CN115407346A - 一种物体检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及自动驾驶、车联网等领域,尤其涉及一种物体检测方法及装置,用以提高物体检测的准确性。首先,生成混沌序列;然后,根据所述混沌序列,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光;接下来,接收回波序列;再者,将回波序列和所述混沌序列进行相关计算,得到物体的参数。混沌编码具有天然的随机性,不存在周期性等,具有较强的抗干扰能力。本申请根据混沌序列驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光,根据具有混沌编码特性的激光被物体反射回来的回波光信号生成回波序列,回波序列也具有混沌编码的特性。即使回波序列中掺杂着干扰光,在采用混沌序列和回波序列进行相关计算时,也可以将干扰光滤除,可以提高物体检测的准确性。
Description
技术领域
本申请实施例涉及自动驾驶、车联网等领域,尤其涉及一种物体检测方法及装置。
背景技术
激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)为发射激光探测物体的位置、速度等特征量的雷达系统。激光雷达的工作原理是:向物体(例如车辆、路牌、车牌等)发射探测信号(光脉冲),然后将接收到的从目标物体反射回来的信号(回波信号)与探测信号进行比较和处理后,可获得物体的有关信息,如目标物体的反射率、距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而可对物体进行探测、跟踪和识别。
由于激光器发出的光脉冲信息量非常少,并且在接收端只检测信号强度检测。当存在干扰光时,无法从接收到的回波光信号中区分出自身激光雷达所发射的光脉冲与其他的干扰光,从而引起误检,导致物体的测量不准确。
基于此,如何提高物体检测过程中的抗干扰能力,提高物体检测的准确性是需要解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供一种物体检测方法及装置,用以提高物体检测的准确性。
第一方面,提供了一种物体检测方法,首先,生成混沌序列;然后,根据所述混沌序列,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光;接下来,接收回波序列;再者,将回波序列和所述混沌序列进行相关计算,得到物体的参数。
混沌编码具有天然的随机性,不存在周期性等,具有较强的抗干扰能力。本申请根据混沌序列驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光,根据具有混沌编码特性的激光被物体反射回来的回波光信号生成回波序列,回波序列也具有混沌编码的特性。即使回波序列中掺杂着干扰光,在采用混沌序列和回波序列进行相关计算时,也可以将干扰光滤除,可以提高物体检测的准确性。
在一种可能的实现中,所述第一激光器产生连续式激光(可以理解为所述第一激光器工作在连续式模式,或者所述第一激光器为连续式激光器),所述连续式激光的幅度具有混沌编码特性。
在一种可能的实现中,在根据所述混沌序列,驱动第一激光器产生具有混沌编码的激光时,可以是采用所述混沌序列,直接驱动第一激光器产生具有混沌编码的连续式激光。
在一种可能的实现中,在生成混沌序列后,可以对所述混沌序列进行二值化处理;然后,采用二值化处理后的混沌序列驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的连续式激光。进而,在接收回波序列后,也可以对所述回波序列进行二值化处理;然后,将二值化处理后的回波序列和二值化处理后的混沌序列进行相关计算,得到物体的参数。相关计算包括但不限于:同或处理(相同为1,不同为0),并对同或处理后得到的序列元素进行累加处理。
将混沌序列进行二值化处理,这样可以进一步增加第一激光器的驱动信号(二值化处理后的混沌序列)的随机性,进一步提高抗干扰能力。另外,通过对回波序列进行二值化处理,在进行相关计算时,采用同或、累加处理,可以剔除干扰信息,相对于传统的相关计算所需要的乘法、累加处理,运算量低,处理时间短,可以提高物体检测的实时性。
在一种可能的实现中,所述第一激光器产生激光脉冲(可以理解为所述第一激光器工作在脉冲式模式,或者所述第一激光器为脉冲式激光器),相邻的激光脉冲时间间隔具有混沌编码特性。
在一种可能的实现中,在生成混沌序列后,可以对所述混沌序列进行二值化处理;然后,将二值化处理后的混沌序列中连续的多个(例如m个,m为大于或等于2的整数)元素转换为一个十进制数值,任一个所述十进制数值用于确定相邻的激光脉冲时间间隔;然后,采用所述相邻的激光脉冲时间间隔,驱动第一激光器产生有混沌编码特性的激光脉冲。进而,在接收到回波序列后,可以根据回波序列的峰值之间的时间间隔,确定十进制序列;然后,将所述十进制序列中的每个十进制数值转换为二进制数值,得到二值化序列;再然后,将所述二值化序列和二值化处理后的混沌序列进行相关计算(例如,同或和累加),得到物体的参数。
通过将二值化处理后的混沌序列转换为十进制序列,将连续驱动信号转换为脉冲式驱动信号,驱动第一激光器产生脉冲式激光,第一激光器发射的激光脉冲的位置和/或时间具有混沌编码的特性,可以提高抗干扰的能力。另外,脉冲式激光相对于连续式激光,相同时间内的回波信号较少,运算量低,处理时间短,可以提高物体检测的实时性。
在一种可能的实现中,所述相邻的激光脉冲时间间隔为:所述十进制数值与时钟周期(Tclc)的乘积。所述回波序列的峰值之间的时间间隔为:所述十进制序列中的每个十进制数值与所述时钟周期(Tclc)的乘积。
在一种可能的实现中,还可以生成脉冲式触发信号;其中,所述脉冲式触发信号用于触发根据十进制数值确定相邻的激光脉冲时间间隔,以及用于驱动第二激光器生成脉冲式激光(即激光脉冲)。
第二激光器可以是一个,也可以是多个。第一激光器生成的具有混沌编码特性的激光脉冲,以及多个第二激光器生成的脉冲式激光,这些激光脉冲的发射时间和/或位置尽量不重叠(具有混沌编码特性)。
所述脉冲式触发信号为周期性的;在每个周期内,所述第一激光器和所述第二激光器产生的激光脉冲的时间间隔基于所述十进制数值确定。
第一激光器和第二激光器发出的激光脉冲经过空间合束,合束后的激光脉冲的位置和/或时间具有混沌编码的特性(在任意一个脉冲发光/脉冲发射周期内,第一激光器和第二激光器发出的激光脉冲的时间间隔等于所述十进制数值确定的时间间隔),进一步提高抗干扰的能力。通过多个激光器发射激光脉冲,可以增加发射频率,可以提高物体检测的准确性。
在一种可能的实现中,所述混沌序列可以满足以下公式:Xn+1=|Xn*r-Xn*Xn*r|,其中,Xn为混沌序列中的第n个元素,r大于0,X1大于0,n为大于或等于1的整数。
在一种可能的实现中,r取值为3.5699-4。
第二方面,提供了一种物体检测装置,所述装置具有实现上述第一方面及第一方面任一可能的实现中的功能。这些功能可以通过硬件实现,也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的功能模块。
例如,处理模块,用于生成混沌序列;
驱动模块,用于根据所述混沌序列,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光;
所述处理模块,还用于接收回波序列;以及将回波序列和所述混沌序列进行相关计算,得到物体的参数。
例如,所述驱动模块在根据所述混沌序列,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光时,具体用于:
采用所述混沌序列,驱动所述第一激光器产生具有混沌编码特性的连续式激光。
再例如,所述驱动模块在根据所述混沌序列,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光时,具体用于:对所述混沌序列进行二值化处理;采用二值化处理后的混沌序列驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的连续式激光;
所述处理模块在用于将回波序列和所述混沌序列进行相关计算,得到物体的参数时,具体用于:对所述回波序列进行二值化处理;将二值化处理后的回波序列和二值化处理后的混沌序列进行相关计算,得到物体的参数。
再例如,所述驱动模块在根据所述混沌序列,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光时,具体用于:对所述混沌序列进行二值化处理;将二值化处理后的混沌序列中连续的多个元素转换为一个十进制数值,任一个所述十进制数值用于确定相邻的激光脉冲时间间隔;采用所述相邻的激光脉冲时间间隔,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光脉冲;
所述处理模块在用于将回波序列和所述混沌序列进行相关计算,得到物体的参数时,具体用于:根据回波序列的峰值之间的时间间隔,确定十进制序列;将所述十进制序列中的每个十进制数值转换为二进制数值,得到二值化序列;将所述二值化序列和二值化处理后的混沌序列进行相关计算,得到物体的参数。
再例如,所述驱动模块,还用于生成脉冲式触发信号;其中,所述脉冲式触发信号用于触发根据十进制数值确定相邻的激光脉冲时间间隔,以及用于驱动第二激光器生成脉冲式激光。
第三方面,提供了一种物体检测装置,包括处理器,可选的,还包括存储器;所述处理器和所述存储器耦合;所述存储器,用于存储计算机程序或指令;所述处理器,用于执行所述存储器中的部分或者全部计算机程序或指令,当所述部分或者全部计算机程序或指令被执行时,用于实现上述第一方面及第一方面任一可能的实现的方法中的功能。
在一种可能的实现中,所述装置还可以包括收发器,所述收发器,用于发送所述处理器处理后的信号,或者接收输入给所述处理器的信号。所述收发器可以执行第一方面及第一方面任一可能的实现中执行的发送动作或接收动作。
第四方面,提供了一种计算机可读存储介质,用于存储计算机程序,所述计算机程序包括用于实现第一方面及第一方面任一可能的实现中的功能的指令。
或者,一种计算机可读存储介质,用于存储计算机程序,所述计算机程序被计算机执行时,可以使得所述计算机执行上述第一方面及第一方面任一可能的实现的方法中执行的方法。
第五方面,提供了一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括:计算机程序代码,当所述计算机程序代码在计算机上运行时,使得计算机执行上述第一方面及第一方面任一可能的实现中执行的方法。
第六方面,提供了一种激光雷达,所述激光雷达上述第三方面及第三方面任一可能的实现中的物体检测装置。
上述第二方面至第六方面的技术效果可以参照第一方面中的描述,重复之处不再赘述。
附图说明
图1a为本申请实施例中提供的一种激光雷达示意图;
图1b为本申请实施例中提供的一种距测距计算示意图;
图1c为本申请实施例中提供的一种物体检测过程示意图;
图2为本申请实施例中提供的一种物体检测过程示意图;
图3为本申请实施例中提供的一种混沌序列生成过程示意图;
图4为本申请实施例中提供的一种混沌序列示意图;
图5为本申请实施例中提供的一种探测器示意图;
图6a为本申请实施例中提供的一种探测器示意图;
图6b为本申请实施例中提供的一种探测器示意图;
图6c为本申请实施例中提供的一种探测器示意图;
图7为本申请实施例中提供的一种物体检测过程示意图;
图8为本申请实施例中提供的一种二值处理后的混沌序列生成过程示意图;
图9为本申请实施例中提供的一种二值处理后的混沌序列示意图;
图10为本申请实施例中提供的一种激光器输出的混沌激光的示意图;
图11为本申请实施例中提供的一种相关计算示意图;
图12为本申请实施例中提供的一种累加求和运算的结果示意图;
图13为本申请实施例中提供的一种物体检测过程示意图;
图14为本申请实施例中提供的一种由混沌序列至输出激光脉冲的过程示意图;
图15为本申请实施例中提供的一种求解物体的距离信息的过程示意图;
图16为本申请实施例中提供的一种物体检测过程示意图;
图17为本申请实施例中提供的一种由混沌序列至输出激光脉冲的过程示意图;
图18为本申请实施例中提供的一种物体检测装置结构图;
图19为本申请实施例中提供的一种物体检测装置结构图。
具体实施方式
激光雷达作为一种主动式的传感器,可被用作车载激光雷达(例如扫描式车载调频连续波雷达(frequency modulated continuous wave radar,FMCW)激光雷达)、机载激光雷达等对精确度要求较高的场景。此外,激光雷达还可以安装于移动平台,如卫星。激光雷达还可应用于自动驾驶、网联车、机器人、无人机、安防监控、车联网,如车辆外联(vehicle to everything,V2X)、车间通信长期演进技术(long term evolution vehicle,LTE-V)、车辆-车辆(vehicle to vehicle,V2V)等场景中。对飞机、车辆和行人等物体进行探测、跟踪和识别。
如图1a所示,激光雷达包括但不限于:激光器、光学发射模组、光学接收模组、探测器、处理模块等。其工作原理为:驱动信号(例如脉冲型电流)驱动激光器发出固定周期的激光脉冲,激光脉冲经由光学发射模组发射出去。激光脉冲经过物体反射后,经过光学接收模组后被探测器接收,探测器将回波光信号转换为回波电信号,例如,采用雪崩光电二极管(avalanche photo diode,APD)光电传感器接收光信号,并转成电信号(例如电压信号)。处理模块分析发射的光脉冲与接收到的光脉冲的参数信息,确定物体的相关信息。例如,如图1b所示,处理模块分析发射的光脉冲与接收到的光脉冲的时间差T,即可求解出物体与激光雷达的距离,理论上,距离=(光速*T)/2。
为了提高物体检测过程中的抗干扰能力,一种方式是:对激光器发射的激光进行混沌编码(chaotic coding),使之成为混沌激光。混沌编码具有纯天然的随机性(真随机),不存在周期性,具有较强的抗干扰能力。
如图1c所示,提供了一种对激光进行混沌编码的方式。通过半导体激光器(semiconductor laser,SL)生成激光。半导体激光器(1)、偏振控制器(2)、光纤耦合器(3)和外光反馈元件(4)共同构成混沌光源,产生连续式混沌激光。后续,连续式混沌激光经过光纤耦合器(5)被分为两路,一路为探测激光Ⅰ和参考激光Ⅱ。探测激光Ⅰ照射到物体(6),并被物体反射后由接收端探测器(7)转换为探测电信号,并将该探测电信号输入到互相关仪(9);参考激光Ⅱ由探测器(8)转换为参考电信号,并输入到互相关仪(9)。互相关仪(9)对参考电信号和探测电信号进行互相关运算,求解出物体的距离。
需要注意的是,半导体激光器(1)本身发射出的激光是处于稳定的激光(即非混沌光脉冲),外光反馈元件(4)将一部分激光反馈到半导体激光器(1),导致半导体激光器(1)发射的激光变为混沌激光。在这种方式中,混沌光源是基于光学原理产生的,也是基于物理方式产生的。另外,混沌光源外反馈腔很长,在相关运算中会有很强的延时特性,导致测距盲点存在。而且,外反馈腔结构复杂庞大,难以集成化。并且,在对参考电信号和探测电信号进行互相关运算时,会产生大量数据,运算量巨大,降低实时性,也导致系统功耗很高。
基于此,本申请提出了多种生成具有混沌编码特性的激光的方式,也提供了与生成具有混沌编码特性的激光对应的接收处理方式,以提高抗干扰能力,提高物体检测的准确性。
首先,生成混沌序列;
根据所述混沌序列,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光;
接收回波序列;
将回波序列和所述混沌序列进行相关计算,得到物体的参数。
在一种示例中,所述第一激光器产生连续式激光(可以理解为所述第一激光器工作在连续式模式,或者所述第一激光器为连续式激光器),所述连续式激光的幅度具有混沌编码特性。为了方便描述,下文将幅度具有混沌编码特性的激光称为混沌激光。该示例可以参见下文介绍的实施例1和实施例2。
在另一种示例中,所述第一激光器产生激光脉冲(可以理解为所述第一激光器工作在脉冲式模式,或者所述第一激光器为脉冲式激光器),相邻的激光脉冲时间间隔具有混沌编码特性。该示例可以参见下文介绍的实施例3。
连续式激光与脉冲式激光的区别包括:连续式激光的激光输出时间是连续的,脉冲式激光的激光输出时间是不连续的。
本申请介绍的生成具有混沌编码特性的激光的方式,是基于电学生成的,这种生成具有混沌编码特性的激光的方式的随机性较好,不能被复制,而且不存在外反馈腔长的问题。在某些实施例中,也可以减少运算量,提高实时性。
接下来结合附图对本申请提供的方案进行介绍。本申请介绍的多个实施例之间的技术细节可以相互参考。每个实施例可以作为一个实施例单独存在,也可以两者或多者结合作为一个实施例。
实施例1:
首先,生成混沌序列;
然后,采用所述混沌序列,驱动激光器(即上文的第一激光器)产生连续式混沌激光(混沌激光:激光的幅度具有混沌编码特性);
再然后,接收回波序列;
接下来,将回波序列和所述混沌序列进行相关计算,得到物体的参数。
所述回波序列基于所述连续式混沌激光生成。例如,连续式混沌激光经过物体的反射后,得到回波光信号,所述回波序列基于所述回波光信号生成。可以理解的是,回波光信号中可能掺杂干扰光。
基于混沌序列驱动激光器产生连续式混沌激光,这是对驱动信号进行改进,采用混沌驱动信号来驱动激光器产生的激光即为混沌激光,无需再对激光器产生的激光进行混沌编码,不存在外反馈腔长的问题。另外,这种基于电学生成连续式混沌激光的方式,随机性较好,不能被复制。根据连续式混沌激光被物体反射回来的回波光信号生成回波序列,回波序列也具有混沌编码的特性。即使回波序列中掺杂着干扰光,在采用混沌序列和回波序列进行相关计算时,也可以将干扰光滤除,可以提高物体检测的准确性。
接下来结合图2所示的物体检测过程,进行详细介绍。
(1)生成混沌序列;
(2)采用所述混沌序列,驱动激光器产生连续式混沌激光;
(3)所述连续式混沌激光经过光学发射模组发射出去;
(4)光学接收模组接收回波光信号;
(5)探测器将回波光信号转换为回波序列;
(6)将回波序列和所述混沌序列进行相关计算,得到物体的参数。例如,得到物体的距离。
接下进行详细介绍。
(1)、生成混沌序列。
混沌序列基于电学生成,例如可以是基于现场可编程逻辑门阵列(fieldprogrammable gate array,FPGA)的可编程逻辑来生成,也可以是基于硬件电路来生成。
例如,设置初始值X1和系数r,根据初始值X1和系数r确定混沌序列。
一种示例中,所述混沌序列满足以下公式:Xn+1=|Xn-Xn*r|。
一种示例中,所述混沌序列满足以下公式:Xn+1=|Xn*Xn*r-Xn 3*r|。
一种示例中,所述混沌序列满足以下公式:Xn+1=|Xn*r-Xn*Xn*r|。
其中,Xn为混沌序列中的第n个元素,r大于0,X1大于0,n为大于或等于1的整数。
一种示例中,r取值为3.5699至4中的任意数值。
如图3所示,提供了一种生成混沌序列的方式示意图,Xn与系数r输入至第一乘法模块,第一乘法模块输出Xn*r,Xn*r分为两路。一路Xn*r输入至第二延时模块,经过延时处理后,输入至减法模块。另一路Xn*r输入至第二乘法模块。另外,Xn输入至第一延时模块,经过延时处理后,输入至第二乘法模块,第二乘法模块输出Xn*Xn*r,Xn*Xn*r输入至减法模块。减法模块输出值为Xn+1。即Xn+1=Xn*r-Xn*Xn*r,或者,Xn+1=Xn*Xn*r-Xn*r,或者,Xn+1=|Xn*Xn*r-Xn*r|。进一步的,Xn+1再输入至第一乘法模块,第一乘法模块,第一乘法模块输出Xn+2*r,Xn+2*r分为两路……。
混沌序列可以看作是一个数字序列,比如包括9、4、2、6、7等。
如图4所示,提供了一种混沌序列示意图,该混沌序列为连续混沌序列,横坐标为时间,纵坐标为电信号,例如电流或电压。
(2)、采用(1)中生成的混沌序列,驱动激光器(例如连续光激光器)产生连续式混沌激光。
可选的,(1)中生成的混沌序列(例如连续混沌序列)可以先采用数模转换器进行数模转换,由数字信号转换为模拟信号。混沌序列经过数模转换后,变为激光器的驱动信号,经过数模转换后的驱动信号的规律与(1)中生成的混沌序列(例如图4所示的混沌序列)的规律相同。变化规律可以理解为幅度、相位等参数的变化规律。
经过数模转换后,混沌序列的幅度可能发生变化,例如,按照一定比例进行增减。
激光器(例如连续光激光器)在驱动信号(例如数模转换器输出的驱动信号)的驱动(调制)下,输出连续式混沌激光。连续式混沌激光的功率随时间变化,变化规律与(1)中生成的混沌序列(例如图4所示的混沌序列)的规律相同。
(3)、连续式混沌激光经过光学发射模组发射出去。
激光器输出的连续式混沌激光经过光学发射模组处理,形成具有较大发射视场的面光束,发射到物体上。发射视场越大,光扫描的面积越大,更容易探测到物体。
(4)、光学接收模组接收回波光信号。
光学接收模组有对应的接收视场,在该接收视场内,可以包括由光学发射模组发射出去的连续式混沌激光经物体反射回来的光信号,也可以包括其它的干扰源发射的光信号。
本申请中将接收视场内接收到的光信号称为回波光信号,该回波光信号包括:光学发射模组发射出去的连续式混沌激光经物体反射回来的光信号,和/或,干扰光信号。
回波光信号经由光学接收模组接收后,照射到探测器(或者称为探测器阵列)上。
(5)、探测器(或者称为探测器阵列)将回波光信号转换为回波电信号(回波电信号也可以称为回波序列)。
如图5所示,探测器阵列中的每个像素包括感光单元和读出电路。感光单元将收到的光信号转换为电信号,并输入到读出电路,读出电路对电信号(例如电流)进行放大和电流转电压处理。读出电路输出的电信号(例如电压)由模数转换器(ADC)进行采样,得到数字信号。该数字信号即为回波电信号,也可以看做是回波序列,回波序列中包括多个数字信号。
模数转换器可以是多通道ADC,也可以是单通道ADC,可以是一个ADC,也可以是多个ADC。
探测器阵列中的每个像素可以看做是一个视场,如图6a、图6b、图6c所示。
另外,探测器阵列的多个像素,可以是每个像素对应一个读出电路,每个像素对应的一个ADC通道,也可以理解为一个读出电路对应一个ADC通道。如图6a所示,探测器阵列的每个像素对应一个读出电路,每个读出电路对应一个ADC通道。
探测器阵列的多个像素对应一个读出电路,多个像素对应的一个ADC通道,也可以理解为一个读出电路对应的一个ADC通道。如图6b所示,探测器阵列的多个像素复用/共享一个读出电路和一个ADC通道(或一个单通道ADC),每个像素通过开关与读出电路相连接。探测器阵列的像素与读出电路是多对一的关系,读出电路与ADC通道可以是一对一的关系,也可以理解为探测器阵列的像素与ADC通道是多对一的关系。
探测器阵列的一个像素对应一个读出电路,多个像素对应的一个ADC通道,也可以理解为多个读出电路对应的一个ADC通道。如图6c所示,探测器阵列的多个像素和多个读出电路复用/共享一个ADC通道(或一个单通道ADC),每个读出电路通过开关与ADC通道相连接。探测器阵列的像素与读出电路是一对一的关系,读出电路与ADC通道可以是多对一的关系,也可以理解为探测器阵列的像素与ADC通道是多对一的关系。
(6)、将回波序列和所述混沌序列(混沌序列作为参考信号)进行相关计算,得到物体的参数。
例如,对模数转换器采样后得到的回波序列(数字信号)进行处理。例如,混沌序列与每个ADC通道(例如多通道ADC的每个通道或每个单通道ADC)输出的数字信号进行互相关计算(例如乘法运算和累加运算),根据互相关曲线的峰值求解出物体距离。该过程可以参见现有的互相关运算的过程。
由于干扰光与混沌序列不具有相关性,在互相关运算之后淹没在噪声中,达到抗干扰的效果。
实施例2:
与实施例1的不同之处包括:对所述混沌序列进行二值化处理;对所述回波序列进行二值化处理。
首先,生成混沌序列;
然后,对所述混沌序列进行二值化处理;
然后,采用二值化处理后的混沌序列,驱动激光器(即上文的第一激光器)产生连续式混沌激光(混沌激光:激光的幅度具有混沌编码特性);
再然后,接收回波序列;
接下来,对所述回波序列进行二值化处理;
再接下来,将二值化处理后的回波序列和二值化处理后的混沌序列进行相关计算,得到物体的参数。
具体的,将二值化处理后的混沌序列和二值化处理后的回波序列进行同或处理(相同为1,不同为0),并对同或处理后得到的序列元素进行累加处理(累加结果即为1的数量),得到物体的参数。
在实施例1的基础上,将混沌序列(例如连续混沌序列)进行二值化处理,这样可以进一步增加激光器的驱动信号(二值化处理后的混沌序列)的随机性,进一步提高抗干扰能力。另外,通过对回波序列进行二值化处理,在进行相关计算时,采用同或、累加处理,可以剔除干扰信息,相对于传统的相关计算所需要的乘法、累加处理,运算量低,处理时间短,可以提高物体检测的实时性。
接下来结合图7所示的物体检测过程,进行详细介绍。
(1)、生成混沌序列。该过程可以参见实施例1中的(1)生成混沌序列的过程,重复之处不再赘述。
(2)、对混沌序列进行二值化处理。
二值化处理可以理解为,将混沌序列中的元素与阈值th进行比较,将混沌序列中的元素转换为0和1的元素,得到二值化处理后的混沌序列。例如,将大于或等于阈值的元素变为1,小于或等于阈值的元素变为0。
如图9所示,提供了一种二值化处理后的混沌序列示意图,横坐标为时间,纵坐标为电信号,例如电流或电压。
(3)、采用二值化处理后的混沌序列,驱动激光器(例如连续光激光器)产生连续式混沌激光。该过程可以参见实施例1中的(2)采用所述混沌序列,驱动激光器产生连续式混沌激光的过程。
可选的,(2)中的二值化处理后的混沌序列(例如连续混沌序列)可以先采用数模转换器进行数模转换,由数字信号转换为模拟信号。二值化处理后的混沌序列经过数模转换后,转换为激光器的驱动信号,经过数模转换后的驱动信号的规律与(2)中二值化处理后的混沌序列(例如图9所示的二值化处理后混沌序列)的规律相同(即驱动信号也具有二值化处理后的混沌序列的特征)。
经过数模转换后,混沌序列的幅度可能发生变化,例如,按照一定比例进行增减。
激光器(例如连续光激光器)在驱动信号(例如数模转换器输出的驱动信号)的驱动(调制)下,输出连续式混沌激光。连续式混沌激光的功率随时间变化,变化规律与(2)中二值化处理后的混沌序列(例如图9所示的二值化处理后混沌序列)的规律相同(即(连续光)激光器输出的光信号也具有二值化混沌序列特征)。
如图10所示,提供了一种激光器输出的连续式混沌激光的示意图,由于激光器的内调制非线性,会存在一些失真,但输出的激光信号的幅度变化规律与二值化处理后的混沌序列保持一致。
(4)、连续式混沌激光经过光学发射模组发射出去。该过程可以参见实施例1中的(3)连续式混沌激光经过光学发射模组发射出去的过程,重复之处不再赘述。
(5)、光学接收模组接收回波光信号。该过程可以参见实施例1中的(4)光学接收模组接收回波光信号的过程,重复之处不再赘述。
(6)、探测器(或者称为探测器阵列)将回波光信号转换为回波序列。该过程可以参见实施例1中的(5)探测器将回波光信号转换为回波序列的过程,重复之处不再赘述。
(7)、将回波序列进行二值化处理。
对回波序列进行二值化处理的原理与(2)中介绍的对混沌序列进行二值化处理的原理相同。将回波序列中的元素与阈值进行比较,将回波序列中的元素转换为0和1的元素,得到二值化处理后的回波序列。例如,将大于或等于阈值的元素变为1,小于或等于阈值的元素变为0。
对回波序列进行二值化处理所设置的阈值,与对混沌序列进行二值化处理所设置的阈值,可以相同,也可以不同。
(8)、将二值化处理后的回波序列和二值化处理后的混沌序列进行相关计算,得到物体的参数。
如图11所示,回波序列经过阈值比较之后,也转换为二值化序列。二值化处理后的混沌序列(混沌序列作为参考信号)与二值化处理后的回波序列进行同或运算,输出0和/或1的序列,然后对0和/或1的序列进行累加求和运算。根据累加求和运算的结果的峰值位置,可以求物体的距离信息。
如图12所示,提供了一种累加求和运算的结果示意图,横坐标为时间,纵坐标为相关函数值,例如归一化幅度,该数值越大,表示参考信号与回波序列越接近或相似。提取图12所示的峰值位置,即可求解物体的距离信息。
实施例3:
首先,生成混沌序列;
然后,对所述混沌序列进行二值化处理;
再然后,将二值化处理后的混沌序列中连续的多个(例如m个,m为大于或等于2的整数)元素转换为一个十进制数值;任一个所述十进制数值用于确定相邻的激光脉冲时间间隔;
再然后,采用所述相邻的激光脉冲时间间隔,驱动激光器(例如脉冲激光器)(即上文的第一激光器)产生具有混沌编码特性的激光脉冲(激光脉冲时间间隔具有混沌编码特性);
接下来,接收回波序列;
接下来,根据回波序列的峰值之间的时间间隔,确定十进制序列;
再接下来,将所述十进制序列中的每个十进制数值转换为二进制数值,得到二值化序列;
再接下来,将所述二值化序列和二值化处理后的混沌序列进行相关计算(例如,同或运算和累加运算),得到物体的参数。
在实施例1的基础上,将混沌序列进行二值化处理,通过将二值化处理后的混沌序列转换为十进制序列,将连续驱动信号转换为脉冲式驱动信号,驱动激光器(例如脉冲激光器)产生脉冲式激光,激光器发射的激光脉冲的位置和/或时间具有混沌编码的特性,可以提高抗干扰的能力。另外,脉冲式激光相对于连续式激光,相同时间内的回波信号较少,运算量低,处理时间短,可以提高物体检测的实时性。
另外,在进行相关计算时,采用同或、累加处理,可以剔除干扰信息,相对于传统的相关计算所需要的乘法、累加处理,运算量低,处理时间短,可以提高物体检测的实时性。
接下来结合图13所示的物体检测过程,进行详细介绍。
(1)、生成混沌序列。该过程可以参见实施例2中的(1)生成混沌序列的过程,重复之处不再赘述。
(2)、对混沌序列进行二值化处理。该过程可以参见实施例2中的(2)生成混沌序列的过程,重复之处不再赘述。
(3)、二进制序列转换为十进制序列,十进制序列驱动激光器(例如脉冲激光器)生成具有混沌编码特性的激光脉冲(激光脉冲时间间隔具有混沌编码特性)。
例如,将(2)中的二值化处理后的混沌序列中连续的多个(例如m个)元素转换为一个十进制数值(该转换过程可以称为时延转换过程);任一个所述十进制数值用于确定相邻的激光脉冲时间间隔。然后采用所述相邻的激光脉冲时间间隔,驱动激光器产生具有混沌编码特性的激光脉冲。
例如,m为大于或等于2的整数,例如m为4或6或8等。
所述相邻的激光脉冲时间间隔作为驱动信号,该驱动信号为脉冲式驱动信号,驱动信号中相邻的激光脉冲的时间间隔=十进制数值*时钟周期Tclc。
脉冲式驱动信号输入到激光器,输出脉冲式激光信号,激光器发射的相邻的激光脉冲之间的时间间隔=十进制数值*时钟周期Tclc。
激光器发射的激光脉冲的位置和/或时间具有混沌编码的特征,可以实现抗干扰功能。
参见图14所示,提供了一种由混沌序列至输出激光脉冲的过程,例如二值化处理后的混沌序列包括:10110001 01011010 11010101 11011101,将每8位元素进行延时转换处理,得到的十进制数值包括:177、90、149、221。驱动信号包括:177*Tclc、90*Tclc、149*Tclc、221*Tclc。激光器输出的激光脉冲之间的时间间隔包括:177*Tclc、90*Tclc、149*Tclc、221*Tclc。
(4)、具有混沌编码特性的激光脉冲经过光学发射模组发射出去。该过程可以参见实施例2中的(4)连续式混沌激光经过光学发射模组发射出去的过程,重复之处不再赘述。
(5)、光学接收模组接收回波光信号。该过程可以参见实施例2中的(5)光学接收模组接收回波光信号的过程,重复之处不再赘述。
(6)、探测器(或者称为探测器阵列)将回波光信号转换为回波序列。该过程可以参见实施例2中的(6)探测器将回波光信号转换为回波序列的过程,重复之处不再赘述。
(7)、根据回波序列的峰值之间的时间间隔,确定十进制序列;将所述十进制序列中的每个十进制数值转换为二进制数值,得到二值化序列。
回波序列(脉冲式回波序列)经过与阈值比较,提取出每个脉冲的峰值位置,即可得到相邻的激光脉冲之间的时间间隔(延时)。例如,所述回波序列的峰值之间的时间间隔为:十进制数值*时钟周期Tclc。根据该时间间隔可以得到十进制数值,多个十进制数值组成十进制序列,即回波序列的峰值之间的时间间隔=所述十进制序列中的每个十进制数值*时钟周期Tclc。
十进制序列经过二值化处理(此处的二值化处理也可以称为延时转换处理),输出对应延时的二值化序列,即将十进制序列中的每个十进制数值转换为二进制数值,得到二值化序列。
(8)、将所述二值化序列和二值化处理后的混沌序列进行相关计算(例如,同或和累加),得到物体的参数。
该过程可以参见实施例2中的(8)将二值化处理后的回波序列(替换为实施例3中的二值化序列)和二值化处理后的混沌序列进行相关计算,得到物体的参数的过程。
如图15所示,回波序列经过阈值比较之后,转换为十进制序列,十进制序列进行延时转换处理后,得到二值化序列。二值化处理后的混沌序列(混沌序列作为参考信号)与二值化序列进行同或运算,输出0和/或1的序列,然后对0和/或1的序列进行累加求和运算。根据累加运算结果的峰值位置,即可求解物体的距离信息。
实施例4:在实施例3的基础上,增加一个或多个第二激光器(例如脉冲激光器)来发射激光脉冲,多个激光器产生的激光脉冲在空间合束,合束后的激光脉冲的位置/时间间隔具有混沌编码的特性(在任意一个脉冲发光/脉冲发射周期内,第一激光器和第二激光器发出的激光脉冲的时间间隔等于所述十进制数值确定的时间间隔),提高抗干扰能力。
在实施例3的基础上,还可以生成脉冲式触发信号,脉冲式触发信号可以用于触发根据十进制数值确定相邻的激光脉冲时间间隔(实施例3中的步骤),以及用于驱动第二激光器生成激光(处于稳定的激光,不是具有混沌编码特性的激光)。
该脉冲式触发信号可以是周期性的。一个周期可以称为脉冲发射(脉冲发光)周期。
接下来结合图16所示的物体检测过程,进行详细介绍。
(1)、生成混沌序列。该过程可以参见实施例3中的(1)生成混沌序列的过程,重复之处不再赘述。
(2)、对混沌序列进行二值化处理。该过程可以参见实施例3中的(2)生成混沌序列的过程,重复之处不再赘述。
(3.1)、二进制序列转换为十进制序列,十进制序列驱动第一激光器生成具有混沌编码特性的激光脉冲(激光脉冲的位置/时间间隔具有混沌编码的特性)。该过程可以参见实施例3中的(3)二进制序列转换为十进制序列,十进制序列驱动激光器生成具有混沌编码特性的激光脉冲的过程。
与实施例3的不同之处包括:生成脉冲式触发信号,通过脉冲式触发信号来触发时延转换过程。即脉冲式触发信号可以输入至时延转换功能,时延转换功能在接收到触发信号之后,执行实施例3的(3)二进制序列转换为十进制序列的过程。
其余细节之处与实施例3相同。
例如,第一激光器发射的相邻的激光脉冲之间的时间间隔=十进制数值*时钟周期Tclc。
第一激光器发射的激光脉冲的位置和/或时间具有混沌编码的特征,可以实现抗干扰功能。
(3.2)、采用脉冲式触发信号驱动第二激光器生成脉冲式激光(处于稳定的激光,不是具有混沌编码特性的激光)。
第一激光器生成的具有混沌编码特性的激光与第二激光器生成的脉冲式激光(激光脉冲)进行空间合束后,经过光学发射模组发射出去。
第二激光器可以是一个,也可以是多个。第一激光器生成的具有混沌编码特性的激光脉冲,以及多个第二激光器生成的脉冲式激光,这些激光脉冲的发射时间和/或位置尽量不重叠。
例如,在任意一个脉冲发光/脉冲发射周期内,第一激光器和第二激光器发出的激光脉冲的时间间隔等于所述十进制数值确定的时间间隔。时间间隔例如,十进制数*时钟周期Tclc。
例如,采用脉冲式触发信号生成驱动信号2(脉冲式驱动信号2)。驱动信号2输入到激光器2,激光器2输出脉冲式激光信号2。上述脉冲式触发信号输入到延时转换功能。延时转换功能在收到触发信号之后,选取特定位数的上述二值化处理后的混沌序列,将所选取的特定位数的二值化处理后的混沌序列转换为十进制数值。上述十进制数值生成驱动信号1(脉冲式驱动信号1),脉冲式驱动信号1与脉冲式驱动信号2的时间间隔=上述十进制数*时钟周期Tclc。上述脉冲式驱动信号1输入到激光器1。激光器1输出脉冲式激光信号1,脉冲式激光信号1与脉冲式激光信号2之间的时间间隔=上述十进制数*时钟周期Tclc。上述脉冲式激光信号1与上述脉冲式激光信号2经过空间合束之后输出。合束输出的激光脉冲的位置/时间间隔具有混沌编码特性,可实现抗干扰功能。
参见图17所示,提供了一种由混沌序列至输出激光脉冲的过程,例如二值化处理后的混沌序列包括:10110001 01011010 11010101 11011101,将每8位进行延时转换,得到的十进制数值包括:177、90、149、221。激光器1输出的激光脉冲之间的时间间隔包括:177*Tclc、90*Tclc、149*Tclc、221*Tclc。在任意一个脉冲发射周期内,激光器2输出的激光脉冲与激光器1输出的激光脉冲之间的时间间隔为177*Tclc、90*Tclc、149*Tclc、221*Tclc。
在该实施例中,第一激光器和第二激光器发出的激光脉冲经过空间合束,合束后的激光脉冲的位置和/或时间具有混沌编码的特性(在任意一个脉冲发光/脉冲发射周期内,第一激光器和第二激光器发出的激光脉冲的时间间隔等于所述十进制数值确定的时间间隔),进一步提高抗干扰的能力。通过多个激光器发射激光脉冲,可以增加发射频率,可以提高物体检测的准确性。
(4)、空间合束后的激光脉冲经过光学发射模组发射出去。
(5)、光学接收模组接收回波光信号。
(6)、探测器将回波光信号转换为回波序列。
(7)、根据回波序列的峰值之间的时间间隔,确定十进制序列;将所述十进制序列中的每个十进制数值转换为二进制数值,得到二值化序列。
(8)、将所述二值化序列和二值化处理后的混沌序列进行相关计算,得到物体的参数。
实施例四中的(5)-(8)过程,可以参见实施例3中的(5)-(8)中的过程,重复之处不再赘述。
前文介绍了本申请实施例的方法,下文中将介绍本申请实施例中的装置。方法、装置是基于同一技术构思的,由于方法、装置解决问题的原理相似,因此装置与方法的实施可以相互参见,重复之处不再赘述。
本申请实施例可以根据上述方法示例,对装置进行功能模块的划分,例如,可以对应各个功能划分为各个功能模块,也可以将两个或两个以上的功能集成在一个模块中。这些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。需要说明的是,本申请实施例中对模块的划分是示意性的,仅仅为一种逻辑功能划分,具体实现时可以有另外的划分方式。
基于与上述方法的同一技术构思,参见图18,提供了一种物体检测装置1800结构示意图,该物体装置1800可以包括:处理模块1810,和驱动模块1820。
在一种示例中,上述的处理模块1810和驱动模块1820也可以集成在一起,定义为处理模块。
例如,所述处理模块1810,用于生成混沌序列;
驱动模块1820,用于根据所述混沌序列,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光;
所述处理模块1810,还用于接收回波序列;以及将回波序列和所述混沌序列进行相关计算,得到物体的参数。
再例如,所述驱动模块1820在根据所述混沌序列,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光时,具体用于:采用所述混沌序列驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的连续式激光。
再例如,所述驱动模块1820在根据所述混沌序列,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光时,具体用于:对所述混沌序列进行二值化处理;采用二值化处理后的混沌序列驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的连续式激光;
所述处理模块1810在用于将回波序列和所述混沌序列进行相关计算,得到物体的参数时,具体用于:对所述回波序列进行二值化处理;将二值化处理后的回波序列和二值化处理后的混沌序列进行相关计算,得到物体的参数。
再例如,所述驱动模块1820在根据所述混沌序列,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光时,具体用于:对所述混沌序列进行二值化处理;将二值化处理后的混沌序列中连续的多个元素转换为一个十进制数值,任一个所述十进制数值用于确定相邻的激光脉冲时间间隔;采用所述相邻的激光脉冲时间间隔,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光脉冲;
所述处理模块1810在用于将回波序列和所述混沌序列进行相关计算,得到物体的参数时,具体用于:根据回波序列的峰值之间的时间间隔,确定十进制序列;将所述十进制序列中的每个十进制数值转换为二进制数值,得到二值化序列;将所述二值化序列和二值化处理后的混沌序列进行相关计算,得到物体的参数。
再例如,所述驱动模块1820,还用于生成脉冲式触发信号;其中,所述脉冲式触发信号用于触发根据十进制数值确定相邻的激光脉冲时间间隔,以及用于驱动第二激光器生成脉冲式激光。
以上介绍了本申请实施例的装置,以下介绍所述装置可能的产品形态。应理解,但凡具备上述装置的特征的任何形态的产品,都落入本申请的保护范围。还应理解,以下介绍仅为举例,不应限制本申请实施例的装置的产品形态仅限于此。
作为一种可能的产品形态,装置可以由一般性的总线体系结构来实现。
如图19所示,提供了一种物体检测装置1900的示意性框图。
该装置1900可以包括:处理器1910,可选的,还包括收发器1920、存储器1930。该收发器1920,可以用于接收程序或指令并传输至所述处理器1910,或者,该收发器1920可以用于该装置1900与其他通信设备进行通信交互,比如交互控制信令和/或业务数据等。该收发器1920可以为代码和/或数据读写收发器,或者,该收发器1920可以为处理器与收发机之间的信号传输收发器。所述处理器1910和所述存储器1930之间电耦合。
一种示例中,该装置1900可以为激光雷达,也可以为应用于激光雷达中的芯片。应理解,该装置具有上述方法中的任意功能。示例的,所述存储器1930,用于存储计算机程序;所述处理器1910,可以用于调用所述存储器1930中存储的计算机程序或指令,执行上述示例中执行的方法,或者通过所述收发器1920执行上述示例中执行的方法。
图18中的处理模块1810和/或驱动模块1820可以通过所述处理器1910来实现。
例如,所述处理器1910,用于生成混沌序列;
驱动器1910,用于根据所述混沌序列,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光;
所述处理器1910,还用于接收回波序列;以及将回波序列和所述混沌序列进行相关计算,得到物体的参数。
再例如,所述驱动器1910在根据所述混沌序列,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光时,具体用于:采用所述混沌序列驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的连续式激光。
再例如,所述驱动器1910在根据所述混沌序列,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光时,具体用于:对所述混沌序列进行二值化处理;采用二值化处理后的混沌序列驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光;
所述处理器1910在用于将回波序列和所述混沌序列进行相关计算,得到物体的参数时,具体用于:对所述回波序列进行二值化处理;将二值化处理后的回波序列和二值化处理后的混沌序列进行相关计算,得到物体的参数。
再例如,所述驱动器1910在根据所述混沌序列,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光时,具体用于:对所述混沌序列进行二值化处理;将二值化处理后的混沌序列中连续的多个元素转换为一个十进制数值,任一个所述十进制数值用于确定相邻的激光脉冲时间间隔;采用所述相邻的激光脉冲时间间隔,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光脉冲;
所述处理器1910在用于将回波序列和所述混沌序列进行相关计算,得到物体的参数时,具体用于:根据回波序列的峰值之间的时间间隔,确定十进制序列;将所述十进制序列中的每个十进制数值转换为二进制数值,得到二值化序列;将所述二值化序列和二值化处理后的混沌序列进行相关计算,得到物体的参数。
再例如,所述驱动器1910,还用于生成脉冲式触发信号;其中,所述脉冲式触发信号用于触发根据十进制数值确定相邻的激光脉冲时间间隔,以及用于驱动第二激光器生成脉冲式激光。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,该计算机程序被计算机执行时,可以使得所述计算机用于执行上述物体检测的方法。或者说:所述计算机程序包括用于实现上述物体检测的方法的指令。
本申请实施例还提供了一种计算机程序产品,包括:计算机程序代码,当所述计算机程序代码在计算机上运行时,使得计算机可以执行上述提供的物体检测的方法。
本申请实施例还提供了一种激光雷达,所述激光雷达包括:执行上述物体检测的方法的装置和激光器。
另外,本申请实施例中提及的处理器可以是中央处理器(central processingunit,CPU),基带处理器,基带处理器和CPU可以集成在一起,或者分开,还可以是网络处理器(network processor,NP)或者CPU和NP的组合。处理器还可以进一步包括硬件芯片或其他通用处理器。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application-specific integratedcircuit,ASIC),可编程逻辑器件(programmable logic device,PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device,CPLD),现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gate array,FPGA),通用阵列逻辑(generic array logic,GAL)及其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等或其任意组合。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。
本申请实施例中提及的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器,或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中,非易失性存储器可以是只读存储器(Read-OnlyMemory,ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM,PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM,EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM,EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明,许多形式的RAM可用,例如静态随机存取存储器(Static RAM,SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM,DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM,SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data RateSDRAM,DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM,ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM,SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(DirectRambus RAM,DR RAM)。应注意,本申请描述的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
本申请实施例中提及的收发器中可以包括单独的发送器,和/或,单独的接收器,也可以是发送器和接收器集成一体。收发器可以在相应的处理器的指示下工作。可选的,发送器可以对应物理设备中发射机,接收器可以对应物理设备中的接收机。
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中描述的各方法步骤和单元,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各实施例的步骤及组成。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。本领域普通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。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,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。另外,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接,也可以是电的,机械的或其它的形式连接。
所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申请实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元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,也可以是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。
所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,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分,或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请中的“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请中所涉及的多个,是指两个或两个以上。另外,需要理解的是,在本申请的描述中,“第一”、“第二”等词汇,仅用于区分描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性,也不能理解为指示或暗示顺序。
尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请实施例的精神和范围。这样,倘若本申请实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (25)
1.一种物体检测方法,其特征在于,包括:
生成混沌序列;
根据所述混沌序列,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光;
接收回波序列;
将回波序列和所述混沌序列进行相关计算,得到物体的参数。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一激光器产生连续式激光,所述连续式激光的幅度具有混沌编码特性。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述混沌序列,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光,包括:
采用所述混沌序列,驱动所述第一激光器产生具有混沌编码特性的连续式激光。
4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述混沌序列,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光,包括:
对所述混沌序列进行二值化处理;
采用二值化处理后的混沌序列驱动所述第一激光器产生具有混沌编码特性的连续式激光;
将回波序列和所述混沌序列进行相关计算,得到物体的参数,包括:
对所述回波序列进行二值化处理;
将二值化处理后的回波序列和二值化处理后的混沌序列进行相关计算,得到物体的参数。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一激光器产生激光脉冲,相邻的激光脉冲时间间隔具有混沌编码特性。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述混沌序列,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光,包括:
对所述混沌序列进行二值化处理;
将二值化处理后的混沌序列中连续的多个元素转换为一个十进制数值,任一个所述十进制数值用于确定相邻的激光脉冲时间间隔;
采用所述相邻的激光脉冲时间间隔,驱动所述第一激光器产生具有混沌编码特性的激光脉冲;
将回波序列和所述混沌序列进行相关计算,得到物体的参数,包括:
根据回波序列的峰值之间的时间间隔,确定十进制序列;
将所述十进制序列中的每个十进制数值转换为二进制数值,得到二值化序列;
将所述二值化序列和二值化处理后的混沌序列进行相关计算,得到物体的参数。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述相邻的激光脉冲时间间隔为:所述十进制数值与时钟周期的乘积;
所述回波序列的峰值之间的时间间隔为:所述十进制序列中的每个十进制数值与所述时钟周期的乘积。
8.如权利要求6或7所述的方法,其特征在于,还包括:
生成脉冲式触发信号;其中,所述脉冲式触发信号用于触发根据十进制数值确定相邻的激光脉冲时间间隔,以及用于驱动第二激光器产生激光脉冲。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述脉冲式触发信号为周期性的;在每个周期内,所述第一激光器和所述第二激光器产生的激光脉冲的时间间隔基于所述十进制数值确定。
10.如权利要求1-9任一项所述的方法,其特征在于,所述混沌序列满足以下公式:
Xn+1=|Xn*r-Xn*Xn*r|,其中,Xn为混沌序列中的第n个元素,r大于0,X1大于0,n为大于或等于1的整数。
11.如权利要求10所述的方法,其特征在于,r取值为3.5699-4。
12.一种物体检测装置,其特征在于,包括:
处理模块,用于生成混沌序列;
驱动模块,用于根据所述混沌序列,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光;
所述处理模块,还用于接收回波序列;以及将回波序列和所述混沌序列进行相关计算,得到物体的参数。
13.如权利要求12所述的装置,其特征在于,所述第一激光器产生连续式激光,所述连续式激光的幅度具有混沌编码特性。
14.如权利要求13所述的装置,其特征在于,所述驱动模块在根据所述混沌序列,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光时,具体用于:
采用所述混沌序列,驱动所述第一激光器产生具有混沌编码特性的连续式激光。
15.如权利要求13所述的装置,其特征在于,所述驱动模块在根据所述混沌序列,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光时,具体用于:
对所述混沌序列进行二值化处理;采用二值化处理后的混沌序列驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的连续式激光;
所述处理模块在用于将回波序列和所述混沌序列进行相关计算,得到物体的参数时,具体用于:
对所述回波序列进行二值化处理;将二值化处理后的回波序列和二值化处理后的混沌序列进行相关计算,得到物体的参数。
16.如权利要求12所述的装置,其特征在于,所述第一激光器产生激光脉冲,相邻的激光脉冲时间间隔具有混沌编码特性。
17.如权利要求16所述的装置,其特征在于,所述驱动模块在根据所述混沌序列,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光时,具体用于:
对所述混沌序列进行二值化处理;将二值化处理后的混沌序列中连续的多个元素转换为一个十进制数值,任一个所述十进制数值用于确定相邻的激光脉冲时间间隔;采用所述相邻的激光脉冲时间间隔,驱动第一激光器产生具有混沌编码特性的激光脉冲;
所述处理模块在用于将回波序列和所述混沌序列进行相关计算,得到物体的参数时,具体用于:
根据回波序列的峰值之间的时间间隔,确定十进制序列;将所述十进制序列中的每个十进制数值转换为二进制数值,得到二值化序列;将所述二值化序列和二值化处理后的混沌序列进行相关计算,得到物体的参数。
18.如权利要求17所述的装置,其特征在于,所述相邻的激光脉冲时间间隔为:所述十进制数值与时钟周期的乘积;
所述回波序列的峰值之间的时间间隔为:所述十进制序列中的每个十进制数值与所述时钟周期的乘积。
19.如权利要求17或18所述的装置,其特征在于,所述驱动模块,还用于生成脉冲式触发信号;其中,所述脉冲式触发信号用于触发根据十进制数值确定相邻的激光脉冲时间间隔,以及用于驱动第二激光器产生激光脉冲。
20.如权利要求19所述的装置,其特征在于,所述脉冲式触发信号为周期性的;在每个周期内,所述第一激光器和所述第二激光器产生的激光脉冲的时间间隔基于所述十进制数值确定。
21.如权利要求12-20任一项所述的装置,其特征在于,所述混沌序列满足以下公式:
Xn+1=|Xn*r-Xn*Xn*r|,其中,Xn为混沌序列中的第n个元素,r大于0,X1大于0,n为大于或等于1的整数。
22.如权利要求21所述的装置,其特征在于,r取值为3.5699-4。
23.一种物体检测装置,其特征在于,包括:处理器,所述处理器与存储器耦合;
所述存储器,用于存储计算机程序或指令;
所述处理器,用于执行所述存储器中的部分或者全部计算机程序或指令,当所述部分或者全部计算机程序或指令被执行时,用于实现如权利要求1-11任一项所述的方法。
24.一种计算机可读存储介质,其特征在于,用于存储计算机程序,所述计算机程序包括用于实现权利要求1-11任一项所述的方法的指令。
25.一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品包括:计算机程序代码,当所述计算机程序代码在计算机上运行时,使得所述计算机执行如权利要求1-11任一项所述的方法。
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