或特定区域的点云数据密度的增加。

具体的，将相邻两个扫描周期的正扫描周期与逆扫描周期进行占空比的分别调整，在扫描过后对正扫描数据与逆扫描数据进行合并，得到特定帧点云数据密度增大的扫描数据。例如，将第一扫描周期的正扫描周期在其第一扫描周期中的占空比提高，将第二扫描周期的逆扫描周期在其第二扫描周期中的占空比提高，将上述正扫描周期和逆扫描周期在扫描后的数据进行融合，得到特定帧的点云数据密度增大的扫描数据。

本实施例提供的一种激光雷达扫描方法，通过调整快轴驱动波形的相位实现波形错位提高点云数据密度，通过调整激光发射时间以增加快轴驱动波形内的打点数量以提高点云数据密度，通过调整正扫描周期和逆扫描周期的占空比实现特定帧或特定区域的点云数据密度的提高，解决了激光雷达扫描分辨率不高的问题，达到了提高激光雷达扫描效率的技术效果。

应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及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，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些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中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

例如，基于所述正扫描周期的快轴驱动波形以及目标相位差确定所述逆扫描周期的快轴驱动波形，以及基于所述正扫描的激光发射时间以及发射时间差确定所述逆扫描周期的发射时间，可以单独实施，也可以在不同的扫描周期下分别进行一至多次的实施。

基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的激光雷达扫描方法的激光雷达扫描装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个激光雷达扫描装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于激光雷达扫描方法的限定，在此不再赘述。

在一个实施例中，如图10所示，本实施例提供了一种激光雷达扫描装置，所述装置包括：

确定模块100，用于响应于扫描指令，确定扫描参数，所述扫描参数包括扫描周期以及振镜驱动波形，所述扫描周期包括正扫描周期以及逆扫描周期，所述振镜驱动波形还包括快轴驱动波形以及慢轴驱动波形。

确定模块100，还用于：

响应于扫描指令，确定正扫描周期及对应的振镜驱动波形以及逆扫描周期；

基于所述正扫描周期的快轴驱动波形以及目标相位差确定所述逆扫描周期的快轴驱动波形。

确定模块100，还用于：

响应于扫描指令，确定扫描周期、振镜驱动波形以及正扫描周期的激光发射时间；

基于所述正扫描周期的激光发射时间以及发射时间差确定所述逆扫描周期的激光发射时间。

确定模块100，还用于：

响应于扫描指令，确定目标扫描区域；

基于所述目标扫描区域确定所述正扫描周期以及逆扫描周期。

扫描模块200，用于基于所述扫描参数进行正扫描以及逆扫描，获取正扫描数据以及逆扫描数据。

处理模块300，用于基于所述正扫描数据以及逆扫描数据得到目标扫描数据。

激光雷达扫描装置，还包括相位差确定模块。

相位差处理模块，用于基于所述正扫描周期以及逆扫描周期确定所述目标相位差。

激光雷达扫描装置，还包括时间差确定模块。

时间差确定模块，用于基于所述快轴驱动波形确定所述发射时间差。

上述激光雷达扫描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，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图11所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。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和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储激光雷达扫描数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种激光雷达扫描方法。

本领域技术人员可以理解，图11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。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

响应于扫描指令，确定扫描参数，所述扫描参数包括扫描周期以及振镜驱动波形，所述扫描周期包括正扫描周期以及逆扫描周期，所述振镜驱动波形还包括快轴驱动波形以及慢轴驱动波形；

基于所述扫描参数进行正扫描以及逆扫描，获取正扫描数据以及逆扫描数据；

基于所述正扫描数据以及逆扫描数据得到目标扫描数据。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

响应于扫描指令，确定扫描参数，所述扫描参数包括扫描周期以及振镜驱动波形，所述扫描周期包括正扫描周期以及逆扫描周期，所述振镜驱动波形还包括快轴驱动波形以及慢轴驱动波形；

基于所述扫描参数进行正扫描以及逆扫描，获取正扫描数据以及逆扫描数据；

基于所述正扫描数据以及逆扫描数据得到目标扫描数据。

需要说明的是，本申请所涉及的用户信息（包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等）和数据（包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等），均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。

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，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，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、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器（ReRAM）、磁变存储器（Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM）、铁电存储器（Ferroelectric Random Access Memory，FRAM）、相变存储器（Phase Change Memory，PCM）、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory，SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic RandomAccess Memory，DRAM）等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。

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本申请专利范围的限制。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，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种激光雷达扫描方法，所述激光雷达包括振镜，其特征在于，所述方法包括：

响应于扫描指令，确定扫描参数，所述扫描参数包括扫描周期以及振镜驱动波形，所述扫描周期包括正扫描周期以及逆扫描周期，所述振镜驱动波形还包括快轴驱动波形以及慢轴驱动波形；

基于所述扫描参数进行正扫描以及逆扫描，获取正扫描数据以及逆扫描数据；

基于所述正扫描数据以及逆扫描数据得到目标扫描数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述响应于扫描指令，确定扫描参数包括：

响应于扫描指令，确定正扫描周期及对应的振镜驱动波形以及逆扫描周期；

基于所述正扫描周期的快轴驱动波形以及目标相位差确定所述逆扫描周期的快轴驱动波形。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述正扫描周期的所述快轴驱动波形以及目标相位差确定所述逆扫描周期的快轴驱动波形之前还包括：

基于所述正扫描周期以及逆扫描周期确定所述目标相位差。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，所述响应于扫描指令，确定扫描参数还包括：

响应于扫描指令，确定扫描周期、振镜驱动波形以及正扫描周期的激光发射时间；

基于所述正扫描周期的激光发射时间以及发射时间差确定所述逆扫描周期的激光发射时间。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述正扫描周期的激光发射时间以及发射时间差确定所述逆扫描周期的激光发射时间之前还包括：

基于所述快轴驱动波形确定所述发射时间差。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述响应于扫描指令，确定扫描参数还包括：

响应于扫描指令，确定目标扫描区域；

基于所述目标扫描区域确定所述正扫描周期以及逆扫描周期。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述快轴驱动波形为正弦波，所述慢轴驱动波形为三角波。

8.一种激光雷达扫描装置，其特征在于，所述装置包括：

确定模块，用于响应于扫描指令，确定扫描参数，所述扫描参数包括扫描周期以及振镜驱动波形，所述扫描周期包括正扫描周期以及逆扫描周期，所述振镜驱动波形还包括快轴驱动波形以及慢轴驱动波形；

扫描模块，用于基于所述扫描参数进行正扫描以及逆扫描，获取正扫描数据以及逆扫描数据；

处理模块，用于基于所述正扫描数据以及逆扫描数据得到目标扫描数据。

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至权利要求7中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至权利要求7中任一项所述的方法的步骤。

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