CN115616525A - 反射回波信号分辨方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种反射回波信号分辨方法、装置、设备及存储介质。本发明获取反射回波信号对应的原始反射光强数据；对原始反射光强数据进行多项式插值处理，对处理后的原始反射光强数据中的各个反射光强值进行排序，得到反射光强最大值；对处理后的原始反射光强数据中的反射光强值进行差异放大处理；根据差异放大的反射光强数据中的各个处理后的反射光强值得到光强变化梯度值；根据光强变化梯度值与覆盖时间宽度之间的关系得到光强变化梯度值对应的覆盖时间宽度，以对反射回波信号进行分辨，采用多项式差值提高反射光强数据的有效数据量，并对反射光强值进行差异放大处理，从而放大相邻光强之间的差异，提高目标分辨的效果。

Description

反射回波信号分辨方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种反射回波信号分辨方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
激光雷达从探测原理上可以分为脉冲式和相位式，其中，脉冲式激光雷达具有探测技术易实现、成本低廉、探测距离远等优势，是激光雷达的主要实现技术方向，在地理信息测绘、自动驾驶、工业自动化等领域存在广泛的应用。脉冲式激光雷达的原理较为简单，主要利用了光速在自由空间传输的速度不变性，通过探测光信号的飞行时间，进而反算出激光雷达设备和目标之间的距离。激光雷达通过探测不同角度、不同方向的目标距离，可以对所探测的三维空间环境进行重建，得到各个目标的详细坐标。
脉冲式激光雷达在探测距离之外，还可以探测并分辨不同反射率目标所反射回来的光强信息。尤其是在相同距离或相同平面上有不同的反射率目标，仅通过探测距离是不能分辨并识别不同目标的，如道路表面的斑马线、房屋建筑上的图案等。当需要分辨上述目标时，就可以利用其所反射回来的光强差异进行分辨。
现有的反射回波信号分辨方式是计算回波信号在时间轴上的积分制，进行光强的比对，得到不同的反射率，以根据反射率对目标进行分辨，但当目标的反射率接近时，对目标的分辨不够准确。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种反射回波信号分辨方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术根据反射回波信号对目标进行分辨不够准确的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种反射回波信号分辨方法，所述方法包括以下步骤:
获取反射回波信号对应的原始反射光强数据；
对所述原始反射光强数据进行多项式插值处理，得到处理后的原始反射光强数据；
对所述处理后的原始反射光强数据中的各个反射光强值进行排序，得到反射光强最大值；
基于所述反射光强最大值对处理后的原始反射光强数据中的反射光强值进行差异放大处理，得到差异放大的反射光强数据；
根据差异放大的反射光强数据中的各个处理后的反射光强值得到光强变化梯度值；
根据光强变化梯度值与覆盖时间宽度之间的关系得到光强变化梯度值对应的覆盖时间宽度，以对反射回波信号进行分辨。
可选地，所述对所述原始反射光强数据进行多项式插值处理，得到处理后的原始反射光强数据，包括：
获取采样时间段和多项式插值系数；
根据所述采样时间段得到插值时间点；
获取所述采样时间段中的各个时刻的原始反射光强值和所述采样时间段中的各个时间段的采样值；
在所述原始反射光强值和所述采样值一致时，基于所述插值时间点和所述多项式插值系数计算插值反射光强值；
将所述插值反射光强值与所述原始反射光强数据进行汇总，得到处理后的原始反射光强数据。
可选地，所述对所述处理后的原始反射光强数据中的各个反射光强值进行排序，得到反射光强最大值之后，还包括：
确定所述采样时间段对应的反射光强值以及所述反射光强最大值对应的时间点；
获取采样时间段中位于所述反射光强最大值对应的时间点之后的剔除时间点；
将所述剔除时间点对应的反射光强值剔除，得到剔除后的反射光强值；
将剔除后的反射光强值沿着反射回波信号采样时间段的时间轴进行镜像处理，得到对称反射光强值；
通过所述剔除后的反射光强值和所述对称反射光强值得到更新后的原始反射光强数据。
可选地，所述差异放大处理包括归一化处理和对数处理；
基于所述反射光强最大值对处理后的原始反射光强数据中的反射光强值进行差异放大处理，得到差异放大的反射光强数据，包括：
获取处理后的原始反射光强数据中的各个反射光强值；
通过所述反射光强最大值对各个反射光强值进行归一化处理，得到归一化后的反射光强值；
将归一化后的反射光强值进行对数处理，得到处理后的反射光强值；
根据处理后的反射光强值得到差异放大的反射光强数据。
可选地，所述根据光强变化梯度值与覆盖时间宽度之间的关系得到光强变化梯度值对应的覆盖时间宽度，以对反射回波信号进行分辨，包括：
根据光强变化梯度值查询映射表，所述映射表表征了光强变化梯度值与覆盖时间宽度之间的关系；
根据所述映射表得到光强变化梯度值对应的覆盖时间宽度；
通过所述覆盖时间宽度确定对应的反射回波信号，以对不同的反射回波信号进行不同目标分辨。
可选地，所述根据差异放大的反射光强数据中的各个处理后的反射光强值得到光强变化梯度值，包括：
获取各个处理后的反射光强值中的处理后的反射光强最大值；
将处理后的反射光强最大值作为目标数值；
通过所述目标数值对处理后的反射光强值中的各个反射光强值进行梯度计算，得到光强变化梯度值。
可选地，所述获取反射回波信号对应的原始反射光强数据，包括：
在接收到反射回波信号时，对所述反射回波信号进行高速采样；
根据采样结果得到反射回波信号对应的原始反射光强数据。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种反射回波信号分辨装置，所述反射回波信号分辨装置包括：
获取模块，用于获取反射回波信号对应的原始反射光强数据；
处理模块，用于对所述原始反射光强数据进行多项式插值处理，得到处理后的原始反射光强数据；
排序模块，用于对所述处理后的原始反射光强数据中的各个反射光强值进行排序，得到反射光强最大值；
所述处理模块，还用于基于所述反射光强最大值对处理后的原始反射光强数据中的反射光强值进行差异放大处理，得到差异放大的反射光强数据；
所述获取模块，还用于根据差异放大的反射光强数据中的各个处理后的反射光强值得到光强变化梯度值；
分辨模块，用于根据光强变化梯度值与覆盖时间宽度之间的关系得到光强变化梯度值对应的覆盖时间宽度，以对反射回波信号进行分辨。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种反射回波信号分辨设备，所述反射回波信号分辨设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的反射回波信号分辨程序，所述反射回波信号分辨程序配置为实现如上文所述的反射回波信号分辨方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有反射回波信号分辨程序，所述反射回波信号分辨程序被处理器执行时实现如上文所述的反射回波信号分辨方法的步骤。
本发明通过获取反射回波信号对应的原始反射光强数据；对所述原始反射光强数据进行多项式插值处理，得到处理后的原始反射光强数据；对所述处理后的原始反射光强数据中的各个反射光强值进行排序，得到反射光强最大值；基于所述反射光强最大值对处理后的原始反射光强数据中的反射光强值进行差异放大处理，得到差异放大的反射光强数据；根据差异放大的反射光强数据中的各个处理后的反射光强值得到光强变化梯度值；根据光强变化梯度值与覆盖时间宽度之间的关系得到光强变化梯度值对应的覆盖时间宽度，以对反射回波信号进行分辨，采用多项式差值提高反射光强数据的有效数据量，并对反射光强值进行差异放大处理，从而放大相邻光强之间的差异，提高目标分辨的效果。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的反射回波信号分辨设备的结构示意图；
图2为本发明反射回波信号分辨方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明反射回波信号分辨方法一实施例中现有脉冲式激光雷达的光信号飞行时间计算原理示意图；
图4为本发明反射回波信号分辨方法第二实施例的流程示意图；
图5为本发明反射回波信号分辨方法一实施例中对原始反射光强数据进行插值效果示意图；
图6为本发明反射回波信号分辨方法第三实施例的流程示意图；
图7为本发明反射回波信号分辨方法第四实施例的流程示意图；
图8为本发明反射回波信号分辨方法一实施例中对反射光强值进行镜像处理的示意图；
图9为本发明反射回波信号分辨装置第一实施例的结构框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的反射回波信号分辨设备结构示意图。
如图1所示，该反射回波信号分辨设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器（Central Processing Unit，CPU），通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏（Display）、输入单元比如键盘（Keyboard），可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如无线保真（Wireless-Fidelity，Wi-Fi）接口）。存储器1005可以是高速的随机存取存储器（RandomAccess Memory，RAM），也可以是稳定的非易失性存储器（Non-Volatile Memory，NVM），例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对反射回波信号分辨设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及反射回波信号分辨程序。
在图1所示的反射回波信号分辨设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明反射回波信号分辨设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在反射回波信号分辨设备中，所述反射回波信号分辨设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的反射回波信号分辨程序，并执行本发明实施例提供的反射回波信号分辨方法。
本发明实施例提供了一种反射回波信号分辨方法，参照图2，图2为本发明反射回波信号分辨方法第一实施例的流程示意图。
本实施例中，所述反射回波信号分辨方法包括以下步骤：
步骤S10：获取反射回波信号对应的原始反射光强数据。
需要说明的是，本实施例的执行主体为反射回波信号分辨设备，还可为其他可实现相同或相似功能的设备，本实施例对此不作限制，本实施例以反射回波信号分辨设备为例进行说明。
在本实施例中，可通过脉冲式激光雷达进行数据采集从而探测距离，当发射激光到各个目标时，接收到各个目标发送的反射回波信号，从而可得到反射回波信号对应的反射光强数据，原始反射光强数据指的是未经处理的反射光强值。
脉冲式激光雷达的现有计时方法是对比发射和接收信号之间的信号差，计算光信号的飞行时间。如图3所示，图3为本实施例中现有脉冲式激光雷达的光信号飞行时间计算原理示意图，发射脉冲和接收脉冲之间的时间间隔为Δt，光速为c，则激光雷达设备和目标之间的距离d计算如下式1：
d=(c×∆t)/2（式1）
通过上式1可计算得到激光雷达设备与目标之间的距离，而在实际使用的场景中，当飞行时间相同但反射光强度不一致时，通过计算回波脉冲信号在时间轴上的积分值进行光强的比对，从而得到不同目标的反射率情况，以对目标进行分辨，但当目标的反射率较为接近时，积分计算光强的方式精度不够，导致分辨目标的准确率较低。
具体地，反射回波信号可通过高速采样的处理器进行采样，则所述获取反射回波信号对应的原始反射光强数据的步骤具体包括：在接收到反射回波信号时，对所述反射回波信号进行高速采样；根据采样结果得到反射回波信号对应的原始反射光强数据。
应理解的是，当激光雷达接收到反射回波信号时，可使用高速采样的处理器对反射回波信号进行高速采样，从而得到反射回波信号对应的原始反射光强数据。通过对反射回波信号进行高速采样，可以得到较为精细的回波轮廓外形，从而可提高计算的准确性。
步骤S20：对所述原始反射光强数据进行多项式插值处理，得到处理后的原始反射光强数据。
应理解的是，多项式插值处理指的是对原始反射光强数据中的各个反射光强值之间再插入多个反射光强值，从而可在采样点之间插入更多的反射光强值，可对反射光强数据进行数值填充，提高光脉冲的反射光强值的有效数据量。
在具体实施中，多项式插值包括二阶多项式插值、三阶多项式插值等，本实施例对此不加以限定，本实施例以三阶多项式插值为例进行说明，通过对原始反射光强数据进行三阶多项式插值处理，得到插值之后的原始反射光强数据，即处理后的原始反射光强数据。
步骤S30：对所述处理后的原始反射光强数据中的各个反射光强值进行排序，得到反射光强最大值。
需要说明的是，当得到插值处理后的原始反射光强数据后，可对插值处理后的原始反射光强数据中的各个反射光强值进行排序，从而可得到反射光强值中的反射光强最大值。
步骤S40：基于所述反射光强最大值对处理后的原始反射光强数据中的反射光强值进行差异放大处理，得到差异放大的反射光强数据。
在具体实施中，差异放大处理可放大相邻反射光强值之间的差异，从而可方便后续的反射光强值的识别和处理，差异放大处理指的是对处理后的原始反射光强数据进行归一化和对数处理，还可包括其他可将相邻反射光强值进行差异放大的方法，本实施例对此不加以限定，本实施例以归一化和对数处理为例进行说明。
在本实施例中，通过对各个反射光强值进行差异放大处理，得到差异放大的反射光强数据。
步骤S50：根据差异放大的反射光强数据中的各个处理后的反射光强值得到光强变化梯度值。
可以理解的是，P' t 为差异放大后的反射光强数据中的光强表示值，当得到差异放大后的反射光强数据中的各个处理后的反射光强值后，可提取各个处理后的反射光强值的光强度关键值，例如选择差异放大后的反射光强数据中的某个反射光强值作为代表反射光强值，并将其他反射光强值与代表反射光强值进行计算，从而可得到不同的光强变化梯度值。
进一步地，根据差异放大的反射光强数据中的各个处理后的反射光强值得到光强变化梯度值的步骤具体包括：获取各个处理后的反射光强值中的处理后的反射光强最大值；将处理后的反射光强最大值作为目标数值；通过所述目标数值对处理后的反射光强值中的各个反射光强值进行梯度计算，得到光强变化梯度值。
在本实施例中，各个处理后的反射光强值使用P' t 进行表示，目标数值可提前设置，例如目标数值为0、1等，本实施例对此不作限制，本实施例以0为例进行说明，将各个处理后的反射光强值中的处理后的反射光强最大值设置为目标数值0，并根据目标数值0对处理后的反射光强值中的其余反射光强值进行梯度计算，依次递减，从而得到计算后的每个反射光强值对应的光强变化梯度值。
步骤S60：根据光强变化梯度值与覆盖时间宽度之间的关系得到光强变化梯度值对应的覆盖时间宽度，以对反射回波信号进行分辨。
需要说明的是，光强变化梯度值与覆盖时间宽度之间存在有映射关系，可建立映射表，映射表表征了光强变化梯度值和覆盖时间宽度之间的关系，从而可根据光强变化梯度值得到光强变化梯度值对应的覆盖时间宽度，例如光强变化梯度值为-0.5，覆盖时间宽度为δt-0.5，因此可根据不同的反射光强度值得到对应的覆盖时间宽度，而每个反射回波信号的时间宽度是不一致的，因此可根据覆盖时间宽度对反射回波信号进行分辨。
具体地，根据光强变化梯度值与覆盖时间宽度之间的关系得到光强变化梯度值对应的覆盖时间宽度，以对反射回波信号进行分辨的步骤具体包括：根据光强变化梯度值查询映射表，所述映射表表征了光强变化梯度值与覆盖时间宽度之间的关系；根据所述映射表得到光强变化梯度值对应的覆盖时间宽度；通过所述覆盖时间宽度确定对应的反射回波信号，以对不同的反射回波信号进行不同目标分辨。
映射表表征了光强变化梯度值与覆盖时间宽度之间的关系，则建立映射表的步骤具体包括：获取历史光强变化梯度值和历史覆盖时间宽度，并根据历史光强变化梯度值和历史覆盖时间宽度建立光强变化梯度值和覆盖时间宽度之间的映射关系，从而得到表征光强变化梯度值与覆盖时间宽度之间关系的映射表。
如表1所示，表1为光强变化梯度值与覆盖时间宽度之间的映射表。表1中，光强变化梯度值为0的梯度值对应处理后的反射光强最大值，对应的覆盖时间宽度为0，光强变化梯度值为0.5时，覆盖时间宽度为δt-0.5。可根据表1查询光强变化梯度值对应的覆盖时间宽度，从而可得到各个反射光强值对应的覆盖时间宽度，从而可根据覆盖时间宽度分辨不同的反射回波信号，以实现对不同的反射回波信号完成目标的分辨，提高分辨的精度和准确性。
表1
光强变化梯度值 覆盖时间宽度
0 0
-0.5 δt-0.5
-1.0 δt-1.0
-2.0 δt-2.0
-3.0 δt-3.0
-4.0 δt-4.0
… …
在具体实施中，当需要更加精细的反射回波信号分辨时，可采用更为精细的光强变化梯度值，可根实际情况进行设置，可在保证识别反射光强差异的前提下，控制光强变化梯度值的数量，从而节省计算的时间，提高计算的效率。
本实施例通过获取反射回波信号对应的原始反射光强数据；对所述原始反射光强数据进行多项式插值处理，得到处理后的原始反射光强数据；对所述处理后的原始反射光强数据中的各个反射光强值进行排序，得到反射光强最大值；基于所述反射光强最大值对处理后的原始反射光强数据中的反射光强值进行差异放大处理，得到差异放大的反射光强数据；根据差异放大的反射光强数据中的各个处理后的反射光强值得到光强变化梯度值；根据光强变化梯度值与覆盖时间宽度之间的关系得到光强变化梯度值对应的覆盖时间宽度，以对反射回波信号进行分辨，采用多项式差值提高反射光强数据的有效数据量，并对反射光强值进行差异放大处理，从而放大相邻光强之间的差异，提高目标分辨的效果。
参考图4，图4为本发明反射回波信号分辨方法第二实施例的流程示意图。
基于上述第一实施例，本实施例反射回波信号分辨方法所述步骤S20，具体包括：
步骤S201：获取采样时间段和多项式插值系数。
需要说明的是，采样时间段可根据具体的采样时间进行计算，得到采样时长和采样时间点。例如采样时间段为8:00-8:10，则可得到具体的采样时长为10分钟，并得到采样时间段中各个时间点的数据。多项式插值系数可根据需求进行设置，例如多项式插值系数为0.5、0.8等，本实施例对此不作限制。
步骤S202：根据所述采样时间段得到插值时间点。
应理解的是，当获取了采样时间段后，将采样时间段划分为若干个小时间段，并从各个小时间段中选择需要插值的时间点作为插值时间点，例如将8:00-8:10中的10分钟的采样时长划分为10个小时间段，从而在每一个小时间段设置一个插值时间点，则插值时间点为8:01、8:02、8:03等。
步骤S203：获取所述采样时间段中的各个时刻的原始反射光强值和所述采样时间段中的各个时间段的采样值。
在具体实施中，在需要进行插值时，需要保证采样时间点对应的时刻的光强值和采样值是一致的，因此可获取采样时间段中的各个时刻的原始反射光强值和采样时间段中的各个时间段的采样值。将采样时间段中的各个时刻的原始反射光强值与采样时间段中的各个时间段的采样值进行比较。
步骤S204：在所述原始反射光强值和所述采样值一致时，基于所述插值时间点和所述多项式插值系数计算插值反射光强值。
在具体实施中，当原始反射光强值与采样值一致时，才可进行插值处理，则可根据插值时间点和多项式插值系数进行计算，得到插值反射光强值。
需要说明的是，根据插值时间点和多项式插值系数进行计算的过程如下式2：
P(t)=a 3 t 3+a 2 t 2+a 1 t 1+a 0（式2）
式2中，P(t)为插值反射光强值，a 3、a 2、a 1、a 0为多项式插值系数，t为插值时间点。从而可根据上式2计算得到插值反射光强值。
步骤S205：将所述插值反射光强值与所述原始反射光强数据进行汇总，得到处理后的原始反射光强数据。
在具体实施中，当计算得到插值反射光强值后，可将插值反射光强值插入原始反射光强数据中，即将插值反射光强值与延时反射光强数据进行汇总，从而得到插值处理后的原始反射光强数据。
如图5所示，图5为本实施例对原始反射光强数据进行插值效果示意图，图5左侧为原始反射光强数据，图5右侧为插值处理后的原始反射光强数据。根据图5可知，经过插值处理后的原始反射光强数据大大多余实际采样的反射光强数据点数，可提高反射光强数据的有效数据量，并通过多项式插值处理，可节省计算和分析的时间。
本实施例通过获取采样时间段和多项式插值系数；根据所述采样时间段得到插值时间点；获取所述采样时间段中的各个时刻的原始反射光强值和所述采样时间段中的各个时间段的采样值；在所述原始反射光强值和所述采样值一致时，基于所述插值时间点和所述多项式插值系数计算插值反射光强值；将所述插值反射光强值与所述原始反射光强数据进行汇总，得到处理后的原始反射光强数据，通过对原始反射光强数据进行多项式插值处理，可提高反射光强数据的有效数据量，并通过多项式插值处理，可节省计算和分析的时间。
参考图6，图6为本发明反射回波信号分辨方法第三实施例的流程示意图。
基于上述第一实施例，本实施例反射回波信号分辨方法所述步骤S40，具体包括：
所述差异放大处理包括归一化处理和对数处理。
步骤S401：获取处理后的原始反射光强数据中的各个反射光强值。
在本实施例中，当得到处理后的原始反射光强数据后，需要对原始反射光强数据中的各个反射光强值进行差异放大处理的归一化处理和对数处理。因此可根据处理后的原始反射光强数据得到各个反射光强值，便于对各个反射光强值进行差异放大处理。
步骤S402：通过所述反射光强最大值对各个反射光强值进行归一化处理，得到归一化后的反射光强值。
可以理解的是，可通过反射光强最大值对各个反射光强值先进行归一化处理，计算过程如下式3：
P m =P t /P max （式3）
式3中，P m 为归一化后的反射光强值，P t 为各个反射光强值，P max 为反射光强最大值。可通过上式3计算归一化后的反射光强值。
步骤S403：将归一化后的反射光强值进行对数处理，得到处理后的反射光强值。
在本实施例中，当得到归一化后的反射光强值后，对归一化后的反射光强值进行对数处理，从而得到处理后的反射光强值。计算过程如下式4：
P' t =log(P m )（式4）
式4中，P' t 为处理后的反射光强值，P m 为归一化后的反射光强值，通过上式4计算，可得到处理后的反射光强值。
步骤S404：根据处理后的反射光强值得到差异放大的反射光强数据。
在具体实施中，当得到处理后的反射光强值后，可将处理后的反射光强值进行汇总，得到差异放大的反射光强数据。
在本实施例中，在对处理后的原始反射光强数据中的反射光强值进行差异放大处理之前，还会对处理后的原始反射光强值中的反射光强值进行剔除和镜像处理，从而得到更新后的原始反射光强数据，因此还可对更新后的原始反射光强数据进行差异放大处理，从而增强更新后的原始反射光强数据中各个反射光强值中相邻光强值之间的差异。
本实施例获取处理后的原始反射光强数据中的各个反射光强值；通过所述反射光强最大值对各个反射光强值进行归一化处理，得到归一化后的反射光强值；将归一化后的反射光强值进行对数处理，得到处理后的反射光强值；根据处理后的反射光强值得到差异放大的反射光强数据，通过对各个反射光强进行归一化处理和对数处理，从而可放大各个反射光强值中相邻光强值之间的差异，从而提高反射回波信号分辨的效率。
参考图7，图7为本发明反射回波信号分辨方法第四实施例的流程示意图。
基于上述第一、第二以及第三实施例，本实施例反射回波信号分辨方法在所述步骤S30之后，还包括：
步骤S31：确定所述采样时间段对应的反射光强值以及所述反射光强最大值对应的时间点。
需要说明的是，当反射回波信号的光功率过强时，在时间轴上会有很大的展宽幅度，且有时对应的反射光强值的下降沿和上升沿并不是对称的形状，因此需要对反射光强值做对称化信号处理。
在进行对称化处理时，可记录采样时间段对应的各个光强值信息，并得到反射光强值中反射光强最大值对应的时间点。
步骤S32：获取采样时间段中位于所述反射光强最大值对应的时间点之后的剔除时间点。
在具体实施中，剔除时间点指的是需要剔除的时间点以及需要剔除的时间对应的反射光强值，将采样时间段中的位于反射光强最大值对应的时间点之后的时间点作为剔除时间点。
步骤S33：将所述剔除时间点对应的反射光强值剔除，得到剔除后的反射光强值。
当得到剔除时间点后，得到剔除时间点所对应的反射光强值，并将其剔除，得到剔除后的反射光强值。
步骤S34：将剔除后的反射光强值沿着反射回波信号采样时间段的时间轴进行镜像处理，得到对称反射光强值。
在本实施例中，剔除后的反射光强值指的是反射光强最大值以及反射光强最大值之前的反射光强值。当得到剔除后的反射光强值后，可将剔除后的反射光强值沿着反射回波信号的采样时间段的时间轴进行镜像处理，即得到与剔除后的反射光强值以反射光强最大值为对称点的对称反射光强值。
步骤S35：通过所述剔除后的反射光强值和所述对称反射光强值得到更新后的原始反射光强数据。
应理解的是，将剔除后的反射光强值和对称反射光强值作为更新后的原始反射光强数据，从而可降低反射光强值在时间轴上的展宽幅度。如图8所示，图8为本实施例中对反射光强值进行镜像处理的示意图。通过记录采样时间之后的光强信息，当光强值增加到P max 最大值后，将后面的光强值都去掉，仅保留反射光强值之前的光强数据值，然后再将P max 之前的反射光强值沿着采样时间段的时间轴进行镜像处理，形成一个对称的反射回波信号脉冲形状，从而可降低计算的过程，也节省了采样的时间。
在具体实施中，除了对剔除后的反射光强值进行镜像处理，还可不进行对称化镜像处理，可直接截取在反射光强最大值之前的反射光强值，并在截取之后，计算反射光强值上升阶段的时间宽度，从而可得到反射光强值形成的反射回波脉冲形状。
需要说明的是，当得到更新后的原始反射光强数据，还可对更新后的原始反射光强数据进行差异放大处理，通过获取更新后的原始反射光强数据中的各个反射光强值，并通过反射光强最大值对各个反射光强值进行归一化处理，得到归一化后的反射光强值，从而将归一化后的反射光强值进行对数处理，得到处理后的反射光强值，从而得到差异放大的反射光强数据。
本实施例通过确定所述采样时间段对应的反射光强值以及所述反射光强最大值对应的时间点；获取采样时间段中位于所述反射光强最大值对应的时间点之后的剔除时间点；将所述剔除时间点对应的反射光强值剔除，得到剔除后的反射光强值；将剔除后的反射光强值沿着反射回波信号采样时间段的时间轴进行镜像处理，得到对称反射光强值；通过所述剔除后的反射光强值和所述对称反射光强值得到更新后的原始反射光强数据，通过对反射光强数据先剔除处理，再镜像对称处理，可降低反射光强值在时间轴上展开的幅度，从而提高分辨反射回波信号的准确性和效率。
参照图9，图9为本发明反射回波信号分辨装置第一实施例的结构框图。
如图9所示，本发明实施例提出的反射回波信号分辨装置包括：
获取模块10，用于获取反射回波信号对应的原始反射光强数据。
处理模块20，用于对所述原始反射光强数据进行多项式插值处理，得到处理后的原始反射光强数据。
排序模块30，用于对所述处理后的原始反射光强数据中的各个反射光强值进行排序，得到反射光强最大值。
所述处理模块20，还用于基于所述反射光强最大值对处理后的原始反射光强数据中的反射光强值进行差异放大处理，得到差异放大的反射光强数据。
所述获取模块10，还用于根据差异放大的反射光强数据中的各个处理后的反射光强值得到光强变化梯度值。
分辨模块40，用于根据光强变化梯度值与覆盖时间宽度之间的关系得到光强变化梯度值对应的覆盖时间宽度，以对反射回波信号进行分辨。
本实施例通过获取反射回波信号对应的原始反射光强数据；对所述原始反射光强数据进行多项式插值处理，得到处理后的原始反射光强数据；对所述处理后的原始反射光强数据中的各个反射光强值进行排序，得到反射光强最大值；基于所述反射光强最大值对处理后的原始反射光强数据中的反射光强值进行差异放大处理，得到差异放大的反射光强数据；根据差异放大的反射光强数据中的各个处理后的反射光强值得到光强变化梯度值；根据光强变化梯度值与覆盖时间宽度之间的关系得到光强变化梯度值对应的覆盖时间宽度，以对反射回波信号进行分辨，采用多项式差值提高反射光强数据的有效数据量，并对反射光强值进行差异放大处理，从而放大相邻光强之间的差异，提高目标分辨的效果。
在一实施例中，所述处理模块20，还用于获取采样时间段和多项式插值系数；根据所述采样时间段得到插值时间点；获取所述采样时间段中的各个时刻的原始反射光强值和所述采样时间段中的各个时间段的采样值；在所述原始反射光强值和所述采样值一致时，基于所述插值时间点和所述多项式插值系数计算插值反射光强值；将所述插值反射光强值与所述原始反射光强数据进行汇总，得到处理后的原始反射光强数据。
在一实施例中，所述排序模块30，还用于确定所述采样时间段对应的反射光强值以及所述反射光强最大值对应的时间点；获取采样时间段中位于所述反射光强最大值对应的时间点之后的剔除时间点；将所述剔除时间点对应的反射光强值剔除，得到剔除后的反射光强值；将剔除后的反射光强值沿着反射回波信号采样时间段的时间轴进行镜像处理，得到对称反射光强值；通过所述剔除后的反射光强值和所述对称反射光强值得到更新后的原始反射光强数据。
在一实施例中，所述差异放大处理包括归一化处理和对数处理；所述处理模块20，还用于获取处理后的原始反射光强数据中的各个反射光强值；通过所述反射光强最大值对各个反射光强值进行归一化处理，得到归一化后的反射光强值；将归一化后的反射光强值进行对数处理，得到处理后的反射光强值；根据处理后的反射光强值得到差异放大的反射光强数据。
在一实施例中，分辨模块40，还用于根据光强变化梯度值查询映射表，所述映射表表征了光强变化梯度值与覆盖时间宽度之间的关系；根据所述映射表得到光强变化梯度值对应的覆盖时间宽度；通过所述覆盖时间宽度确定对应的反射回波信号，以对不同的反射回波信号进行不同目标分辨。
在一实施例中，所述获取模块10，还用于获取各个处理后的反射光强值中的处理后的反射光强最大值；将处理后的反射光强最大值作为目标数值；通过所述目标数值对处理后的反射光强值中的各个反射光强值进行梯度计算，得到光强变化梯度值。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种反射回波信号分辨设备，所述反射回波信号分辨设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的反射回波信号分辨程序，所述反射回波信号分辨程序配置为实现如上文所述的反射回波信号分辨方法的步骤。
由于本反射回波信号分辨设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有反射回波信号分辨程序，所述反射回波信号分辨程序被处理器执行时实现如上文所述的反射回波信号分辨方法的步骤。
由于本存储介质采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。
需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。
另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的反射回波信号分辨方法，此处不再赘述。
此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的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（如只读存储器（Read Only Memory，ROM）/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种反射回波信号分辨方法，其特征在于，所述反射回波信号分辨方法包括：
获取反射回波信号对应的原始反射光强数据；
对所述原始反射光强数据进行多项式插值处理，得到处理后的原始反射光强数据；
对所述处理后的原始反射光强数据中的各个反射光强值进行排序，得到反射光强最大值；
基于所述反射光强最大值对处理后的原始反射光强数据中的反射光强值进行差异放大处理，得到差异放大的反射光强数据；
根据差异放大的反射光强数据中的各个处理后的反射光强值得到光强变化梯度值；
根据光强变化梯度值与覆盖时间宽度之间的关系得到光强变化梯度值对应的覆盖时间宽度，以对反射回波信号进行分辨。
2.如权利要求1所述的反射回波信号分辨方法，其特征在于，所述对所述原始反射光强数据进行多项式插值处理，得到处理后的原始反射光强数据，包括：
获取采样时间段和多项式插值系数；
根据所述采样时间段得到插值时间点；
获取所述采样时间段中的各个时刻的原始反射光强值和所述采样时间段中的各个时间段的采样值；
在所述原始反射光强值和所述采样值一致时，基于所述插值时间点和所述多项式插值系数计算插值反射光强值；
将所述插值反射光强值与所述原始反射光强数据进行汇总，得到处理后的原始反射光强数据。
3.如权利要求2所述的反射回波信号分辨方法，其特征在于，所述对所述处理后的原始反射光强数据中的各个反射光强值进行排序，得到反射光强最大值之后，还包括：
确定所述采样时间段对应的反射光强值以及所述反射光强最大值对应的时间点；
获取采样时间段中位于所述反射光强最大值对应的时间点之后的剔除时间点；
将所述剔除时间点对应的反射光强值剔除，得到剔除后的反射光强值；
将剔除后的反射光强值沿着反射回波信号采样时间段的时间轴进行镜像处理，得到对称反射光强值；
通过所述剔除后的反射光强值和所述对称反射光强值得到更新后的原始反射光强数据。
4.如权利要求1所述的反射回波信号分辨方法，其特征在于，所述差异放大处理包括归一化处理和对数处理；
基于所述反射光强最大值对处理后的原始反射光强数据中的反射光强值进行差异放大处理，得到差异放大的反射光强数据，包括：
获取处理后的原始反射光强数据中的各个反射光强值；
通过所述反射光强最大值对各个反射光强值进行归一化处理，得到归一化后的反射光强值；
将归一化后的反射光强值进行对数处理，得到处理后的反射光强值；
根据处理后的反射光强值得到差异放大的反射光强数据。
5.如权利要求1所述的反射回波信号分辨方法，其特征在于，所述根据光强变化梯度值与覆盖时间宽度之间的关系得到光强变化梯度值对应的覆盖时间宽度，以对反射回波信号进行分辨，包括：
根据光强变化梯度值查询映射表，所述映射表表征了光强变化梯度值与覆盖时间宽度之间的关系；
根据所述映射表得到光强变化梯度值对应的覆盖时间宽度；
通过所述覆盖时间宽度确定对应的反射回波信号，以对不同的反射回波信号进行不同目标分辨。
6.如权利要求1所述的反射回波信号分辨方法，其特征在于，所述根据差异放大的反射光强数据中的各个处理后的反射光强值得到光强变化梯度值，包括：
获取各个处理后的反射光强值中的处理后的反射光强最大值；
将处理后的反射光强最大值作为目标数值；
通过所述目标数值对处理后的反射光强值中的各个反射光强值进行梯度计算，得到光强变化梯度值。
7.如权利要求1至6中任一项所述的反射回波信号分辨方法，其特征在于，所述获取反射回波信号对应的原始反射光强数据，包括：
在接收到反射回波信号时，对所述反射回波信号进行高速采样；
根据采样结果得到反射回波信号对应的原始反射光强数据。
8.一种反射回波信号分辨装置，其特征在于，所述反射回波信号分辨装置包括：
获取模块，用于获取反射回波信号对应的原始反射光强数据；
处理模块，用于对所述原始反射光强数据进行多项式插值处理，得到处理后的原始反射光强数据；
排序模块，用于对所述处理后的原始反射光强数据中的各个反射光强值进行排序，得到反射光强最大值；
所述处理模块，还用于基于所述反射光强最大值对处理后的原始反射光强数据中的反射光强值进行差异放大处理，得到差异放大的反射光强数据；
所述获取模块，还用于根据差异放大的反射光强数据中的各个处理后的反射光强值得到光强变化梯度值；
分辨模块，用于根据光强变化梯度值与覆盖时间宽度之间的关系得到光强变化梯度值对应的覆盖时间宽度，以对反射回波信号进行分辨。
9.一种反射回波信号分辨设备，其特征在于，所述反射回波信号分辨设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的反射回波信号分辨程序，所述反射回波信号分辨程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的反射回波信号分辨方法。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有反射回波信号分辨程序，所述反射回波信号分辨程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的反射回波信号分辨方法。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012063236A (ja) * 2010-09-16 2012-03-29 Ricoh Co Ltd レーザレーダ装置
JP2013164385A (ja) * 2012-02-13 2013-08-22 Denso Corp レーダ装置
JP2014106042A (ja) * 2012-11-26 2014-06-09 Toshiba Corp Ｄｂｆレーダ装置
JP2014219298A (ja) * 2013-05-09 2014-11-20 富士通株式会社 レーダ装置および目標物の検出方法
CN105759279A (zh) * 2016-04-20 2016-07-13 深圳市速腾聚创科技有限公司 一种基于波形时域匹配的激光测距系统及方法
CN208399674U (zh) * 2017-12-26 2019-01-18 苏州镭图光电科技有限公司 一种激光雷达回波信号处理系统
CN210129035U (zh) * 2018-12-06 2020-03-06 苏州镭图光电科技有限公司 激光雷达回波数据提取装置
CN111722202A (zh) * 2020-08-05 2020-09-29 湖北工业大学 一种基于回波强度的反光板位置拟合方法及系统
CN113376645A (zh) * 2021-08-16 2021-09-10 深圳煜炜光学科技有限公司 一种提高激光测距精度的方法与装置
CN114729999A (zh) * 2019-11-12 2022-07-08 株式会社电装 距离测定装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012063236A (ja) * 2010-09-16 2012-03-29 Ricoh Co Ltd レーザレーダ装置
JP2013164385A (ja) * 2012-02-13 2013-08-22 Denso Corp レーダ装置
JP2014106042A (ja) * 2012-11-26 2014-06-09 Toshiba Corp Ｄｂｆレーダ装置
JP2014219298A (ja) * 2013-05-09 2014-11-20 富士通株式会社 レーダ装置および目標物の検出方法
CN105759279A (zh) * 2016-04-20 2016-07-13 深圳市速腾聚创科技有限公司 一种基于波形时域匹配的激光测距系统及方法
CN208399674U (zh) * 2017-12-26 2019-01-18 苏州镭图光电科技有限公司 一种激光雷达回波信号处理系统
CN210129035U (zh) * 2018-12-06 2020-03-06 苏州镭图光电科技有限公司 激光雷达回波数据提取装置
CN114729999A (zh) * 2019-11-12 2022-07-08 株式会社电装 距离测定装置
CN111722202A (zh) * 2020-08-05 2020-09-29 湖北工业大学 一种基于回波强度的反光板位置拟合方法及系统
CN113376645A (zh) * 2021-08-16 2021-09-10 深圳煜炜光学科技有限公司 一种提高激光测距精度的方法与装置

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