CN115825930A - 激光雷达抗干扰方法、装置、存储介质及激光雷达 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种激光雷达抗干扰方法、装置、存储介质及激光雷达，应用于全激光雷达，所述激光雷达包括激光发射阵列和激光接收阵列，所述方法包括：在一个测量周期内确定至少两个待开启的激光发射单元，所述至少两个待开启的激光发射单元处于不同的激光发射组；其中，所述至少两个待开启的激光发射单元满足物理光学不串扰条件；控制所述至少两个激光发射单元基于预设规则发射激光束，并控制至少两个所述激光发射单元分别对应的激光接收单元接收回波光束，实现对目标物体的探测。可以使得激光接收单元在接收对应激光时不发生串扰问题，提高点云数据的准确率。
Description
技术领域
本申请涉及计算机技术领域，尤其涉及一种激光雷达抗干扰方法、装置、存储介质及激光雷达。
背景技术
在多传感器系统中，存在多组激光发射器以及接收传感器，每组激光发射器以及接收传感器属于并行关系，每组的激光发射器与同组的接收传感器属于串行关系。
发明内容
本申请实施例提供了一种激光雷达抗干扰方法、装置、存储介质及激光雷达，可以使得激光接收单元在接收对应激光时不发生串扰问题，提高点云数据的准确率，所述技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供一种激光雷达抗干扰方法，所述激光雷达包括激光发射阵列和激光接收阵列，所述方法包括：
在一个测量周期内确定至少两个待开启的激光发射单元，所述至少两个待开启的激光发射单元处于不同的激光发射组；其中，所述至少两个待开启的激光发射单元满足物理光学不串扰条件；
控制所述至少两个激光发射单元基于预设规则发射激光束，并控制至少两个所述激光发射单元分别对应的激光接收单元接收回波光束，实现对目标物体的探测。
第二方面，本申请实施例提供一种激光雷达抗干扰装置，所述激光雷达包括激光发射阵列和激光接收阵列，所述装置包括：
单元确定模块，用于在一个测量周期内确定至少两个待开启的激光发射单元，所述至少两个待开启的激光发射单元处于不同的激光发射组；其中，所述至少两个待开启的激光发射单元满足物理光学不串扰条件；
目标探测模块，用于控制所述至少两个激光发射单元基于预设规则发射激光束，并控制至少两个所述激光发射单元分别对应的激光接收单元接收回波光束，实现对目标物体的探测。
第三方面，本申请实施例提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述的方法步骤。
第四方面，本申请实施例提供一种激光雷达，可包括：处理器和存储器；其中，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序适于由所述处理器加载并执行上述的方法步骤。
本申请一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
采用本实施例，所述激光雷达包括激光发射阵列和激光接收阵列，在一个测量周期内确定至少两个待开启的激光发射单元，所述至少两个待开启的激光发射单元处于不同的激光发射组；其中，所述至少两个待开启的激光发射单元满足物理光学不串扰条件；控制所述至少两个激光发射单元基于预设规则发射激光束，并控制至少两个所述激光发射单元分别对应的激光接收单元接收回波光束，实现对目标物体的探测。可以使得激光接收单元在接收对应激光时不发生串扰问题，提高点云数据的准确率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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是本申请实施例提供的一种激光雷达抗干扰的流程示意图；
图2是本申请实施例提供的一种激光发射阵列的举例示意图；
图3是本申请实施例提供的一种激光接收阵列的举例示意图；
图4是本申请实施例提供的一种激光雷达抗干扰的流程示意图；
图5是本申请实施例提供的一种测距场景的举例示意图；
图6是本申请实施例提供的一种激光发射阵列的举例示意图；
图7是本申请实施例提供的一种激光发射阵列的举例示意图；
图8是本申请实施例提供的一种激光接收阵列的举例示意图；
图9是本申请实施例提供的一种激光发射阵列的举例示意图；
图10是本申请实施例提供的一种激光接收阵列的举例示意图；
图11是本申请实施例提供的一种激光雷达抗干扰的流程示意图；
图12是本申请实施例提供的一种激光雷达抗干扰装置的结构示意图；
图13是本申请实施例提供的一种激光雷达抗干扰装置的结构示意图；
图14是本申请实施例提供的一种激光雷达抗干扰装置的结构示意图；
图15是本申请实施例提供的一种滤波处理模块的结构示意图；
图16是本申请实施例提供的一种激光雷达抗干扰装置的结构示意图；
图17是本申请实施例提供的一种激光雷达的结构示意图；
图18是本申请实施例提供的一种激光雷达的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。
下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关6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。
下面将结合附图1-附图11，对本申请实施例提供的激光雷达抗干扰方法进行详细介绍。该方法可依赖于计算机程序实现，可运行于基于冯诺依曼体系的激光雷达抗干扰装置上。该计算机程序可集成在应用中，也可作为独立的工具类应用运行。其中，本申请实施例中的激光雷达抗干扰装置可以为采用了激光雷达抗干扰方法的任一设备，包括但不限于：车载设备、飞机、火车、手持设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备等。
当激光发射器发射激光后，若反射回来的激光的能量比较强，或者对应的光斑较大，会漫反射到其他组的接收传感器上，导致了其他组的接收传感器接收到了不是对应的通道反射回来的激光，造成了干扰，影响了测得的点云数据的准确率。
请参见图1，为本申请实施例提供了一种激光雷达抗干扰方法的流程示意图。
如图1所示，本申请实施例的所述方法可以包括以下步骤：
S101，在一个测量周期内确定至少两个待开启的激光发射单元，所述至少两个待开启的激光发射单元处于不同的激光发射组；其中，所述至少两个待开启的激光发射单元满足物理光学不串扰条件；
所述激光发射阵列中可以包括预设数量的激光发射组，所述激光接收阵列中可以包括预设数量的激光接收组，预设数量的激光发射组与预设数量的激光接收组相对应。一个激光发射组可以包含两个激光发射器，一个激光接收组可以包含两个激光接收器，属于同组的激光发射器采用串行发射的关系，但不同组的激光发射器采用并行发射的关系。
例如，如图2所示，所述激光发射阵列中可以包含四个激光发射组，分别为111组，112组，113组，114组，其中，每个激光发射组设置于一个发射板上，作为一种示例，每个激光发射组包括32个激光发射器，每组激光发射器可以分别设置于一个发射板的正反两面。其中，作为一种示例，该激光发射器可以为边发射器。其中，所述每个激光发射组内的激光器采用串行发射关系。不同发射组之间采用并行发射关系。
其中，如图3所示，图3为一种接收阵列，其中，所述接收阵列为与图2的发射阵列对应的接收阵列，其中，作为一种可选的示例，所述接收阵列的接收单元与图2所示的发射单元为一一对应的关系。
可以理解的是，在一个发射器组中，可以包含多个发射单元，例如，如图2所示，所述激光发射器组111以及激光发射器组112可以包含如图2所示的多个发射单元。其中，可以理解的所述每个发射单元可以包括至少1个激光发射器。其中，可以理解的是每个发射单元也可以包括多个激光发射器，本申请对此不作限制。
针对激光雷达的任一发射单元，一个探测周期包括多个发射周期，即在一个探测周期内每个发射单元均会进行多次发射。
在一个测量周期内确定至少两个待开启的激光发射单元，可以为，如图2所示，在一个测量周期内确定所述激光发射器组111中的待开启的激光发射单元，并确定所述激光发射器组112中的待开启的激光发射单元，其中，所述激光发射器组111与所述激光发射器组112中的待开启的激光发射单元满足物理光学不串扰条件。
控制所述至少两个激光发射单元基于预设规则发射激光束，并控制至少两个所述激光发射单元分别对应的激光接收单元接收回波光束，实现对目标物体的探测。
当控制所述至少两个激光发射单元基于预设规则向所述目标物体发射激光束后，发射的激光束在接触到所述目标物体时，被反射生成的回波激光至所述至少两个激光发射单元对应的至少两个激光接收单元，实现对目标物体的探测。
例如，所述激光发射器组111中的激光发射单元与所述激光发射器组112中的激光发射单元，按照预设规则向所述目标物体发射激光束后，由所述激光接收器211中的激光接收单元以及所述激光接收器212中的激光接收单元所接收，根据接收到的激光束，可以得到所述目标物体的点云数据。
采用本实施例，在一个测量周期内确定至少两个待开启的激光发射单元，所述至少两个待开启的激光发射单元处于不同的激光发射组；其中，所述至少两个待开启的激光发射单元满足物理光学不串扰条件；控制所述至少两个激光发射单元基于预设规则发射激光束，并控制至少两个所述激光发射单元分别对应的激光接收单元接收回波光束，实现对目标物体的探测。可以使得激光接收单元在接收对应激光时不发生串扰问题，提高点云数据的准确率。
如图4所示，图4是本申请实施例提供的一种激光雷达抗干扰方法的流程示意图；
S201，在一个测量周期内确定至少两个待开启的激光发射单元，所述至少两个待开启的激光发射单元处于不同的激光发射组；其中，所述至少两个待开启的激光发射单元满足物理光学不串扰条件；
请参见S101，此处不再赘述。
其中，在一个测量周期内确定至少两个待开启的激光发射单元，所述至少两个待开启的激光发射单元处于不同的激光发射组，包括：
确定至少两个激光发射组内的各个激光发射单元的光斑偏移量；
基于所述各个激光发射单元的光斑偏移量来确定至少两个待开启的激光发射单元，其中所述至少两个待开启的激光发射单元处于不同的激光发射组。
可以理解的是，基于所述各个激光发射单元的光斑偏移量来确定至少两个待开启的发射单元，主要是使得所述至少两个待开启的发射单元中的任一个的回波光斑的偏移量不会被其他待开启的发射单元所对应的接收器所接收，从而造成串扰。
其中，所述激光发射单元对应的光斑的偏移量＝所述激光发射单元对应的镜头焦距×tanα，如图5所示，所述tanα为所述激光发射单元对应的目标探测距离与所述发射单元与所述发射单元对应的接收器之间的距离的比值。其中，作为一种可选的实施例，可以根据所述激光发射组中不同激光发射单元到镜头中心光轴距离的不同，将激光器发射组中的激光发射单元进行分组。例如可以将激光发射单元分为中心探测视场对应的发射单元组及边缘探测视场对应的发射单元组。可以理解的是，这里中心探测视场的光斑偏移量小，边缘探测视场的激光发射单元的光斑偏移量大。因此，可以根据所述待开启的发射单元所在的分组设计待开启的激光发射单元的发射条件。举例来说，如所述至少两个发射单元处于边缘探测视场对应的分组中，则至少两个发射单元通道错开第一预设数量的通道数；如所述至少两个发射单元处于中心探测视场对应的分组中，则至少两个发射单元通道错开第二数量的通道数。其中，第一预设数量大于第二预设数量。
其中，作为另外一种可选地实施例，可以根据不同激光发射组中的激光发射单元的探测距离的不同将激光发射单元分为不同分组，根据所述待开启发射单元所在的分组设计待开启的激光发射单元的发射条件。举例来说，每个激光发射器组根据探测距离范围不同分为三组，其中第一组的距离范围在第一预设范围内，例如5-10m，第二组的距离范围处于第二预设范围内，例如10-100m，第三组的距离范围处于第三预设范围内，例如100m-200m。则，第一组中至少两个发射单元通道错开第一预设数量的通道数，第二组中至少两个激光发射单元通道错开第二数量的通道数，第三组中至少两个激光发射单元错开第三数量通道数。其中，第一预设数量＞第二预设数量＞第三预设数量。
S202，根据预设发射编码规则设置至少两个激光发射单元的发射编码值集合；确保所述至少两个激光发射单元的发射编码值之间均满足预设的互相关条件；
首先，通过线性反馈移位寄存器生成至少两个伪随机序列。
基于线性反馈移位寄存器的定义可知，其至少应有一个输入序列。该输入序列可由激光雷达根据实际需求进行设定，此处不作限定。考虑到本申请实施例是为了减少发射单元不同次的回波信号串扰情况，作为一种可选的方式，该输入序列中的各数值可互不相同。通过该线性反馈移位寄存器的不断反馈及再输入，可生成至少两个伪随机序列。
接着，基于任意两个伪随机序列的互相关函数计算得到该任意两个伪随机序列的互相关系数。
激光雷达可先基于各个伪随机序列的互相关函数计算得到各个伪随机序列的互相关系数。具体地，该互相关函数可基于下式获得：
其中，ai为一个伪随机序列，bi+τ为另一个伪随机序列，CCF(a，b，τ)为伪随机序列ai和bi+τ的互相关函数，τ为预置的时间偏移量。
最后，筛选出互相关系数满足预设的互相关条件的伪随机序列，并基于所筛选出的伪随机序列确定发射编码值集合。
该互相关条件主要是为了筛选出互相关性尽量小的伪随机序列，以减少并发时回波信号串扰的可能性。仅作为示例，可预先设定一互相关系数阈值，则可将任意两个伪随机序列的互相关系数与该互相关系数阈值进行比对，以此筛选出互相关系数小于该互相关系数阈值的多个伪随机序列，此处不对筛选的手段作出限定。激光雷达由此可基于所筛选出的伪随机序列，确定出各个并行发射单元的发射编码值集合。例得到了三个伪随机序列S1、S2及S3，且这三个伪随机序列两两之间的互相关性均较小，则可基于S1确定发射单元A的发射编码值集合，基于S2确定发射单元B的发射编码值集合，基于S3确定发射单元C的发射编码值集合。
其中，可以理解的是，作为一种可选方式，也可以在每个探测周期均预设有一参考时刻。基于该参考时刻的概念，发射编码值集合为发射编码值的集合，该发射编码值即用于表示发射单元的发射时刻相对于该参考时刻的时延。其中，发射编码值集合中的编码值满足自相关条件。激光雷达可先基于各个伪随机序列的自相关函数计算得到各个伪随机序列的自相关系数。具体地，该自相关函数可基于下式获得：
其中，ACF(a，τ)为自相关函数，ai表示第i个伪随机序列，τ为预置的时间偏移量。其中，可以理解的是，该自相关条件主要是为了让发射编码值集合的自相关系数保持在较小的范围内；也即，使得处于同一发射编码值集合的各个发射编码值之间的自相关性小于预设阈值。
作为一种可选的实施例，基于首探测周期设置一个参考时刻，基于该参考时刻建立一个发射编码值集合，该发射编码值集合中包括预设数量的各不相同的发射编码值，从而使得发射编码集合的自相关性最小。当控制至少两个激光发射单元进行发射的时候，可随机抽取两个发射编码值，进行发射控制。同时保证预设时长内抽取的发射编码值不同，超过预设时长，该发射编码值可重复使用。
S203，控制所述至少两个激光发射单元错开预设数量的物理通道发射激光束；控制所述至少两个所述激光发射单元分别对应的激光接收单元接收回波光束，实现对目标物体的探测。
当所述至少两个激光发射单元的发射编码值集合之间均满足预设的互相关条件后，控制所述至少两个激光发射单元错开预设数量的物理通道发射激光束，其中，所述预设数量可以根据实际情况不同，比如，当激光雷达与所述目标物体的距离较近时，错开的预设数量的物理通道可以比当激光雷达与所述目标物体的距离较远时要大，例如，当预计所述激光雷达与所述目标物体之间的距离超过200m时，如图6所示，控制所述至少两个激光发射单元错开2个数量的物理通道发射激光束，如图7所示，当预计所述激光雷达与所述目标物体之间的距离不超过100m-200m时，控制所述至少两个激光发射单元错开4个数量的物理通道发射激光束。当所述至少两个激光发射单元错开预设数量的物理通道发射激光束，则需要与所述至少两个激光发射单元错开预设数量的物理通道对应的激光接收单元进行接收回波光束，当所述控制所述至少两个激光发射单元错开4个数量的物理通道发射激光束，例如，如图8所示，控制A0，C4，E8，G12的发射单元发射激光束，则需控制其对应的接收单元A’0，C’4，E’8，G’12接收回波光束，在下一个探测周期，如图9所示，当发射激光束的发射单元为A1，C5，E9，G0，如图10所示，则需控制其对应的接收单元A’1，C’5，E’9，G’0接收回波光束。
可以理解的是，在控制所述至少两个激光发射单元基于预设规则发射激光束时，要总和考虑发射编码值的选择和发射通道错开数量，即从发射控制和物理光学隔离度两个方向来控制回波激光不会产生串扰问题，提高点云数据的准确性。
采用本实施例，在一个测量周期内确定至少两个待开启的激光发射单元，所述至少两个待开启的激光发射单元处于不同的激光发射组；其中，所述至少两个待开启的激光发射单元满足物理光学不串扰条件，根据预设发射编码规则设置至少两个激光发射单元的发射编码值集合；确保所述至少两个激光发射单元的发射编码值集合之间均满足预设的互相关条件；控制所述至少两个激光发射单元错开预设数量的物理通道发射激光束；控制至少两个所述激光发射单元分别对应的激光接收单元错开预设数量的物理通道接收回波光束，实现对目标物体的探测。可以使得激光接收单元在接收对应激光时不发生串扰问题，提高点云数据的准确率。
如图11所示，图11是本申请实施例提供的一种激光雷达抗干扰方法的流程示意图；
S301，在一个测量周期内确定至少两个待开启的激光发射单元，所述至少两个待开启的激光发射单元处于不同的激光发射组；其中，所述至少两个待开启的激光发射单元满足物理光学不串扰条件；
请参见S101，此处不再赘述。
S302，根据预设发射编码规则设置至少两个激光发射单元的发射编码值集合；确保所述至少两个激光发射单元的发射编码值集合之间均满足预设的互相关条件；
请参见S202，此处不再赘述。
S303，控制所述至少两个激光发射单元基于实际测距需求错开时序发射激光束；控制至少两个所述激光发射单元分别对应的激光接收单元错开预设数量的物理通道接收回波光束；
当所述激光接收单元的接收距离不同时，可以对相同距离进行组合，可以为同组的所述激光接收器的测距距离为相同，不属于同组的所述激光接收器的测距距离可以不同。因此，可以根据实际的需要错开时序发射激光。例如，当测距距离为大于200M时，采用AB组的激光发射器中的激光发射单元进行发射激光，当测距距离小于200M时，采用CD组的激光发射器中的激光发射单元进行发射激光。
控制至少两个所述激光发射单元分别对应的激光接收单元错开预设数量的物理通道接收回波光束请参见S203，此处不再赘述。
S304，对得到的原始点云数据进行第一滤波处理和/或第二滤波处理，得到无干扰的点云数据，实现对目标物体的探测。
在本申请实施例中，提出了两种滤波处理方式，分别为第一滤波处理及第二滤波处理。可以理解，针对原始点云数据中的任一待测点，只要通过任一种滤波处理方式确定该待测点有效，即可将该待测点保留；反之，若通过两种滤波处理方式均确定该待测点无效，则认为该待测点为噪声点，需要将该待测点剔除。
为避免资源浪费，提升滤波处理的效率，可先通过一种滤波处理方式对待测点进行检测(也即进行第一次滤波处理)；若第一次滤波处理确定该待测点有效，则保留该待测点，无需对该待测点进行另一种滤波处理；反之，若第一次滤波处理确定该待测点无效，则需要再通过另一种滤波处理方式对该待测点进行检测(也即进行第二次滤波处理)；若第二次滤波处理确定该待测点有效，则保留该待测点；反之，若第二次滤波处理仍确定该待测点无效，则最终确定该待测点确实无效，可将该待测点从原始点云数据中剔除。
在一些实施例中，针对原始点云数据中的任一待测点，第一滤波处理的处理过程详述如下：
首先，基于预设的邻域尺寸确定以该待测点为中心的待测邻域。
接着，计算待测邻域中除待测点之外的各个点的测距值分别与该待测点的测距值的差值。
通常情况下，基于表面和激光雷达0度方向(水平或垂直)垂直的目标所得的点云中，各点的测距值差异均较小。基于此，可从该角度出发，计算待测邻域中除待测点之外的各个点的测距值分别与该待测点的测距值的差值。可以理解，该M*N的邻域中，除待测点之外还有M*N-1个点。这M*N-1个点会分别与该待测点进行测距值的差值的计算，由此可得到M*N-1个差值。
最后基于所得差值确定待测点是否有效。
由上述步骤，待测邻域中各点的测距值差异应较小。可以此为评判标准，对所得的M*N-1个差值进行分析，以确定该待测点是否有效。具体地，为了排除偶发的干扰，减少出现分析有误的情况，可预先设定一数量阈值；则基于该数量阈值，可通过如下过程对该待测点是否有效进行分析：统计所得的M*N-1个差值中，目标差值的数量，其中，目标差值指的是：小于预设的差值阈值的差值；若目标差值的数量达到该数量阈值，则确定待测点有效；反之，若目标差值的数量少于该数量阈值，则需要结合第二滤波处理的结果来确定该待测点是否有效。
仅作为示例，假定M为3，N为3，记待测点为P0，则可以以该待测点P0为中心，从原始点云中确定一3*3的邻域。为便于说明，记邻域中除该待测点P0之外的各个点分别为P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7及P8。则在进行第一滤波处理时，可计算P1的测距值与P0的测距值的差值，记作d01，计算P2的测距值与P0的测距值的差值，记作d02，以此类推，直至计算得到P8的测距值与P0的测距值的差值，记作d08。分别将d01、d02、……、d08与预设的差值阈值d进行比较，即可获知d01、d02、……、d08中有几个差值小于该差值阈值，也即获知目标差值的数量l。假定数量阈值为l0，则在l≥l0时，可确定待测点有效，该待测点可被保留；在l＜l0时，可确定待测点无效，需要结合第二滤波处理的结果才能最终作出保留或剔除的决定。
在一些实施例中，针对原始点云数据中的任一待测点，第二滤波处理的处理过程详述如下：
首先，在原始点云数据中以待测点为中心，在预设方向上获取至少两个点。
通常情况下，基于表面和激光雷达0度方向(水平或垂直)间有一定角度的目标所得的点云中，各点的测距值差异可能会很大。此时，如果仍采用第一滤波处理，则可能导致正常点被误删。针对这种情况而提出了第二滤波处理，作为对第一滤波处理的补充。
点云中各点可基于坐标(x,y,d)进行表示；其中，x用于表示点相对于激光雷达的水平位移；y用于表示点相对于激光雷达的竖直位移；d表示深度信息，也即测距值。在此背景下，本申请实施例所说的方向，实际不是考虑的各点与待测点在三维空间中所呈现的方向，而是考虑的点云投射在xy平面后，各点与待测点在二维的xy平面中所呈现的方向(也即，是各点基于x坐标及y坐标与待测点所呈现的方向)。
仅作为示例，预设方向可以包括：水平方向、垂直方向以及±45度方向，共四个方向。可以想象，这四个方向以待测点为中心，在xy平面上构成了“米”字形状。记待测点为P1，不考虑深度信息，该待测点可被记作P1(x0,y0)，则：
该待测点的水平方向上的各点分别为：……、P2(x0-2,y0)、P3(x0-1,y0)、P4(x0+1,y0)、P5(x0+2,y0)、……；
该待测点的竖直方向上的各点分别为：……、P6(x0,y0-2)、P7(x0,y0-1)、P8(x0,y0+1)、P9(x0,y0+2)、……；
该待测点的+45度方向上的各点分别为：……、P10(x0-2,y0-2)、P11(x0-1,y0-1)、P12(x0+1,y0+1)、P13(x0+2,y0+2)、……；
该待测点的-45度方向上的各点分别为：……、P10(x0-2,y0+2)、P11(x0-1,y0+1)、P12(x0+1,y0-1)、P13(x0+2,y0-2)、……。
接着，对至少两个点及待测点进行拟合。
在预设方向只有一个的情况下，可直接对所获得至少两个点及待测点的测距值进行拟合。
在预设方向有两个以上的情况下，可依次对一个预设方向上所获得的至少两个点及待测点的测距值进行拟合。例如，先对该待测点的水平方向上的至少两个点及该待测点的测距值进行拟合；然后对该待测点的竖直方向上的至少两个点及该待测点的测距值进行拟合；接着对该待测点的+45度方向上的至少两个点及该待测点的测距值进行拟合；最后对该待测点的-45度方向上的至少两个点及该待测点的测距值进行拟合。
最后，基于拟合结果确定待测点是否有效。
基于表面和激光雷达0度方向(水平或垂直)间有一定角度的目标所得的点云中，应有某个方向上的点可被拟合为一条直线。本申请实施例为了节约处理资源及提升处理效率，仅基于待测点的预设方向来进行针对性的处理，检测这些预设方向上的点是否能够拟合为直线。在拟合结果指示步骤D2的预设方向上的至少两个点及待测点能够拟合为一条直线时，即可确定该待测点有效。
需要注意的是，在预设方向有两个以上的情况下，只要拟合结果指示任一预设方向上的至少两个点与该待测点能够拟合为一条直线，即可确定该待测点有效，且此时，其它还未进行拟合的预设方向可以不再考虑；反之，若拟合结果指示每个预设方向上的至少两个点与该待测点均无法拟合为一条直线，则确定待测点无效，需要结合第一滤波处理的结果才能最终作出保留或剔除的决定。
采用本实施例，在一个测量周期内确定至少两个待开启的激光发射单元，所述至少两个待开启的激光发射单元处于不同的激光发射组；其中，所述至少两个待开启的激光发射单元满足物理光学不串扰条件，根据预设发射编码规则设置至少两个激光发射单元的发射编码值集合；确保所述至少两个激光发射单元的发射编码值集合之间均满足预设的互相关条件，控制所述至少两个激光发射单元基于实际测距需求错开时序发射激光束；控制至少两个所述激光发射单元分别对应的激光接收单元错开预设数量的物理通道接收回波光束，对得到的原始点云数据进行第一滤波处理和/或第二滤波处理，得到无干扰的点云数据，实现对目标物体的探测。可以使得激光接收单元在接收对应激光是不发生串扰问题，并通过录播处理进一步提高点云数据的准确率。
下述为本申请装置实施例，可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节，请参照本申请方法实施例。
请参见图12，其示出了本申请一个示例性实施例提供的激光雷达抗干扰装置的结构示意图。该激光雷达抗干扰装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为终端的全部或一部分。该装置1包括单元确定模块11、目标探测模块12、
单元确定模块11，用于在一个测量周期内确定至少两个待开启的激光发射单元，所述至少两个待开启的激光发射单元处于不同的激光发射组；其中，所述至少两个待开启的激光发射单元满足物理光学不串扰条件；
目标探测模块12，用于控制所述至少两个激光发射单元基于预设规则发射激光束，并控制至少两个所述激光发射单元分别对应的激光接收单元接收回波光束，实现对目标物体的探测。
可选的，所述单元确定模块11，具体用于：
基于所述至少两个待开启的激光发射单元对应的光斑的偏移量，设置至少两个待开启的激光发射单元的发射条件，以使所述至少两个待开启的激光发射单元满足物理光学不串扰条件；
其中，所述激光发射单元对应的光斑的偏移量＝为所述激光发射单元对应的镜头焦距×tanα，所述tanα为所述激光发射单元对应的目标探测距离，与所述发射单元与所述发射单元对应的接收器之间的距离的比值。
可选的，所述目标探测模块12，具体用于：
控制所述至少两个激光发射单元错开预设数量的物理通道发射激光束；
或，
控制所述至少两个激光发射单元基于实际测距需求错开时序发射激光束。
可选的，如图13所示，装置1还包括：
编码设置模块13，用于根据预设发射编码规则设置至少两个激光发射单元的发射编码值集合；
条件确保模块14，用于确保所述至少两个激光发射单元的发射编码值集合之间均满足预设的互相关条件。
可选的，所述目标探测模块12，具体用于：
控制至少两个所述激光发射单元分别对应的激光接收单元错开预设数量的物理通道接收回波光束。
可选的，如图14所示，所述装置1还包括：
滤波处理模块15，用于对得到的原始点云数据进行第一滤波处理和/或第二滤波处理，得到无干扰的点云数据。
可选的，如图15所示，所述滤波处理模块15，包括：
待测邻域确定单元151，用于针对所述原始点云数据中的每个待测点，基于预设的邻域尺寸确定以所述待测点为中心的待测邻域；
差值计算单元152，用于，计算所述待测邻域中除所述待测点之外的各个点的测距值分别与所述待测点的测距值的差值；
第一待测点确定单元153，用于基于所述差值确定所述待测点是否有效。
可选的，如图16所示，所述滤波处理模块15，包括：
待测点获取单元154，用于针对所述原始点云数据中的每个待测点，在所述原始点云数据中以所述待测点为中心，在预设方向上获取至少两个点；
待测点拟合单元155，用于对所述至少两个点及所述待测点进行拟合；
第二待测点确定单元156，还用于基于拟合结果确定所述待测点是否有效；
其中，所述待测点确定单元156，具体用于：
若所述拟合结果指示所述至少两个点及所述待测点能够拟合为一条直线，则确定所述待测点有效。
在本申请实施例中，在一个测量周期内确定至少两个待开启的激光发射单元，所述至少两个待开启的激光发射单元处于不同的激光发射组；其中，所述至少两个待开启的激光发射单元满足物理光学不串扰条件，根据预设发射编码规则设置至少两个激光发射单元的发射编码值集合；确保所述至少两个激光发射单元的发射编码值集合之间均满足预设的互相关条件，控制所述至少两个激光发射单元基于实际测距需求错开时序发射激光束；控制至少两个所述激光发射单元分别对应的激光接收单元错开预设数量的物理通道接收回波光束，对得到的原始点云数据进行第一滤波处理和/或第二滤波处理，得到无干扰的点云数据，实现对目标物体的探测。可以使得激光接收单元在接收对应激光是不发生串扰问题，并通过录播处理进一步提高点云数据的准确率。
需要说明的是，上述实施例提供的激光雷达抗干扰装置在执行激光雷达抗干扰方法时，仅以上述各功能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模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的激光雷达抗干扰装置与激光雷达抗干扰方法实施例属于同一构思，其体现实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质可以存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行如上述图1-图11所示实施例的方法步骤，具体执行过程可以参见图1-图11所示实施例的具体说明，在此不进行赘述。
本申请还提供了一种激光雷达，该激光雷达存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行如上述图1-图11所示实施例的方法步骤，具体执行过程可以参见图1-图11所示实施例的具体说明，在此不进行赘述。
请参见图17，为本申请实施例提供了一种激光雷达的结构示意图。如图17所示，所述移动终端1000可以包括：至少一个处理器1001，至少一个网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，至少一个通信总线1002。
其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。
其中，用户接口1003可以包括显示屏(Display)、摄像头(Camera)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。
其中，网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。
其中，处理器1001可以包括一个或者多个处理核心。处理器1001利用各种借口和线路连接整个激光雷达1000内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器1005内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器1005内的数据，执行激光雷达1000的各种功能和处理数据。可选的，处理器1001可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable Logic Array，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器1001可集成中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、图像处理器(Graphics Processing Unit，GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器1001中，单独通过一块芯片进行实现。
其中，存储器1005可以包括随机存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括只读存储器(Read-Only Memory)。可选的，该存储器1005包括非瞬时性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。存储器1005可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器1005可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现上述各个方法实施例的指令等；存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及到的数据等。存储器1005可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器1001的存储装置。如图17所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及激光雷达抗干扰应用程序。
在图17所示的移动终端1000中，用户接口1003主要用于为用户提供输入的接口，获取用户输入的数据；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的生成激光雷达抗干扰应用程序，并具体执行以下操作：
在一个测量周期内确定至少两个待开启的激光发射单元，所述至少两个待开启的激光发射单元处于不同的激光发射组；其中，所述至少两个待开启的激光发射单元满足物理光学不串扰条件；
控制所述至少两个激光发射单元基于预设规则发射激光束，并控制至少两个所述激光发射单元分别对应的激光接收单元接收回波光束，实现对目标物体的探测。
在一个实施例中，所述处理器1001在执行至少两个待开启的激光发射单元满足物理光学不串扰条件时，具体执行以下操作：
基于所述至少两个待开启的激光发射单元对应的光斑的偏移量，设置至少两个待开启的激光发射单元的发射条件，以使所述至少两个待开启的激光发射单元满足物理光学不串扰条件；
其中，所述激光发射单元对应的光斑的偏移量＝为所述激光发射单元对应的镜头焦距×tanα，所述tanα为所述激光发射单元对应的目标探测距离，与所述发射单元与所述发射单元对应的接收器之间的距离的比值。
在一个实施例中，所述处理器1001在执行控制所述至少两个激光发射单元基于预设规则发射激光束时，具体执行以下操作：
控制所述至少两个激光发射单元错开预设数量的物理通道发射激光束；
或，
控制所述至少两个激光发射单元基于实际测距需求错开时序发射激光束。
在一个实施例中，所述处理器1001还执行以下操作：
根据预设发射编码规则设置至少两个激光发射单元的发射编码值集合；
确保所述至少两个激光发射单元的发射编码值集合之间均满足预设的互相关条件。
在一个实施例中，所述处理器1001在执行控制至少两个所述激光发射单元分别对应的激光接收单元接收回波光束时，具体执行以下操作：
控制至少两个所述激光发射单元分别对应的激光接收单元错开预设数量的物理通道接收回波光束。
在一个实施例中，所述处理器1001在执行控制至少两个所述激光发射单元分别对应的激光接收单元接收回波光束之后，还执行以下操作：
对得到的原始点云数据进行第一滤波处理和/或第二滤波处理，得到无干扰的点云数据。
在一个实施例中，所述处理器1001在执行第一滤波处理的处理过程时，具体执行以下操作：
针对所述原始点云数据中的每个待测点，基于预设的邻域尺寸确定以所述待测点为中心的待测邻域；
计算所述待测邻域中除所述待测点之外的各个点的测距值分别与所述待测点的测距值的差值；
基于所述差值确定所述待测点是否有效。
在一个实施例中，所述处理器1001在执行第二滤波处理的处理过程时，具体执行以下操作：
针对所述原始点云数据中的每个待测点，在所述原始点云数据中以所述待测点为中心，在预设方向上获取至少两个点；
对所述至少两个点及所述待测点进行拟合；
基于拟合结果确定所述待测点是否有效；
其中，所述基于拟合结果确定所述待测点是否有效，包括：
若所述拟合结果指示所述至少两个点及所述待测点能够拟合为一条直线，则确定所述待测点有效。
在本申请实施例中，在一个测量周期内确定至少两个待开启的激光发射单元，所述至少两个待开启的激光发射单元处于不同的激光发射组；其中，所述至少两个待开启的激光发射单元满足物理光学不串扰条件，根据预设发射编码规则设置至少两个激光发射单元的发射编码值集合；确保所述至少两个激光发射单元的发射编码值集合之间均满足预设的互相关条件，控制所述至少两个激光发射单元基于实际测距需求错开时序发射激光束；控制至少两个所述激光发射单元分别对应的激光接收单元错开预设数量的物理通道接收回波光束，对得到的原始点云数据进行第一滤波处理和/或第二滤波处理，得到无干扰的点云数据，实现对目标物体的探测。可以使得激光接收单元在接收对应激光是不发生串扰问题，并通过录播处理进一步提高点云数据的准确率。
请参见图18，示出了本申请一个示例性实施例提供的一种激光雷达的结构示意图。该激光雷达包括外壳1101、发射板组1102、接收板1103、反射镜1104、发射镜头1105、接收镜头1106、镜头隔板1107、光学旋转固定支架1108、旋转驱动底座1109、旋转体后隔板1110。其中，光学旋转固定支架1108用于固定发射板1102、接收板1103、发射镜头1105和接收镜头1106。并同发射板1102、接收板1103、发射镜头1105和接收镜头1106一起转动。
其中，隔板1107设置与发射镜头1105和接收镜头1106之间，用于防止发射光路和接收光路之间的串扰。
其中，旋转驱动底座1109设置于光学旋转固定支架1108下部，用于驱动旋转固定支架1108带动发射和接收光学系统进行旋转扫描。
其中，外壳1101可套设于旋转固定支架1108外部，用于保护发射和接收光学系统。
其中，可以理解的是，所述发射板组1102可以包括图2所示的激光发射阵列。其中接收板1103可以包括如图3所示的接收阵列。
其中，可以理解的是，所述激光雷达还包括主控制电路板，所述主控制电路板可以包括可编程器件的具体类型在此不做限制。示例性的，可编程器件可以为现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray，FPGA)、复杂可编程逻辑器件(ComplexProgrammablelogicdevice，CPLD)或者可擦除可编程逻辑器件(EraseProgrammableLogicDevice，EPLD)等。在实际应用中，用户可以通过编程，控制可编程器件执行特定的功能。
可以理解的是，在本申请实施例中的激光雷达可以通过主控制电路板对发射阵列和接收阵列进行控制，同时对回波信号进行处理，以实现图1、图4、图11所示的抗干扰的方法。
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，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种激光雷达抗干扰方法，其特征在于，所述激光雷达包括激光发射阵列和激光接收阵列，所述方法包括：
在一个测量周期内确定至少两个待开启的激光发射单元，所述至少两个待开启的激光发射单元处于不同的激光发射组；其中，所述至少两个待开启的激光发射单元满足物理光学不串扰条件；
控制所述至少两个激光发射单元基于预设规则发射激光束，并控制至少两个所述激光发射单元分别对应的激光接收单元接收回波光束，实现对目标物体的探测。
2.根据权利要求1所述的方法，所述控制所述至少两个激光发射单元基于预设规则发射激光束，包括：
控制所述至少两个激光发射单元错开预设数量的物理通道发射激光束；
或，
控制所述至少两个激光发射单元基于实际测距需求错开时序发射激光束。
3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括:
根据预设发射编码规则设置至少两个激光发射单元的发射编码值集合；
确保所述至少两个激光发射单元的发射编码值集合之间均满足预设的互相关条件。
4.根据权利要求1所述的方法，所述控制至少两个所述激光发射单元分别对应的激光接收单元接收回波光束，包括:
控制至少两个所述激光发射单元分别对应的激光接收单元错开预设数量的物理通道接收回波光束。
5.根据权利要求1所述的方法，所述控制至少两个所述激光发射单元分别对应的激光接收单元接收回波光束之后，还包括：
对得到的原始点云数据进行第一滤波处理和/或第二滤波处理，得到无干扰的点云数据。
6.根据权利要求5所述的方法，所述第一滤波处理的处理过程为：
针对所述原始点云数据中的每个待测点，基于预设的邻域尺寸确定以所述待测点为中心的待测邻域；
计算所述待测邻域中除所述待测点之外的各个点的测距值分别与所述待测点的测距值的差值；
基于所述差值确定所述待测点是否有效。
7.根据权利要求5所述的方法，所述其特征在于，所述第二滤波处理的处理过程为：
针对所述原始点云数据中的每个待测点，在所述原始点云数据中以所述待测点为中心，在预设方向上获取至少两个点；
对所述至少两个点及所述待测点进行拟合；
基于拟合结果确定所述待测点是否有效；
其中，所述基于拟合结果确定所述待测点是否有效，包括：
若所述拟合结果指示所述至少两个点及所述待测点能够拟合为一条直线，则确定所述待测点有效。
8.一种激光雷达抗干扰装置，其特征在于，所述激光雷达包括激光发射阵列和激光接收阵列，所述装置包括：
单元确定模块，用于在一个测量周期内确定至少两个待开启的激光发射单元，所述至少两个待开启的激光发射单元处于不同的激光发射组；其中，所述至少两个待开启的激光发射单元满足物理光学不串扰条件；
目标探测模块，用于控制所述至少两个激光发射单元基于预设规则发射激光束，并控制至少两个所述激光发射单元分别对应的激光接收单元接收回波光束，实现对目标物体的探测。
9.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行如权利要求1-7任意一项的方法步骤。
10.一种激光雷达，其特征在于，包括：处理器和存储器；其中，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序适于由所述处理器加载并执行如权利要求1-7任意一项的方法步骤。
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