CN115877362B - 故障诊断方法、驱动电路和激光雷达 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光雷达技术领域，提供一种故障诊断方法、驱动电路和激光雷达，应用于激光雷达中的驱动电路，驱动电路包括第一控制模块、驱动模块和采样模块，第一控制模块通过驱动模块与激光雷达中的微振镜电连接，第一控制模块还通过采样模块与微振镜电连接，第一控制模块通过驱动模块驱动微振镜转动，所述方法包括：采样模块采集微振镜的角度值，并将角度值传输至第一控制模块；第一控制模块计算角度值与预设角度值之间的角度偏差；若角度偏差大于第一预设值，第一控制模块判定微振镜故障，本发明能够及时发现激光雷达中微振镜的故障，避免激光雷达误检，漏检带来的安全风险。

Description

故障诊断方法、驱动电路和激光雷达

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，具体而言，涉及一种故障诊断方法、驱动电路和激光雷达。

背景技术

微机电系统MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystem，MEMS）半固态激光雷达因为体积小，成本低等优势，逐渐成为车载激光雷达的首选。但MEMS半固态激光雷达的扫描器“MEMS微振镜”容易受震动、环境及电磁干扰影响，可能发生卡滞，峰值减小，角度偏移等故障，这些故障会最终导致激光雷达误检，漏检带来的安全风险。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种故障诊断方法、驱动电路和激光雷达，其能够及时发现激光雷达中微振镜的故障，避免激光雷达误检，漏检带来的安全风险。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种故障诊断方法，应用于激光雷达中的驱动电路，所述驱动电路包括第一控制模块、驱动模块和采样模块，所述第一控制模块通过所述驱动模块与所述激光雷达中的微振镜电连接，所述第一控制模块还通过所述采样模块与所述微振镜电连接，所述第一控制模块通过所述驱动模块驱动所述微振镜转动，所述方法包括：

所述采样模块采集所述微振镜的角度值，并将所述角度值传输至所述第一控制模块；

所述第一控制模块计算所述角度值与预设角度值之间的角度偏差；

若所述角度偏差大于第一预设值，所述第一控制模块判定所述微振镜故障。

在可选的实施方式中，所述采样模块包括电连接的放大器和采样器，所述放大器与所述微振镜电连接，所述采样器与所述第一控制模块电连接，所述采样模块采集所述微振镜的角度值，并将所述角度值传输至所述第一控制模块的步骤包括：

所述放大器将所述微振镜反馈的角度信号进行放大；

所述采样器对放大后的角度信号进行采样，并将采样到的角度信号转换为所述角度值；

所述采样器将所述角度值传输至所述第一控制模块。

在可选的实施方式中，所述方法还包括：

所述微振镜向所述采样模块反馈角度信号，所述角度信号为周期性的正弦波信号；

所述采样模块将一个周期内的所述正弦波信号的波峰值和波谷值传输至所述第一控制模块；

所述第一控制模块计算所述波峰值和所述波谷值之间的差值，得到峰谷值；

所述第一控制模块计算所述峰谷值与预设峰谷值之间的峰谷差值；

若所述峰谷差值小于第二预设值，则所述第一控制模块判定所述微振镜出现故障。

在可选的实施方式中，所述驱动电路还包括过零比较模块，所述采样模块还包括电连接的放大器和采样器，所述第一控制模块还与所述过零比较模块和所述采样器电连接，所述过零比较模块还与所述放大器电连接，所述微振镜通过所述放大器向所述采样器和所述过零比较模块同时反馈正弦波信号，所述方法还包括：

所述第一控制模块接收所述采样器输出的所述正弦波信号中的第一过零点信号、并接收所述过零比较模块输出的所述正弦波信号中的第二过零点信号；

所述第一控制模块计算所述第一过零点信号的第一时间和所述第二过零点信号的第二时间之间的时间差，所述第一时间为所述第一过零点信号经过角度值为0时的信号的时间，所述第二时间为所述第二过零点信号经过角度值为0时的信号的时间；

若所述时间差大于第三预设值，则所述第一控制模块判定所述采样器故障。

在可选的实施方式中，所述角度值包括相对于x坐标轴的第一角度，所述预设角度值包括第一预设角度值，所述第一预设值包括x轴预设偏差值，所述方法还包括：

若所述角度偏差为所述第一角度和所述第一预设角度之间的偏差，且所述角度偏差大于所述x轴预设偏差值，则所述第一控制模块判定所述角度偏差大于所述第一预设值。

在可选的实施方式中，所述角度值还包括相对于y坐标轴的第二角度，所述预设角度值还包括第二预设角度值，所述第一预设值还包括y轴预设偏差值，所述方法还包括：

若所述角度偏差为所述第二角度和所述第二预设角度之间的偏差，且所述角度偏差大于所述y轴预设偏差值，则所述第一控制模块判定所述角度偏差大于所述第一预设值。

在可选的实施方式中，所述激光雷达还包括第二控制模块，所述方法还包括：

当所述第一控制模块判定所述微振镜出现故障时，向所述第二控制模块传输表征所述微振镜故障的告警信息。

在可选的实施方式中，所述激光雷达还包括第二控制模块，所述方法还包括：

当判定所述采样器出现故障时，向所述第二控制模块传输表征所述采样器故障的告警信息。

在可选的实施方式中，所述第一过零点信号和所述第二过零点信号均为所述放大器输出的同一个周期内的正弦波信号中、从波峰到波谷时经过角度值为0时的信号。

在可选的实施方式中，所述第一过零点信号和所述第二过零点信号均为所述放大器输出的同一个周期内正弦波信号中、从波谷到波峰时经过角度值为0时的信号。

在可选的实施方式中，所述激光雷达还包括第二控制模块，所述方法还包括：

所述第一控制模块从所述第二控制模块获取所述预设角度值。

在可选的实施方式中，所述第一预设值为10%。

在可选的实施方式中，所述激光雷达还包括第二控制模块，所述方法还包括：

所述第一控制模块从所述第二控制模块获取所述预设峰谷值。

在可选的实施方式中，所述第二预设值为5%。

在可选的实施方式中，所述第三预设值为10%。

第二方面，本发明提供一种驱动电路，所述驱动电路包括第一控制模块、驱动模块和采样模块，所述第一控制模块通过所述驱动模块与激光雷达中的微振镜电连接，所述第一控制模块还通过所述采样模块与所述微振镜电连接，所述第一控制模块通过所述驱动模块驱动所述微振镜转动；

所述采样模块，用于采集所述微振镜的角度值，并将所述角度值传输至所述第一控制模块；

所述第一控制模块，用于计算所述角度值与预设角度值之间的角度偏差；

所述第一控制模块，还用于若所述角度偏差大于第一预设值，判定所述微振镜故障。

在可选的实施方式中，所述驱动电路还包括过零比较模块，所述采样模块还包括电连接的放大器和采样器，所述第一控制模块还与所述过零比较模块和所述采样器电连接，所述过零比较模块还与所述放大器电连接，所述微振镜向所述采样器和所述过零比较模块同时传输正弦波信号；

所述第一控制模块，还用于接收所述采样器输出的所述正弦波信号中的第一过零点信号、并接收所述过零比较模块输出的所述正弦波信号中的第二过零点信号；

所述第一控制模块，还用于计算所述第一过零点信号的第一时间和所述第二过零点信号的第二时间之间的时间差，所述第一时间为所述第一过零点信号经过角度值为0时的信号的时间，所述第二时间为所述第二过零点信号经过角度值为0时的信号的时间；

所述第一控制模块，还用于若所述时间差大于第三预设值，则判定所述采样器故障。

第三方面，本发明提供一种激光雷达，包括如前述实施方式所述的驱动电路。

与现有技术相比，本发明利用采样模块获取微振镜的角度值，利用第一控制模块从采样模块获取该角度值，并计算该角度值与预设角度值之间的角度偏差，在角度偏差大于第一预设值时，判定微振镜发生故障，以便及时对微振镜的故障进行故障处理，从而避免激光雷达误检，漏检带来的安全风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的驱动电路的一种结构示意图。

图2为本发明实施例提供图1中的驱动电路的一种具体示例图。

图3为本发明实施例提供的正弦波的示例图。

图4为本发明实施例提供的驱动电路的另一种结构示意图。

图5为本发明实施例提供激光雷达的结构示例图。

图6为本发明实施例提供的故障诊断方法的流程示例图。

图7为本发明实施例提供的一种时序图的示例。

图8为本发明实施例提供另一种时序图的示例。

图标：10-驱动电路；101-第一控制模块；102-驱动模块；103-采样模块；104-过零比较模块；20-微振镜；30-第二控制模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请参考图1，图1为本发明实施例提供的驱动电路的一种结构示意图，图1中，驱动电路10包括第一控制模块101、驱动模块102、采样模块103，第一控制模块通过驱动模块与激光雷达中的微振镜20电连接，第一控制模块101还通过采样模块103与微振镜20电连接，现有技术中第一控制模块101控制微振镜20的控制过程是：第一控制模块101发出驱动信号给驱动模块102，驱动模块102输出与驱动信号对应频率的电压波形来驱动微振镜20进行转动，微振镜20在转动角度的同时会反馈模拟电流信号给采样模块103，采样模块103把模拟电流信号转换为数字信号，即微振镜20的位置输出至第一控制模块101。第一控制模块101会根据收到的反馈位置，再调整驱动模块102的电流信号，进行闭环控制。

基于图1，本实施例还提供了图1中的驱动电路的一种具体示例图，请参照图2，图2为本发明实施例提供图1中的驱动电路的一种具体示例图，图2中，图1中的第一控制模块101采用现场可编程式门阵列FPGA（Field-Programmable Gate Array，FPGA），采样模块103包括AD采样电路和信号放大电路，FPGA通过驱动模块102与微振镜20电连接，FPGA还通过AD采样电路和信号放大电路与微振镜20电连接，其闭环控制过程与图1类似：FPGA根据系统算法发出相应的信号给驱动模块102，驱动模块102输出对应频率的电压波形来驱动微振镜20进行转动，微振镜20在转动角度的同时会反馈微弱的模拟电流信号到信号放大电路，信号放大电路把接收到的微弱电流信号放大以便AD采样电路识别到该信号，AD采样电路把模拟信号转换为数字信号即微振镜20的角度，输出至FPGA。FPGA根据收到的反馈角度，再调整驱动模块102的电流信号，进行闭环控制，确保微振镜20的角度输出和预期的角度一致。

图1和图2中这种闭环控制仅仅是功能上的控制，当微振镜受外界环境或自身可靠性影响发生故障时，比如卡滞、峰值减小、角度偏移过大，这种情况下，这种闭环控制无法调整微振镜20到预期正常位置。

有鉴于此，本实施例提供一种故障诊断方法、驱动电路和激光雷达，其核心发明点在于通过对第一控制模块101中软件的改进，能够及时检测到微振镜20的故障，通过驱动电路10的硬件上的改进及配合第一控制模块101中软件的改进，能够及时检测采样模块103中出现的故障，下面将对其进行详细描述。

本实施例提供驱动电路，其工作原理的一种实现方式为：

采样模块103，用于采集微振镜20的角度值，并将角度值传输至第一控制模块101；

在本实施例中，微振镜20的角度值可以用微振镜相对于x轴的角度值和微振镜相对于y轴的角度值表示，可以理解的是，根据实际场景的需要，微振镜20可以相对于x轴转动、也可以相对于y轴转动，还可以同时相对于x轴和y轴转动。

第一控制模块101，用于计算角度值与预设角度值之间的角度偏差；

在本实施例中，预设角度值可以根据微振镜20的物理参数或者微振镜20实际安装的场景预先确定。

第一控制模块101，还用于若角度偏差大于第一预设值，判定微振镜20故障。

在本实施例中，第一预设值可以根据实际的应用场景设置，例如，应用场景对于微振镜20转动角度要求较高时，第一预设值可以设置相对小一些，反之可以设置相对大一些。在可选的实施方式中，第一预设值为10%。

在可选的实施方式中，角度值包括相对于x坐标轴的第一角度，预设角度值包括第一预设角度值，第一预设值包括x轴预设偏差值，第一控制模块101，还用于若角度偏差为第一角度和第一预设角度之间的偏差，且角度偏差大于x轴预设偏差值，则判定角度偏差大于第一预设值。

在可选的实施方式中，角度值还包括相对于y坐标轴的第二角度，预设角度值还包括第二预设角度值，第一预设值还包括y轴预设偏差值，第一控制模块101，还用于若角度偏差为第二角度和第二预设角度之间的偏差，且角度偏差大于y轴预设偏差值，则判定角度偏差大于第一预设值。

在可选的实施方式中，由于微振镜20反馈的信号通常比较微弱，为了使采样模块103采集到较为清晰的信号，本实施例还提供了一种采样模块103的具体实现方式，采样模块103包括电连接的放大器和采样器，放大器与微振镜20电连接，采样器与第一控制模块101电连接，此时，其工作原理的另一种实现方式为：

放大器，用于将微振镜20反馈的角度信号进行放大；

采样器，用于对放大后的角度信号进行采样，并将采样到的角度信号转换为角度值；

采样器，还用于将角度值传输至第一控制模块101。

除了根据角度值和预设角度值之间的角度偏差判断微振镜20是否发生故障的方式，本实施例还提供了另一种判断微振镜20是否发生故障的方式，这种方式下的工作原理为：

微振镜20，还用于向采样模块103反馈角度信号，角度信号为周期性的正弦波信号；

采样模块103，还用于将一个周期内的正弦波信号的波峰值和波谷值传输至第一控制模块101；

第一控制模块101，还用于计算波峰值和波谷值之间的差值，得到峰谷值；

第一控制模块101，还用于计算峰谷值与预设峰谷值之间的峰谷差值；

第一控制模块101，还用于若峰谷差值小于第二预设值，则判定微振镜20出现故障。

在本实施例中，第二预设值可以根据实际场景设置，在可选的实施方式中，第二预设值为5%。

请参照图3，图3为本发明实施例提供的正弦波的示例图。图3中，横坐标表示时间，纵坐标表示对应的角度值，一个周期内的波峰值和波谷值如图3所示。

在可选的实施方式中，本实施例还对图1中的驱动电路进行了改进，使其还可以检测采样模块103中的故障，请参照图4，图4为本发明实施例提供的驱动电路10的另一种结构示意图，驱动电路10还包括过零比较模块104，采样模块103还包括电连接的放大器和采样器，第一控制模块还与过零比较模块104和采样器电连接，过零比较模块104还与放大器电连接，微振镜20通过放大器向采样器和过零比较模块104同时反馈正弦波信号，过零比较电路104用于对微振镜20反馈的信号进行比较，判断出反馈信号的过零点，以便第一控制模块101及时得到微振镜20反馈的信号的过零点，这种方式下的工作原理为：

第一控制模块101，还用于接收采样器输出的正弦波信号中的第一过零点信号、并接收过零比较模块104输出的正弦波信号中的第二过零点信号；

在一种实施方式中，第一过零点信号和第二过零点信号均放大器输出的同一个周期内的正弦波信号中、从波峰到波谷时经过角度值为0时的信号，在另一种实施方式中，第一过零点信号和第二过零点信号均为放大器输出的同一个周期内正弦波信号中、从波谷到波峰时经过角度值为0时的信号。

第一控制模块101，还用于计算第一过零点信号的第一时间和第二过零点信号的第二时间之间的时间差，第一时间为第一过零点信号经过角度值为0时的信号的时间，第二时间为第二过零点信号经过角度值为0时的信号的时间；

第一控制模块101，还用于若时间差大于第三预设值，则判定采样器故障。

在本实施例中，第三预设值可以根据实际场景设置，在可选的实施方式中，第三预设值为10%。

在本实施例中，为了使激光雷达及时获知故障情况，最终及时通知到用户，本实施例还提供一种实现方式：通过激光雷达的第二控制模块30实现，请参照图5，图5为本发明实施例提供激光雷达的结构示例图，图5中，激光雷达包括驱动电路10、微振镜20及第二控制模块30，驱动电路10的第一控制模块101在判定微振镜20出现故障或者采样模块103出现故障时，将表征故障的信息传输至第二控制模块30，以便第二控制模块30及时对故障进行处理，避免激光雷达误检、漏检带来的安全风险。第二控制模块30可以是微控制单元MCU（Microcontroller Unit，MCU）。

在可选的实施方式中，一种实现方式的工作原理为：

当第一控制模块101判定微振镜20出现故障时，向第二控制模块30传输表征微振镜故障的告警信息。

在可选的实施方式中，另一种实现方式的工作原理为：

当判定采样器出现故障时，向第二控制模块30传输表征采样器故障的告警信息。

在可选的实施方式中，预设角度值和预设峰谷值可以预先存储于第二控制模块30，其现方式的工作原理为：

第一控制模块101从第二控制模块30获取预设角度值。

在本实施例中，预设角度值可以根据微振镜20的物理参数或者微振镜20实际安装的场景预先确定并预先存储于第二控制模块30。

第一控制模块101从第二控制模块30获取预设峰谷值。

在本实施例中，预设峰谷值可以根据实际微振镜20的物理参数确定并预先存储于第二控制模块30。

基于前述实施例中的驱动电路10，本实施例还提供了一种应用于前述实施例中的驱动电路10的故障诊断方法，请参照图6，图6为本发明实施例提供的故障诊断方法的流程示例图，该方法包括以下步骤：

步骤S101，采样模块采集微振镜的角度值，并将角度值传输至第一控制模块；

步骤S102，第一控制模块计算角度值与预设角度值之间的角度偏差；

步骤S103，若角度偏差大于第一预设值，第一控制模块判定微振镜故障。

在可选的实施方式中，采样模块包括电连接的放大器和采样器，放大器与微振镜电连接，采样器与第一控制模块电连接，步骤S101的一种实现方式可以为：

放大器将微振镜反馈的角度信号进行放大；

采样器对放大后的角度信号进行采样，并将采样到的角度信号转换为角度值；

采样器将角度值传输至第一控制模块。

在可选的实施方式中，所述故障诊断方法还包括：

微振镜向采样模块反馈角度信号，角度信号为周期性的正弦波信号；

采样模块将一个周期内的正弦波信号的波峰值和波谷值传输至第一控制模块；

第一控制模块计算波峰值和波谷值之间的差值，得到峰谷值；

计算峰谷值与预设峰谷值之间的峰谷差值；

若峰谷差值小于第二预设值，则第一控制模块判定微振镜出现故障。

在可选的实施方式中，驱动电路还包括过零比较模块，采样模块还包括电连接的放大器和采样器，第一控制模块还与过零比较模块和采样器电连接，过零比较模块还与放大器电连接，微振镜通过放大器向采样器和过零比较模块同时反馈正弦波信号，所述故障诊断方法还包括：

第一控制模块接收采样器输出的正弦波信号中的第一过零点信号、并接收过零比较模块输出的正弦波信号中的第二过零点信号；

第一控制模块计算第一过零点信号的第一时间和第二过零点信号的第二时间之间的时间差，第一时间为第一过零点信号经过角度值为0时的信号的时间，第二时间为第二过零点信号经过角度值为0时的信号的时间；

若时间差大于第三预设值，则第一控制模块判定采样器故障。

在可选的实施方式中，角度值包括相对于x坐标轴的第一角度，预设角度值包括第一预设角度值，第一预设值包括x轴预设偏差值，所述故障诊断方法还包括：

若角度偏差为第一角度和第一预设角度之间的偏差，且角度偏差大于x轴预设偏差值，则第一控制模块判定角度偏差大于第一预设值。

在可选的实施方式中，角度值还包括相对于y坐标轴的第二角度，预设角度值还包括第二预设角度值，第一预设值还包括y轴预设偏差值，方法还包括：

若角度偏差为第二角度和第二预设角度之间的偏差，且角度偏差大于y轴预设偏差值，则第一控制模块判定角度偏差大于第一预设值。

在可选的实施方式中，激光雷达还包括第二控制模块，所述故障诊断方法还包括：

当第一控制模块判定微振镜出现故障时，向第二控制模块传输表征微振镜故障的告警信息。

在可选的实施方式中，激光雷达还包括第二控制模块，所述故障诊断方法还包括：

当判定采样器出现故障时，向第二控制模块传输表征采样器故障的告警信息。

在可选的实施方式中，第一过零点信号和第二过零点信号均放大器输出的同一个周期内的正弦波信号中、从波峰到波谷时经过角度值为0时的信号。

在可选的实施方式中，第一过零点信号和第二过零点信号均为放大器输出的同一个周期内正弦波信号中、从波谷到波峰时经过角度值为0时的信号。

在可选的实施方式中，激光雷达还包括第二控制模块，所述故障诊断方法还包括：

第一控制模块从第二控制模块获取预设角度值。

在可选的实施方式中，第一预设值为10%。

在可选的实施方式中，激光雷达还包括第二控制模块，所述故障诊断方法还包括：

第一控制模块从第二控制模块获取预设峰谷值。

在可选的实施方式中，第二预设值为5%。

在可选的实施方式中，第三预设值为10%。

为了更清楚地说明上述实施例中故障诊断方法的时序及交互过程，本实施例还提供了两种时序图的示例，两种时序图分别对应两种不同的微振镜的故障诊断方式。

请参照图7，图7为本发明实施例提供的一种时序图的示例，该时序图对应利用角度值判断微振镜20是否故障的故障诊断方法的时序图，图7中，FPGA向微振镜传输驱动信号驱动微振镜转动，微振镜转动的同时向FPGA反馈周期性的正弦波信号，FPGA通过采样模块采样微振镜的角度值，FPGA从MCU获取到预设角度值后将微振镜的角度值和预设角度值进行比较，若判定微振镜故障时，向MCU反馈告警信息。

请参照图8，图8为本发明实施例提供另一种时序图的示例，该时序图对应利用峰谷值判断微振镜20是否故障的故障诊断方法的时序图，图8中，FPGA向微振镜传输驱动信号驱动微振镜转动，微振镜转动的同时向FPGA反馈周期性的正弦波信号，FPGA获取正弦波在一个周期内的波峰值和波谷值，计算波峰值和波谷值之间的峰谷差值，FPGA从MCU获取到预设峰谷值后将峰谷差值和预设峰谷值进行比较，若判定微振镜故障时，向MCU反馈告警信息。

综上所述，本发明实施例提供了一种故障诊断方法、驱动电路和激光雷达，应用于激光雷达中的驱动电路，驱动电路包括第一控制模块、驱动模块和采样模块，第一控制模块通过驱动模块与激光雷达中的微振镜电连接，第一控制模块还通过采样模块与微振镜电连接，第一控制模块通过驱动模块驱动微振镜转动，所述方法包括：采样模块采集微振镜的角度值，并将角度值传输至第一控制模块；第一控制模块计算角度值与预设角度值之间的角度偏差；若角度偏差大于第一预设值，第一控制模块判定微振镜故障。与现有技术相比，本实施例至少具有以下优势：（1）利用采样模块获取微振镜的角度值，利用第一控制模块从采样模块获取该角度值，并计算该角度值与预设角度值之间的角度偏差，在角度偏差大于第一预设值时，判定微振镜发生角度漂移故障，以便及时对微振镜的故障进行故障处理；（2）利用微振镜反馈的正弦波的峰谷值和预设峰谷值进行比较，进而判定微振镜是否发生卡滞故障、微振镜最大可转动角度范围缩小故障等；（3）比较采样模块得到的过零点的时间和过零比较模块得到的过零点的时间，判断二者之一是否存在故障，避免潜在失效。通过上述多种方式对多种故障的检测，从而避免激光雷达误检，漏检带来的安全风险。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种故障诊断方法，其特征在于，应用于激光雷达中的驱动电路，所述驱动电路包括第一控制模块、驱动模块、采样模块及过零比较模块，所述第一控制模块通过所述驱动模块与所述激光雷达中的微振镜电连接，所述第一控制模块还通过所述采样模块与所述微振镜电连接，所述第一控制模块通过所述驱动模块驱动所述微振镜转动，所述采样模块还包括电连接的放大器和采样器，所述第一控制模块还与所述过零比较模块和所述采样器电连接，所述过零比较模块还与所述放大器电连接，所述微振镜通过所述放大器向所述采样器和所述过零比较模块同时反馈正弦波信号，所述方法包括：

所述采样模块采集所述微振镜的角度值，并将所述角度值传输至所述第一控制模块；

所述第一控制模块计算所述角度值与预设角度值之间的角度偏差；

若所述角度偏差大于第一预设值，所述第一控制模块判定所述微振镜故障；

所述第一控制模块接收所述采样器输出的所述正弦波信号中的第一过零点信号、并接收所述过零比较模块输出的所述正弦波信号中的第二过零点信号；

所述第一控制模块计算所述第一过零点信号的第一时间和所述第二过零点信号的第二时间之间的时间差，所述第一时间为所述第一过零点信号经过角度值为0时的信号的时间，所述第二时间为所述第二过零点信号经过角度值为0时的信号的时间；

若所述时间差大于第三预设值，则所述第一控制模块判定所述采样器故障。

2.如权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于，所述采样模块包括电连接的放大器和采样器，所述放大器与所述微振镜电连接，所述采样器与所述第一控制模块电连接，所述采样模块采集所述微振镜的角度值，并将所述角度值传输至所述第一控制模块的步骤包括：

所述放大器将所述微振镜反馈的角度信号进行放大；

所述采样器对放大后的角度信号进行采样，并将采样到的角度信号转换为所述角度值；

所述采样器将所述角度值传输至所述第一控制模块。

3.如权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述微振镜向所述采样模块反馈角度信号，所述角度信号为周期性的正弦波信号；

所述采样模块将一个周期内的所述正弦波信号的波峰值和波谷值传输至所述第一控制模块；

所述第一控制模块计算所述波峰值和所述波谷值之间的差值，得到峰谷值；

所述第一控制模块计算所述峰谷值与预设峰谷值之间的峰谷差值；

若所述峰谷差值小于第二预设值，则所述第一控制模块判定所述微振镜出现故障。

4.如权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于，所述角度值包括相对于x坐标轴的第一角度，所述预设角度值包括第一预设角度值，所述第一预设值包括x轴预设偏差值，所述方法还包括：

若所述角度偏差为所述第一角度和所述第一预设角度之间的偏差，且所述角度偏差大于所述x轴预设偏差值，则所述第一控制模块判定所述角度偏差大于所述第一预设值。

5.如权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于，所述角度值还包括相对于y坐标轴的第二角度，所述预设角度值还包括第二预设角度值，所述第一预设值还包括y轴预设偏差值，所述方法还包括：

若所述角度偏差为所述第二角度和所述第二预设角度之间的偏差，且所述角度偏差大于所述y轴预设偏差值，则所述第一控制模块判定所述角度偏差大于所述第一预设值。

6.如权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于，所述激光雷达还包括第二控制模块，所述方法还包括：

当所述第一控制模块判定所述微振镜出现故障时，向所述第二控制模块传输表征所述微振镜故障的告警信息。

7.如权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于，所述激光雷达还包括第二控制模块，所述方法还包括：

当判定所述采样器出现故障时，向所述第二控制模块传输表征所述采样器故障的告警信息。

8.如权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于，所述第一过零点信号和所述第二过零点信号均为所述放大器输出的同一个周期内的正弦波信号中、从波峰到波谷时经过角度值为0时的信号。

9.如权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于，所述第一过零点信号和所述第二过零点信号均为所述放大器输出的同一个周期内正弦波信号中、从波谷到波峰时经过角度值为0时的信号。

10.如权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于，所述激光雷达还包括第二控制模块，所述方法还包括：

所述第一控制模块从所述第二控制模块获取所述预设角度值。

11.如权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于，所述第一预设值为10%。

12.如权利要求3所述的故障诊断方法，其特征在于，所述激光雷达还包括第二控制模块，所述方法还包括：

所述第一控制模块从所述第二控制模块获取所述预设峰谷值。

13.如权利要求3所述的故障诊断方法，其特征在于，所述第二预设值为5%。

14.如权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于，所述第三预设值为10%。

15.一种驱动电路，其特征在于，所述驱动电路包括第一控制模块、驱动模块、采样模块及过零比较模块，所述第一控制模块通过所述驱动模块与激光雷达中的微振镜电连接，所述第一控制模块还通过所述采样模块与所述微振镜电连接，所述第一控制模块通过所述驱动模块驱动所述微振镜转动，所述采样模块还包括电连接的放大器和采样器，所述第一控制模块还与所述过零比较模块和所述采样器电连接，所述过零比较模块还与所述放大器电连接，所述微振镜通过所述放大器向所述采样器和所述过零比较模块同时反馈正弦波信号；

所述采样模块，用于采集所述微振镜的角度值，并将所述角度值传输至所述第一控制模块；

所述第一控制模块，用于计算所述角度值与预设角度值之间的角度偏差；

所述第一控制模块，还用于若所述角度偏差大于第一预设值，判定所述微振镜故障；

所述第一控制模块，还用于接收所述采样器输出的所述正弦波信号中的第一过零点信号、并接收所述过零比较模块输出的所述正弦波信号中的第二过零点信号；

所述第一控制模块，还用于计算所述第一过零点信号的第一时间和所述第二过零点信号的第二时间之间的时间差，所述第一时间为所述第一过零点信号经过角度值为0时的信号的时间，所述第二时间为所述第二过零点信号经过角度值为0时的信号的时间；

所述第一控制模块，还用于若所述时间差大于第三预设值，则判定所述采样器故障。

16.一种激光雷达，其特征在于，包括如权利要求15所述的驱动电路。

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