CN115856907A - 减小脉冲式激光雷达测距盲区的方法、设备、介质及系统 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及激光雷达技术领域的减小脉冲式激光雷达测距盲区的方法、设备、介质及系统，该方法包括：将接收端的探测器的每个探测周期划分为第一阶段和第二阶段，第一阶段的持续时长为第一时长，第二阶段的持续时长为第二时长；控制探测器在第一阶段内接收干扰波信号，并将探测器的偏置电压设置为第一偏置电压；控制探测器在第二阶段内接收被测目标反射的回波信号，并将探测器的偏置电压设置为第二偏置电压；其中，第一偏置电压小于第二偏置电压，一个探测周期时长等于第一时长与第二时长之和。由此，降低探测器在第一阶段的偏置电压，使得增益降低，从而使得干扰波信号的幅值降低且脉宽变窄，缩短了干扰波信号覆盖的时间域，即减小了测距盲区范围。
Description
技术领域
本公开涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种减小脉冲式激光雷达测距盲区的方法、设备、介质及系统。
背景技术
激光雷达（LightDetection And Ranging，LiDAR）是一种主动发射激光束检测目标回波的三维成像系统。相比于毫米波雷达、摄像头、超声波雷达等，激光雷达具有测距精度高、横向分辨率高的优点，支持高精度的障碍物识别、车道线检测、路沿检测等功能，在辅助驾驶和自动驾驶领域有广阔的应用前景。
然而，激光雷达在较近的测量距离下存在无法获得有效测距信号的问题，其原因主要是激光雷达前面板或内部结构对发射端测距脉冲部分能量的直接反射，由于这部分反射光相较于被测目标的漫反射回波来说能量较大（距离近且接近镜面反射），其会在接收端产生一个脉冲宽度非常大的干扰波信号，导致其覆盖的时间域上被测目标反射的回波信号被完全掩盖，从而在这段时间域无法获得有效的测距信号，该时间域对应的测距范围即为激光雷达的测距盲区。
发明内容
为了解决上述技术问题，本公开提供了一种减小脉冲式激光雷达测距盲区的方法、设备、介质及系统。
本公开提供了一种减小脉冲式激光雷达测距盲区的方法，包括：
将接收端的探测器的每个探测周期划分为第一阶段和第二阶段，第一阶段的持续时长为第一时长，第二阶段的持续时长为第二时长；
控制所述探测器在第一阶段内接收干扰波信号，并将所述探测器的偏置电压设置为第一偏置电压；
控制所述探测器在第二阶段内接收被测目标反射的回波信号，并将所述探测器的偏置电压设置为第二偏置电压；
其中，所述第一偏置电压小于所述第二偏置电压，一个探测周期时长等于所述第一时长与所述第二时长之和。
可选地，所述方法还包括：
确定空白时长，所述空白时长为探测周期的开始时刻和所述探测器探测到干扰波信号的开始时刻之间的时长；
确定所述干扰波信号的接收时长，所述接收时长为所述探测器探测到干扰波信号的开始时刻和结束时刻之间的时长；
基于所述空白时长和所述干扰波信号的接收时长，确定所述第一时长。
可选地，所述确定空白时长，包括：
确定由前面板反射的干扰波信号的标定距离；
基于所述标定距离，采用以下公式计算所述空白时长：
T=2×(L/c)×109；
其中，T表示所述空白时长，其单位为：ns；L表示由前面板反射的干扰波信号的标定距离，其单位为：m；c表示光脉冲在当前介质中的传播速度，其单位为：m/s。
可选地，所述确定由前面板反射的干扰波信号的标定距离，包括：
将所述探测器的偏置电压设置为所述第二偏置电压；
获取针对至少两个探测光脉冲对应的由前面板反射的干扰波信号；
基于所述干扰波信号，分别确定对应的距离值；
计算所述距离值的平均值，确定所述平均值为所述标定距离。
可选地，所述第一偏置电压大于或等于所述探测器的工作电压范围的下限电压；
所述第二偏置电压小于所述探测器的工作电压范围的上限电压。
可选地，设置所述第一偏置电压小于或等于预设电压阈值；对应的，所述干扰波信号的接收时长等于零。
本公开还提供了一种减小脉冲式激光雷达测距盲区的装置，包括：
阶段划分模块，用于将接收端的探测器的每个探测周期划分为第一阶段和第二阶段，第一阶段的持续时长为第一时长，第二阶段的持续时长为第二时长；
第一阶段控制模块，用于控制所述探测器在第一阶段内接收干扰波信号，并将所述探测器的偏置电压设置为第一偏置电压；
第二阶段控制模块，用于控制所述探测器在第二阶段内接收被测目标反射的回波信号，并将所述探测器的偏置电压设置为第二偏置电压；
其中，所述第一偏置电压小于所述第二偏置电压，一个探测周期时长等于所述第一时长与所述第二时长之和。
本公开还提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，
所述存储器用于存储所述处理器可执行指令；
所述处理器用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令以实现上述任一种方法。
本公开还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现上述任一种方法。
本公开还提供了一种激光雷达系统，包括：上述电子设备。
本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本公开提供的一种减小脉冲式激光雷达测距盲区的方法、设备、介质及系统，该方法包括：将接收端的探测器的每个探测周期划分为第一阶段和第二阶段，第一阶段的持续时长为第一时长，第二阶段的持续时长为第二时长；控制探测器在第一阶段内接收干扰波信号，并将探测器的偏置电压设置为第一偏置电压；控制探测器在第二阶段内接收被测目标反射的回波信号，并将探测器的偏置电压设置为第二偏置电压；其中，第一偏置电压小于第二偏置电压，一个探测周期时长等于第一时长与第二时长之和。由此，通过降低接收端的探测器在第一阶段的偏置电压，使得增益也降低，从而改变了干扰波信号的波形，干扰波信号的幅值降低且脉宽变窄，缩短了干扰波信号覆盖的时间域，即减小了激光雷达的测距盲区范围。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
为了更清楚地说明本公开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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为相关技术中脉冲式激光雷达的飞行时间测距方法的工作原理示意图；
图2为相关技术中一种脉冲式激光雷达的结构示意图；
图3为相关技术中脉冲式激光雷达测距盲区对应的干扰波信号的波形示意图；
图4为本公开实施例提供的一种减小脉冲式激光雷达测距盲区的方法的流程示意图；
图5为本公开实施例提供的探测器的偏置电压和增益的关系曲线的示意图；
图6为本公开实施例提供的一种脉冲式激光雷测距盲区对应的干扰波信号的波形示意图；
图7为本公开实施例提供的确定第一时长的流程示意图；
图8为图7示出的“确定第一时长”中，S510的一种细化流程示意图；
图9为图8示出的“确定空白时长”中，S610的一种细化流程示意图；
图10为本公开实施例提供的另一种脉冲式激光雷测距盲区对应的干扰波信号的波形示意图；
图11为本公开实施例提供的一种减小脉冲式激光雷达测距盲区的装置的结构示意图；
图12为本公开实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
相关技术中，大多数激光雷达使用的是基于脉冲激光的飞行时间法（Time OfFlight，TOF）的测距方案。图1为脉冲式激光雷达的飞行时间测距方法的工作原理示意图，如图1所示，激光雷达发射端发射光脉冲，并同时作为START信号触发计时芯片，记录为t0；光脉冲经过被测目标的漫反射之后，回波脉冲被接收端探测接收，经过光电转换之后，作为STOP信号触发计时芯片，记录为t1；如此便完成了一次测距（计时），其中，Δt=t1－t0即为本次计时中，光脉冲的飞行时间，利用光速进行“时间-距离转换”即可获得最终的测距结果：l＝½×c×Δt，其中，l表示被测目标和激光雷达之间的距离，c表示光脉冲在当前介质中的传播速度。
图2为相关技术中一种脉冲式激光雷达的结构示意图。参照图2，该脉冲式激光雷达200包括发射端210、接收端220、扫描器件230和机壳240，机壳240的一面上设置出光窗口250，扫描器件230设置为光学转镜；该脉冲式激光雷达在工作时，随着扫描器件230的转动，将发射端210发射的光脉冲以不同角度反射出去，反射后的光脉冲通过出光窗口250后投射在被测目标上，发生漫反射的回波脉冲沿出光窗口250、扫描器件230和接收端220路径返回，最终被接收端220的探测器接收。
然而，在脉冲式激光雷达200中，出光窗口的前面板或内部结构（水平视场角θ以外的区域）对发射端210发射的光脉冲部分能量的直接反射，由于距离近且接近镜面反射，这部分反射光相较于被测目标的漫反射回波来说能量较大，其会在接收端220产生一个脉冲宽度非常大的干扰波信号，导致在其覆盖的时间域内的被测目标反射的回波信号被完全掩盖，从而在这段时间域无法获得有效的测距信号，该时间域对应的测距范围即为脉冲式激光雷达200的测距盲区。
如图3所示，为脉冲式激光雷达测距盲区对应的干扰波信号的波形示意图，其中，横坐标轴为时间（ns），纵坐标轴为相对峰值功率（%），L301表示接收端的探测器实际接收并输出到后级的干扰波信号的波形曲线，L302表示由近距离被测目标反射的回波信号的波形曲线，波形的积分值代表了总的光能量强度。参照图3，由于干扰波信号的能量较大，脉冲处于饱和状态，幅值达到探测器光电转换系统的最大值，因此其实际脉宽（半高宽）较大，覆盖了约30ns的时间域，按照前述公式计算，该部分时间域对应了4.5m的测距盲区。而L320所示的被掩盖的近距离被测目标反射的回波信号，其中心值对应的时间为20ns，按照前述公式计算，对应的距离为3m，即表示距离激光雷达3m远的被测目标虽然可以被激光雷达探测到，在接收端产生对应的测距脉冲，但由于此时接收端的探测器已经在干扰波信号的影响下进入饱和状态，无法从中区分出该回波信号，因此，激光雷达无法输出对应的测距点信息。基于上述的原理分析可知，被干扰波信号覆盖的全部时间域对应的距离范围，均无法分离出有效的测距点信息，这一距离范围即为激光雷达的测距盲区。
为解决上述技术问题，本公开实施例提供了一种减小脉冲式激光雷达测距盲区的方法、设备、介质及系统，该方法包括：将接收端的探测器的每个探测周期划分为第一阶段和第二阶段，第一阶段的持续时长为第一时长，第二阶段的持续时长为第二时长；控制探测器在第一阶段内接收干扰波信号，并将探测器的偏置电压设置为第一偏置电压；控制探测器在第二阶段内接收被测目标反射的回波信号，并将探测器的偏置电压设置为第二偏置电压；其中，第一偏置电压小于第二偏置电压，一个探测周期时长等于第一时长与第二时长之和。由此，通过降低接收端的探测器在第一阶段的偏置电压，使得增益也降低，从而改变了干扰波信号的波形，干扰波信号的幅值降低且脉宽变窄，缩短了干扰波信号覆盖的时间域，即减小了激光雷达的测距盲区范围。
结合图4-图12，对本公开实施例提供的减小脉冲式激光雷达测距盲区的方法、设备、介质及系统进行示例性地说明。
图4为本公开实施例提供的一种减小脉冲式激光雷达测距盲区的方法的流程示意图。参照图4，该减小脉冲式激光雷达测距盲区的方法，包括：
S410、将接收端的探测器的每个探测周期划分为第一阶段和第二阶段，第一阶段的持续时长为第一时长，第二阶段的持续时长为第二时长。
其中，结合图2，脉冲式激光雷达200周期性地发射高频光脉冲，为了覆盖宽广的探测空间，需要通过转动扫描器件230，使光脉冲在探测区域内扫描；发射端210的发射器和接收端220的探测器是同步计时的，发射端210的发射器的发射周期与接收端220的探测器的探测周期相一致，即探测周期的起止时间和发射周期的起止时间相同；一个探测周期时长等于第一时长与第二时长之和。
具体地，将探测器的探测周期划分为第一阶段和第二阶段，两个阶段的划分界限为探测器接收由激光雷达前面板或内部结构反射的光脉冲产生的干扰波信号的结束时刻。
S420、控制探测器在第一阶段内接收干扰波信号，并将探测器的偏置电压设置为第一偏置电压。
S430、控制探测器在第二阶段内接收被测目标反射的回波信号，并将探测器的偏置电压设置为第二偏置电压。
其中，第一偏置电压小于第二偏置电压，在第一阶段内，探测器接收干扰波信号；在第二阶段内，探测器接收被测目标反射的回波信号。
如图5所示，为本公开实施例提供的探测器的偏置电压和增益的关系曲线的示意图，其中，横坐标轴为探测器的偏置电压（V），纵坐标轴为增益（是一个倍数，无量纲）。参照图5，增益与探测器的偏置电压成正相关，探测器的偏置电压越大，对应的增益数值也越大；因此，通过控制接收端的探测器的偏置电压参数，实现增益的控制，从而控制回波信号的波形（包括幅值和脉宽）。
示例性地，如图6所示，为本公开实施例提供的脉冲式激光雷测距盲区对应的干扰波信号的波形示意图，其中，横坐标轴为时间（ns），纵坐标轴为相对峰值功率（%），L601表示接收端的探测器接收的干扰波信号的波形曲线，L602表示由近距离被测目标反射的回波信号的波形曲线，波形的积分值代表了总的光能量强度。参照图6，降低接收端的探测器在第一阶段的偏置电压，使得增益也降低，从而改变了干扰波信号的波形，干扰波信号的幅值降低且脉宽变窄，干扰波信号覆盖的时间域从原来的30ns缩短为15ns，对应的测距盲区范围也从原来的4.5m减小到2.25m，即减小了激光雷达的测距盲区范围，如此，距离激光雷达3m远的被测目标反射的回波信号就可以被探测器探测到并被识别，进而确定被测目标的测距点信息。
本公开实施例提供了一种减小脉冲式激光雷达测距盲区的方法，该方法包括：将接收端的探测器的每个探测周期划分为第一阶段和第二阶段，第一阶段的持续时长为第一时长，第二阶段的持续时长为第二时长；控制探测器在第一阶段内接收干扰波信号，并将探测器的偏置电压设置为第一偏置电压；控制探测器在第二阶段内接收被测目标反射的回波信号，并将探测器的偏置电压设置为第二偏置电压；其中，第一偏置电压小于第二偏置电压，一个探测周期时长等于第一时长与第二时长之和。由此，通过降低接收端的探测器在第一阶段的偏置电压，使得增益也降低，从而改变了干扰波信号的波形，干扰波信号的幅值降低且脉宽变窄，缩短了干扰波信号覆盖的时间域，即减小了激光雷达的测距盲区范围。
在一个实施例中，如图7所示，为本公开实施例提供的确定第一时长的流程示意图。参照图7，该方法还包括：
S710、确定空白时长。
其中，空白时长为探测周期的开始时刻和探测器探测到干扰波信号的开始时刻之间的时长；探测周期的开始时刻即为发射周期的开始时刻，发射器和探测器的计时是同步的。自发射器发射光脉冲的开始时刻（探测周期的开始时刻）起，至由前面板或内部结构反射的干扰波信号被探测器探测到时刻为止，这一时间段内探测器是探测不到任何光脉冲信号；空白时长对应的距离即为脉冲式激光雷达的前面板或内部结构与探测器之前的距离。
S720、确定干扰波信号的接收时长。
其中，接收时长为探测器探测到干扰波信号的开始时刻和结束时刻之间的时长。
具体地，通过降低探测器在第一阶段内的偏置电压，使得干扰波信号的幅值减小且脉宽变窄，从而减小激光雷达的测距盲区范围；最理想方案是将第一偏置电压设置小于或等于预设电压阈值，使得干扰波信号的幅值减小到探测器的探测阈值以下，即干扰波信号不能被探测到，对应的干扰波信号的接收时长为零；如果第一偏置电压大于预设电压阈值，此时干扰波信号能够被探测器探测到，则需要通过统计试验确定干扰信号的接收时长。
S730、基于空白时长和干扰波信号的接收时长，确定第一时长。
其中，第一时长等于空白时长和干扰波信号的接收时长之和。
示例性，如图6所示，点划线与纵坐标轴的交点表示预设探测阈值P0，点划线与干扰波信号L601的上升沿的交点A和下降沿的交点B对应的时间分别为探测器探测到干扰波信号的开始时刻和探测器探测到干扰波信号的结束时刻；坐标轴原点和交点A之间的时间域则表示空白时长，交点A和B之间的时间域则表示为干扰波信号的接收时长；第一时长等于空白时长和干扰波信号的接收时长之和，即坐标轴原点和交点B之间的时间域表示第一时长。
需要说明的是，交点A对应的纵坐标表示干扰波信号的上升沿触发阈值，交点B对应的纵坐标表示干扰波信号的下降沿触发阈值，当干扰波的幅值超过上升沿触发阈值或下降沿触发阈值时，干扰波才能被有效的探测，如果干扰波的幅值低于上升沿触发阈值或下降沿触发阈值时低于该阈值，则干扰波无法被有效探测。
能够理解的是，图6仅示例性地示出了上升沿触发阈值和下降沿触发阈值相等，均为P0，但并不构成对本公开实施例提供的减小脉冲式激光雷达测距盲区的方法的限定。在其他实施方式中，可根据减小脉冲式激光雷达测距盲区的方法的需求来设置上升沿触发阈值和下降沿触发阈值，二者可相等，也可以不相等，在此不限定。
在一个实施例中，如图8所示，为图7示出的“确定第一时长”中，S710的一种细化流程示意图。参照图8，“确定空白时长”，包括：
S810、确定由前面板反射的干扰波信号的标定距离。
具体地，在激光雷达中，前面板或者内部结构的设置位置是不会变化的，通过多次统计试验获取探测器探测到干扰波信号的开始时刻，根据公式l＝½×c×t，确定前面板反射的干扰波信号对应的距离值。为了消除扫描器件发射角度不同造成的距离误差和系统误差，计算多个干扰信号（其反射角度不同）对应的距离值的平均值，作为标定距离。
S820、基于标定距离，采用以下公式计算空白时长：
T=2×(L/c)×109；
其中，T表示空白时长，其单位为：ns；L表示由前面板反射的干扰波信号的标定距离，其单位为：m；c表示光在当前介质中的传播速度，其单位为：m/s。
示例性地，由前面板反射的干扰波信号的标定距离为2m，对应的空白时长T为：T＝2×2÷（3×108）×109≈13ns；其中，计算得到的空白时间T包括了发射脉冲信号和接收回波信号经过电路的延时时间；不同电路系统设计下，延时时间不一定相同。
一个实施例中，如图9所示，为图8示出的“确定空白时长”中，S810的一种细化流程示意图。参照图9，“确定由前面板反射的干扰波信号的标定距离”，包括：
S910、将探测器的偏置电压设置为第二偏置电压。
其中，第二偏置电压为探测器未进入雪崩状态的最大电压值，即为激光雷达允许的最高电压；在该条件下，探测器探测到干扰波信号最强，其幅值和脉宽均达到最大值，对应的确定的由前面板反射的干扰波信号的距离值也最接近实际值。
S920、获取针对至少两个探测光脉冲对应的由前面板反射的干扰波信号。
其中，为了消除系统误差和反射角度造成的误差，获取的干扰波信号的数量为至少两个；获取的干扰波信号的数量越多，即参与统计的样品数量越多，最终确定的标定距离越精准。
S930、基于干扰波信号，分别确定对应的距离值。
具体地，根据S920获取的至少两个干扰波信号，确定每个干扰波信号被探测器探测到的开始时刻；根据公式l＝½×c×t，分别确定每个干扰波信号对应的距离值。
S940、计算距离值的平均值，确定平均值为标定距离。
具体地，计算S930确定的每个干扰波信号对应的距离值的平均值，以该平均值作为标定距离。
在一个实施例中，第一偏置电压大于或等于探测器的工作电压范围的下限电压；第二偏置电压小于或等于探测器的工作电压范围的上限电压。
其中，探测器的工作电压范围包括下限电压和上限电压，下限电压设置为激光雷达系统所能提供的最小电压值，上限电压设置为探测器未进入雪崩状态的最大电压值。
根据图5所示的增益与探测器的偏置电压的成正相关，第一偏置电压的取值越小，增益越小，对应的干扰信号也越小，激光雷达的测距盲区也越小。但是，激光雷达系统所提供的电压值并不是无限小的，当预设电压阈值小于下限电压时，将第一偏置电压设置为下限电压，即将第一偏置电压设置为激光雷达系统所能提供的最小电压值，此时探测器能够探测到干扰波信号。
由于探测器设置为雪崩光电二极管（Avalanche Photo Diode，APD）等积分式光电探测器，随着APD积分式光电探测器的增益变大，探测器可能会进入到另一种模式，出现无序杂波的雪崩状态，因此，第二偏置电压小于或等于探测器的工作电压范围的上限电压，即第二偏置电压小于或等于未进入雪崩状态的最大电压值。
在一个实施例中，设置第一偏置电压小于或等于预设电压阈值；对应的，干扰波信号的接收时长等于零。
示例性地，如图10所示，为本公开实施例提供的另一种脉冲式激光雷测距盲区对应的干扰波信号的波形示意图；其中，L1001表示接收端的探测器接收的干扰波信号的波形曲线，L1002表示由近距离被测目标反射的回波信号的波形曲线，L1003表示原始的干扰波信号的波形曲线；点划线与纵坐标轴的交点P0表示预设探测阈值，预设探测阈值包括上升沿触发阈值和下降沿触发阈值，上升沿触发阈值和下降沿触发阈值相等；点划线与L1003上升沿的相较于点C，坐标轴原点和点C之间的时间域表示空白时间。当设置第一偏置电压小于或等于预设电压阈值时，干扰波信号的强度减弱，强度低于预设探测阈值P0（上升沿触发阈值和下降沿触发阈值相等，均为P0），干扰波信号不能被探测器有效探测到，对应的，干扰波信号的接收时长等于零，即第一阶段的第一时长等于空白时长。如此，在探测周期开始时刻，将探测器的偏置电压（即第一偏置电压）调低，第一偏置电压小于或等于预设电压阈值，此时由于偏置电压较低，发射器发射的光脉冲在到达激光雷达内部结构或前面板返回后不会被上升沿和/或下降沿触发阈值检测到；在空白时长后调整探测器的偏置电压（即第二偏置电压）为探测器的工作电压范围的上限电压，由于在第二偏置电压条件下的增益值足够大，且此时得到的波形都是在前面板外物体的回波信号，不存在由激光雷达的内部结构或光窗前面板造成的干扰波信号覆盖近距离回波信号的问题，消除了脉冲式激光雷达的测距盲区。
基于同一发明构思，本公开实施例还提供了一种减小脉冲式激光雷达测距盲区的装置，该装置用于执行上述任一种减小脉冲式激光雷达测距盲区的方法的步骤，具有对应的有益效果，相同之处可参照上文理解，后文中不赘述。
图11实施例提供的一种减小脉冲式激光雷达测距盲区的装置的结构示意图。参照图11，该减小脉冲式激光雷达测距盲区的装置1100包括：阶段划分模块1101，用于将接收端的探测器的每个探测周期划分为第一阶段和第二阶段，第一阶段的持续时长为第一时长，第二阶段的持续时长为第二时长；第一阶段控制模块1102，用于控制探测器在第一阶段内接收干扰波信号，并将探测器的偏置电压设置为第一偏置电压；第二阶段控制模块1103，用于控制探测器在第二阶段内接收被测目标反射的回波信号，并将探测器的偏置电压设置为第二偏置电压；其中，第一偏置电压小于第二偏置电压，一个探测周期时长等于第一时长与第二时长之和。
在上述实施方式的基础上，本公开实施例还提供了一种电子设备。
如图12所示，为本公开实施例还提供的一种电子设备的结构示意图。参照图12，该电子设备1200包括：存储器1201和处理器1202，存储器1201用于存储处理器1202可执行指令；处理器1202用于从存储器1201中读取可执行指令，并执行可执行指令以实现上述任一种方法，具有对应的有益效果，为避免重复描述，在此不再赘述。
其中，处理器1202可以是中央处理单元（CPU）或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制计算机中的其他组件以执行期望的功能。
存储器1201可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。易失性存储器例如可以包括随机存取存储器（RAM）和/或高速缓冲存储器（cache）等。非易失性存储器例如可以包括只读存储器（ROM）、硬盘、闪存等。在计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器1202可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本公开的各个实施例的方法步骤以及/或者其他期望的功能。
除了上述方法和装置以外，本公开的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本申请各种实施例的方法步骤。
所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C＋＋等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
在上述实施方式的基础上，本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序或指令，计算机程序或指令在被处理器1202运行时使得所述处理器1202执行本公开各种实施例的方法步骤，以实现上述任一种方法的步骤，具有对应的有益效果，为避免重复描述，在此不再赘述。
在上述实施方式的基础上，本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序或指令，计算机程序或指令在被处理器1202运行时使得所述处理器1202执行本公开各种实施例的方法步骤，以实现上述任一种方法，具有对应的有益效果，为避免重复描述，在此不再赘述。
上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。
计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD－ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
在上述实施方式的基础上，本公开实施例还提供了一种激光雷达系统，包括：上述电子设备，具有对应的有益效果，为避免重复描述，在此不再赘述。
在其他实施方式中，激光雷达系统还包括本领域技术人员可知的全部组成部件，例如，激光发射器、激光探测器、扫描器件以及计时单元等，在此不限定。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种减小脉冲式激光雷达测距盲区的方法，其特征在于，包括：
将接收端的探测器的每个探测周期划分为第一阶段和第二阶段，第一阶段的持续时长为第一时长，第二阶段的持续时长为第二时长；
控制所述探测器在第一阶段内接收干扰波信号，并将所述探测器的偏置电压设置为第一偏置电压；
控制所述探测器在第二阶段内接收被测目标反射的回波信号，并将所述探测器的偏置电压设置为第二偏置电压；
其中，所述第一偏置电压小于所述第二偏置电压，一个探测周期时长等于所述第一时长与所述第二时长之和。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
确定空白时长，所述空白时长为探测周期的开始时刻和所述探测器探测到干扰波信号的开始时刻之间的时长；
确定所述干扰波信号的接收时长，所述接收时长为所述探测器探测到干扰波信号的开始时刻和结束时刻之间的时长；
基于所述空白时长和所述干扰波信号的接收时长，确定所述第一时长。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定空白时长，包括：
确定由前面板反射的干扰波信号的标定距离；
基于所述标定距离，采用以下公式计算所述空白时长：
T=2×(L/c)×109；
其中，T表示所述空白时长，其单位为：ns；L表示由前面板反射的干扰波信号的标定距离，其单位为：m；c表示光脉冲在当前介质中的传播速度，其单位为：m/s。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定由前面板反射的干扰波信号的标定距离，包括：
将所述探测器的偏置电压设置为所述第二偏置电压；
获取针对至少两个探测光脉冲对应的由前面板反射的干扰波信号；
基于所述干扰波信号，分别确定对应的距离值；
计算所述距离值的平均值，确定所述平均值为所述标定距离。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一偏置电压大于或等于所述探测器的工作电压范围的下限电压；
所述第二偏置电压小于所述探测器的工作电压范围的上限电压。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，设置所述第一偏置电压小于或等于预设电压阈值；对应的，所述干扰波信号的接收时长等于零。
7.一种减小脉冲式激光雷达测距盲区的装置，其特征在于，包括：
阶段划分模块，用于将接收端的探测器的每个探测周期划分为第一阶段和第二阶段，第一阶段的持续时长为第一时长，第二阶段的持续时长为第二时长；
第一阶段控制模块，用于控制所述探测器在第一阶段内接收干扰波信号，并将所述探测器的偏置电压设置为第一偏置电压；
第二阶段控制模块，用于控制所述探测器在第二阶段内接收被测目标反射的回波信号，并将所述探测器的偏置电压设置为第二偏置电压；
其中，所述第一偏置电压小于所述第二偏置电压，一个探测周期时长等于所述第一时长与所述第二时长之和。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，
所述存储器用于存储所述处理器可执行指令；
所述处理器用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令以实现如权利要求1至6中任一项所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如权利要求1至6中任一项所述的方法。
10.一种激光雷达系统，其特征在于，包括：如权利要求8所述的电子设备。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116339434A (zh) * | 2023-05-26 | 2023-06-27 | 北醒（北京）光子科技有限公司 | 一种电压动态调节电路及激光雷达 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110244311A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-09-17 | 深圳市速腾聚创科技有限公司 | 激光雷达接收装置、激光雷达系统和激光测距方法 |
| CN114341665A (zh) * | 2019-09-06 | 2022-04-12 | 株式会社电装 | 测距装置 |
| CN114325738A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-12 | 探维科技(北京)有限公司 | 测量距离的方法及激光雷达 |
| CN115113219A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-09-27 | 探维科技(北京)有限公司 | 测量距离的方法及激光雷达 |
-
2023
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110244311A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-09-17 | 深圳市速腾聚创科技有限公司 | 激光雷达接收装置、激光雷达系统和激光测距方法 |
| US20210311174A1 (en) * | 2019-06-28 | 2021-10-07 | Suteng Innovation Technology Co., Ltd. | Lidar receiving apparatus, lidar system and laser ranging method |
| CN114341665A (zh) * | 2019-09-06 | 2022-04-12 | 株式会社电装 | 测距装置 |
| CN114325738A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-12 | 探维科技(北京)有限公司 | 测量距离的方法及激光雷达 |
| CN115113219A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-09-27 | 探维科技(北京)有限公司 | 测量距离的方法及激光雷达 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116339434A (zh) * | 2023-05-26 | 2023-06-27 | 北醒（北京）光子科技有限公司 | 一种电压动态调节电路及激光雷达 |
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