CN115932782A

CN115932782A - 激光雷达的信号处理方法、装置、存储介质及电子设备

Info

Publication number: CN115932782A
Application number: CN202211513710.5A
Authority: CN
Inventors: 谭超; 江申
Original assignee: Suteng Innovation Technology Co Ltd
Current assignee: Suteng Innovation Technology Co Ltd
Priority date: 2022-11-29
Filing date: 2022-11-29
Publication date: 2023-04-07

Abstract

本说明书实施例公开了一种激光雷达的信号处理方法、装置、存储介质及电子设备，其中，方法包括：获取接收模块对应的基线电压和基线电压对应的初始采样阈值，确定基线电压对应的基线波动特征，基于所述基线波动特征和所述初始采样阈值得到目标采样阈值，然后基于基线电压以及目标采样阈值进行回波激光信号采样处理。

Description

激光雷达的信号处理方法、装置、存储介质及电子设备

技术领域

本说明书涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种激光雷达的信号处理方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术

激光雷达是以发射激光光束来探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是先向目标发射探测激光光束，然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，例如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。

由于激光雷达的硬件缺陷，导致采样准确性不佳，进而影响激光雷达的探测性能。

发明内容

本说明书实施例提供了一种基于激光雷达的信号处理方法、装置、存储介质及电子设备，所述技术方案如下：

第一方面，本说明书实施例提供了一种基于激光雷达的信号处理方法，所述方法包括：

获取接收模块对应的基线电压和所述基线电压对应的初始采样阈值；

确定所述基线电压对应的基线波动特征，基于所述基线波动特征和所述初始采样阈值得到目标采样阈值；

基于所述基线电压以及所述目标采样阈值进行回波激光信号采样处理。

第二方面，本说明书实施例提供了一种基于激光雷达的信号处理装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取接收模块对应的基线电压和所述基线电压对应的初始采样阈值；

调节模块，用于确定所述基线电压对应的基线波动特征，基于所述基线波动特征和所述初始采样阈值得到目标采样阈值；

采样模块，用于基于所述基线电压以及所述目标采样阈值进行回波激光信号采样处理。

第三方面，本说明书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，本说明书实施例提供一种电子设备，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。

本说明书一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

在本说明书一个或多个实施例中，通过获取接收模块对应的基线电压和基线电压对应的初始采样阈值，确定基线电压对应的基线波动特征，基于基线波动特征对初始采样阈值进行阈值补偿处理得到目标采样阈值，然后基于基线电压以及目标采样阈值进行回波激光信号采样处理，通过调整采样阈值，补偿基线电压下陷的影响。可以避免基线电压下陷造成的问题，实现回波信号准确采样，提升激光测距准确性，改善反射率分析不准确的现象，同时可尽量避免对激光雷达原有硬件电路的改造，可在相关硬件基础上通过优化信号处理逻辑控制，实现激光雷达应用场景的优化，提高激光雷达的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书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说明书的一些实施例，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是本说明书实施例提供的一种基于激光雷达的应用场景示意图；

图2是本说明书提供的一种激光雷达的结构示意图；

图3是本说明书提供的一种视场扫描的场景示意图；

图4是本说明书实施例提供的一种振镜驱动信号的示意图；

图5是本说明书实施例提供的一种振镜驱动扫描的示意图；

图6是本说明书实施例提供的一种基于激光雷达的信号处理方法的流程示意图；

图7是本说明书实施例提供的一种基线电压波动的的示意图；

图8是本说明书实施例提供的一种双阈值采样的场景示意图；

图9是本说明书实施例提供的一种近场区域物体识别的场景示意图；

图10是本说明书实施例提供的一种振镜扫描的场景示意图；

图11是本说明书提供的另一种基于激光雷达的信号处理方法实施例的流程示意图；

图12是本说明书涉及的一种阈值补偿的示意图；

图13是本说明书提供的另一种基于激光雷达的信号处理方法实施例的流程示意图；

图14是本说明书提供的一种系数标定的示意图；

图15是本说明书提供的一种脉冲宽度调节曲线的示意图；

图16是本说明书提供的一种信号处理的视场扫描应用对比图；

图17是本说明书实施例提供的一种信号处理装置的结构示意图；

图18是本说明书实施例提供的一种调节模块的结构示意图；

图19是本说明书实施例提供了一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本说明书保护的范围。

在本说明书的描述中，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。在本说明书的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。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说明书中的具体含义。此外，在本说明书的描述中，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。

下面结合具体的实施例对本说明书进行详细说明。

在本说明书一个或多个实施例中，请参考图1，图1示出了本说明书所提供的一种基于激光雷达的应用场景示意图。如图1所示，该应用场景包括：激光雷达101和交通工具102。激光雷达101装设于各种需要进行周围环境探测的交通工具102上，交通工具102例如可以为车辆、船舶、飞行器等。

可选的，当交通工具102为车辆时，激光雷达可以装设在车辆的车头、车尾、车顶、车侧身或其他任意可进行激光雷达固定的车身位置，可以理解的是激光雷达也可以固定于其他与车辆进行外接的装置结构平台上。其中，可以理解的是所述外接的装置结构平台在车辆运行时与车辆可以保持同步运行。

在本说明书一个或多个实施例中，请参见图2，为本说明书提供的一种激光雷达的结构示意图，包括发射装置10、扫描装置20和接收装置30，其中：发射装置10，用于发射探测激光；扫描装置20，用于接收探测激光，并将探测激光出射至探测视场；扫描装置20，还用于接收回波激光并将回波激光偏折至接收装置30；接收装置30(也可称之为接收模块(装置))，用于接收回波激光。

可选的，扫描装置20可以至少包括振镜。

可以理解的是，本说明书不对扫描装置包括的硬件数量及组合进行限制，本说明书中示出的扫描装置还可以包括振镜外的其他扫描器件，例如可以包括其他转镜、或者一维振镜、二维振镜。可选地本说明书中的激光雷达也不对所述雷达是否包括上述装置以及是否除上述装置外是否还包括其他的装置形式做限制，以上仅便利于更好的理解本说明书所示出的基于激光雷达的信号处理方法。

发射装置10可以包括一种激光器；示意性的，在激光雷达进行视场扫描时，激光器发射脉冲型的出射探测激光并射向扫描装置20中的振镜，通过扫描装置中的振镜接收探测激光，并将所述探测激光出射至探测视场，并接收(由回波物体反射后所产生的)回波激光并将回波激光偏折至接收装置；再通过接收装置，接收回波激光。通常会基于一次探测激光和对应的回波激光，解算后得到一个扫描点。

在本说明书一个或多个实施例中，激光雷达可以采用振镜对视场实现扫描。如图3所示，图3是本说明书提供的一种视场扫描的场景示意图，其中，激光器11可以发射出脉冲激光形式的探测激光投射在振镜12上，由振镜12反射出去；并由振镜12接收回波激光并将回波激光偏转至接收装置，接收装置(未示出)接收经过物体反射的回波激光；示例性地，可以通过探测激光的发出时间和回波激光的接收时间得到飞行时间，从而得到上述目标物体至激光雷达所在位置的距离，实现测距。

此外，若扫描装置为二维振镜，振镜12可以围绕X轴和Y轴进行二维摆动，从而改变探测激光在两个方向上的出射扫描角度，实现大面积上的扫描，得到扫描范围内的距离图像；振镜12可以X轴或Y轴中的一个轴进行高速摆动，而相对另一轴进行相对地均匀低速摆动，可以实现如图3所述的光栅扫描，得到更精细化的距离图像。

示意性的，激光雷达采用振镜基于振镜运动对视场实现扫描，如图4所示，振镜实现二维扫描通常需要接入两路低压驱动信号进行叠加，一路是快轴驱动信号(例如可以控制振镜绕垂直轴运动，对应Y轴)，另一路是慢轴驱动信号(例如可以控制振镜绕水平轴运动，对应X轴)，将慢轴与快轴的两路信号叠加才可以实现振镜的二维扫描。通常，快轴驱动信号为正弦信号，慢轴驱动信号为三角信号。慢轴方向运动速度较慢，可以通过慢轴驱动信号实时准确控制振镜俯仰角。快轴方向运动速度较快，且振镜处于谐振运动状态，通常只能通过改变快轴驱动信号的频率对振镜在水平方向上的运动状态进行调整。当然慢轴和快轴对应的方向可以根据需要设置，此处仅做示例性说明。

示意性的，振镜运动过程中，激光器按照发射周期向振镜发射脉冲型的探测激光进行扫描。若发射周期固定，按照等时间间隔进行扫描，快轴方向上扫描点按偏转角-时间分布如图5中左图所示。

示意性的，振镜沿快轴方向运动的轨迹为谐振曲线，振镜偏转至角度最大的边缘位置时运动速度最慢，振镜偏转至中间位置(过零点处)时运动速度最快。通常为了让扫描点在视场中均匀分布，振镜运动至中间位置时可以控制出射激光发射的频率较大，向边缘位置(也即扫描边界)运动时出射激光发射的频率逐渐变小。通常快轴方向上扫描点按偏转角-时间分布如图5中右图所示。

此外，若扫描装置包含一维振镜，振镜12可以围绕转轴进行摆动，从而在一个方向上改变探测激光的出射扫描角度。一维振镜的驱动特点和运动特点与二维振镜的快轴相似，因此包含一维振镜扫描装置的激光雷达，也会出现运动速度不均匀的问题，需要通过调整激光发射的频率，使扫描点均匀分布。

基于此，在激光雷达进行视场扫描时，通常在接收模块进行激光回波信号处理阶段会客观出现中间扫描点最密，边界扫描点最疏，扫描不均匀导致单位时间的回波激光的能量不等，进一步的，接收模块中相关基线电路的基线电压就会出现基线电压下陷的现象，基线电压下陷现象会导致后续全部或部分回波信号采样不准确或采样不到，从而影响测距能力；基线电压下陷现象还会影响反射率分析以及近场区域的物体判断。

在一个实施例中，如图6所示，特提出了一种基于激光雷达的信号处理方法，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基于激光雷达的信号处理装置上。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。所述基于激光雷达的信号处理装置可以为基于激光雷达的扫描系统、接收系统、信号处理系统等。

具体的，该基于激光雷达的信号处理方法包括：

S102：获取接收模块对应的基线电压和所述基线电压对应的初始采样阈值；

在本说明书一个或多个实施例中，激光雷达的接收模块可以用于接收回波激光以及对回波激光进行进一步信号处理，在一些场景下也可称之为接收装置、接收链路。

示意性的，接收模块可以包括基线电路以及TDC(时间数字转换器)，基线电路用于提供稳定的基线电压给后端时间数字转换器TDC，在视场扫描阶段，可以根据基线电压和针对基线电压的初始采样阈值使时间数字转换器TDC进行信号采样。

可选的，接收模块可以包括依次连接的(回波激光)接收传感器、TIA(可变跨阻放大器)、AC耦合电容、基线电路和TDC(时间数字转换器)。

进一步的，由上述分析可知，包含一维振镜或二维振镜扫描装置的激光雷达在进行视场扫描时，通常在接收模块进行回波激光的处理阶段会客观出现中间扫描点最密，边界扫描点最疏，扫描不均匀导致单位时间的回波激光的能量不等，如图7所示，图7是一种基线电压波动的示意图。在激光雷达进行诸如等角度扫描的视场扫描时，图7反馈了激光雷达基于振镜进行视场扫描时，振镜周期的不同扫描角度所对应的基线电压波动情形，在图7中振镜处于扫描范围的中间角度时出射激光发射密集，回波能量强，AC耦合电容的充放电更密集，基线电压下陷的幅度最高。由于二维振镜的慢轴方向为均匀运动，不会对基线造成波动影响。后续提到的所有振镜运动以及振镜运动相关量(如振镜运动周期、振镜运动时间、振镜偏转角度等)，如未特殊说明，均指一维振镜的运动或者二维振镜在快轴方向上的运动。

所述初始采样阈值可理解为基于时间数字转换器所设置的针对基线电压的采样阈值，通常初始采样阈值为恒定电压值。

在一种可行的实施方式中，基线电压对应的初始采样阈值可以是单阈值采样，也即以单阈值采样的接收模块为例，可以包括采样阈值A，通常TDC(时间数字转换器)基于采样频率，若当前基线电路用于提供的基线电压小于采样阈值A，则回波采样信号可表示为一个低电平，若当前基线电路用于提供的基线电压大于或等于采样阈值A，则回波采样信号可表示为一个高电平。

可以理解的，在激光雷达视场范围下远距离处返回的回波激光较弱，输出的回波信号峰值较低，若此时基线电路的基线电压下陷，将可能导致原来用采样阈值A能够采样的回波信号采不到或者采不准，从而影响接收模块读出弱回波信号的能力，导致激光雷达的测距能力明显恶化，在本说明书一个或多个实施例中，可执行所述信号处理方法，对基线波动特征进行追踪，并根据基线波动特征调整初始采样阈值，补偿基线电压下陷的影响。

在一种可行的实施方式中，基线电压对应的初始采样阈值可以是双阈值采样，也即以双阈值采样的接收模块为例，如图8所示，图8是一种双阈值采样的场景示意图，请参见图8所示的左图，双阈值采样包括A1和A2两种采样阈值，A1为基线采样动态阈值(可称之为A1动态阈值)，A2为基线采样固定阈值(可称之为固定阈值)。

示意性的，如图8所示，A2固定阈值为在标定得到的基线电压的基础上，增加N个pe单元(一个pe单元为sipm硅光电倍增管接收到一个光子输出的光电流，进行电流-电压转换后得到的电压值)，通常可以取几到十几个pe单元。A1动态阈值为可调阈值，调节的范围为几到十几个pe单元。通常实际应用中，在基线电压上的底噪较小时，可调低A1，以获得较好的测距能力；相反的，底噪较大时，可调高A1，以提升测距准确性。

可选的，请参见图8所示的左图，通常TDC(时间数字转换器)基于采样频率，回波信号的上升沿依次越过A1、A2，同时下降沿也依次越过A2、A1，说明回波信号同时大于A1和A2，回波信号与采样阈值A1和A2比较均得到高电平的回波采样信号。

可以理解的，在激光雷达视场范围下远距离处返回的回波激光较弱，输出的回波信号峰值较低，若此时基线电路的基线电压下陷，如图8所示右图，将可能导致原来用采样阈值A1或A2能够采样的回波信号采不到或者采不准，从而影响接收模块读出弱回波信号的能力，导致激光雷达的测距能力明显恶化，回波信号与采样阈值A1比较得到高电平的回波采样信号，而与采样阈值A2比较就变为低电平的回波采样信号。另外，如图8所示右图，基线电压下陷后导致原来的阈值A1采样的回波信号脉宽变窄，导致解算得到的反射率偏小。在一些实施例中，基线电压下陷还会影响近场区域的物体判断，如图9所示，图9是一种近场区域物体识别的场景示意图，接收模块根据测得的前导脉宽与标定的前导脉宽比较，来判断是否有近场回波信号和前导信号重叠，进而判断近场是否有物体；如图9所示。基线下陷后导致测得的脉宽变窄，导致无法识别出近场回波信号，造成近处丢点识别出近场没有物体。在本说明书一个或多个实施例中，可执行所述信号处理方法，对基线波动特征进行追踪，并根据基线波动特征调整初始采样阈值，补偿基线电压下陷的影响，解决前述诸如反射率分析影响、近场区域物体判断、测距影响等问题，提高近场扫描的性能以及探测能力。

S104：确定所述基线电压对应的基线波动特征，基于所述基线波动特征和所述初始采样阈值得到目标采样阈值。

所述基线波动特征用于反馈扫描阶段基线电压相对于时间的波动幅度、波动幅度变化趋势。

可选的，激光雷达通常在振镜位于扫描边界点时，基线电压波动幅度为0，也即在振镜位于扫描边界点时(即振镜的偏转角最大时)基线电压无下陷或下陷较小；可以以振镜运动至扫描边界点时的基线电压为参考基线电压。由于振镜进行谐振运动，振镜运动的偏转角和时间呈正弦关系，可以用偏转角或者时间作为基线波动特征的参考量。以时间描述基线波动特征为例，获取每一时刻或每一采样频率时刻的接收模块所对应的当前基线电压，将当前基线电压与参考基线电压的差值作为(电压)波动幅度，一段时间(如一个周期)或一段振镜运动角度范围内的所有(电压)波动幅度可反馈基线电压对应的基线波动特征。

在一种可行的实施方式中，可以实时追踪基线电压的变化，可以是在激光雷达的接收模块中设置用于监测基线电路的基线监测电路，从而可以确定每个时刻所述基线电压的大小。阈值电路直接在实时获取的基线电压的基础上增加一定电压增量，输出目标采样阈值，电压增量即为前述N个pe单元。

在一种可行的实施方式中，可以在激光雷达进行视场扫描的过程中，实时获取振镜运动曲线，根据振镜运动时刻或振镜运动角度，查找基线波动特征与振镜运动时刻/振镜运动角度的映射关系，实现对当前时刻或后续时刻基线电压的预测，进而对初始采样阈值进行实时阈值调节。振镜运动时刻/振镜运动角度与基线波动特征的映射关系，可以通过当前振镜运动周期之前的振镜运动周期获得，监测在先的振镜运动周期内振镜运动时刻/振镜运动角度与基线波动特征的关系，作为当前振镜运动周期的映射关系进行沿用。

由于振镜进行往复运动，其运动位置为周期性变化的，因此振镜运动位置(即振镜运动时间或振镜运动角度)可以用一个周期内的振镜运动位置来表示。振镜运动位置可以通过振镜运动时的偏转角来表示。振镜为谐振运动，表示振镜运动位置的振镜运动曲线为偏转角-时间正弦曲线，振镜运动位置也可以通过时间来表示。振镜芯片通常会输出反馈信号，二维振镜的反馈信号包括快轴反馈信号和慢轴反馈信号。快轴反馈信号即为前述振镜运动曲线，通过监测快轴反馈信号实时获取振镜在快轴方向上的振镜运动位置；一维振镜的反馈信号则只包括一个轴的反馈信号，该反馈信号即为前述振镜运动曲线。

在实际应用中，由于振镜的运动速度较快，且是连续运动的，基于实时获取的振镜运动位置，及其与基线波动特征的对应关系，预测当前或者是下一时刻的基线电压，并据此进行初始采样阈值的调节，硬件部分来不及响应。

在一种可行的实施方式中，导入提前获取的调整控制策略(如本发明一个或多个实施例涉及的阈值补偿曲线、脉冲宽度调节曲线等)，驱动阈值电路输出目标采样阈值，得到的目标采样阈值的变化特征与基线电压的基线波动特征匹配。导入调整控制策略的时间可以基于实际情况设置，例如可以是振镜的每一个扫描周期的起始时刻，也可以是振镜的帧扫描周期的起始时刻。

根据前述释义，通常为了让扫描点在视场中沿扫描方向均匀分布，振镜运动至中间位置时控制出射激光发射的频率较大，此时基线下陷幅度最大，振镜向边缘位置(也即扫描边界)运动时从中间扫描位置至边缘位置出射激光发射的频率逐渐变小，对应基线电压下陷幅度逐步减小。振镜运动位置与基线波动特征是高度相关联，由此可以获知基线波动特征。根据基线波动特征确定阈值补偿曲线，根据阈值补偿曲线确定调整控制策略，将控制策略提前导入阈值电路即可。

在本说明书一个或多个实施例中，激光雷达可以基于至少一个基线波动特征和初始采样阈值得到目标采样阈值。

可选的，基线波动特征可以是以偏离参考基线电压的幅度变化来度量，即下陷幅度，例如以振镜扫描周期内参考基线电压与实际的基线电压之差来表示下陷幅度。

在一种可行的实施方式中，根据下陷幅度趋势(与基线波动特征相关)确定补偿值，对初始采样阈值进行阈值补偿处理得到目标采样阈值，计算初始采样阈值与补偿值的综合值作为目标采样阈值。可以设置一个基准单位补偿值，如前述一个pe单元。根据基线电压的偏离幅度动态补偿当前的采样阈值，得到目标采样阈值，如：T1时刻基线电压的偏离幅度为三个pe单元，则将初始采样阈值减去三个pe单元得到T1时刻的目标采样阈值，T2时刻基线电压的偏离幅度进一步扩大为五个pe单元，则将初始采样阈值减去五个pe单元得到T2时刻的目标采样阈值。当然，此处仅仅是示例性说明，也可以基线电压的偏离幅度为N个pe单元，则将初始采样阈值减去M个pe单元，M和N之间满足某一固定的运算关系。也可以根据基线波动特征来动态在当前采样阈值的基础上继续增加或减少基准单位补偿值，如基线波动特征指示基线电压下降幅度呈现增加趋势，即基线电压的偏离幅度有增大趋势，则在当前采样阈值的基础上增加一个或多个数量的基准单位补偿值，得到下一时刻的目标采样阈值；又如基线波动特征指示基线电压下降幅度呈现减少趋势，即基线电压的偏离幅度有减小趋势，则在当前采样阈值的基础上减少一个或多个数量的基准单位补偿值，得到下一时刻的目标采样阈值。

在一种可行的实施方式中，根据周期性变化的下陷幅度趋势确定阈值补偿曲线，基线电压的偏离幅度越大，阈值补偿值越大。初始采样阈值减去阈值补偿曲线对应时间的补偿值即为目标采样阈值。在实际应用阶段在激光雷达进行视场扫描时，开启或导入阈值补偿曲线对当前的初始采样阈值进行阈值补偿即可。

对初始采样阈值进行阈值补偿处理可以是通过调节阈值电路对应的调制信号的脉冲宽度(PWM)来实现的，阈值电路通过PWM调占空比输出不同的电路有效电压(也即补偿值)，通过PWM改变调制信号的占空比进而影响阈值电路的输出电压(也即补偿值)。

可以理解的，在采样阈值的数量为多个时，可基于前述方式对多个采样阈值同时进行阈值补偿处理得到多个目标采样阈值，也可以是对多个采样阈值中的至少其一进行阈值补偿处理得到目标采样阈值。

S106：基于所述基线电压以及所述目标采样阈值进行回波激光信号采样处理。

可以理解的，对初始采样阈值进行阈值补偿处理得到目标采样阈值后，可基于目标采样阈值进行回波激光信号采样处理。

如基于基线电压以及目标采样阈值进行回波激光信号采样以解算基于回波信号的反射率；如基于基线电压以及目标采样阈值进行回波激光信号采样以准确识别近场回波的脉宽，进而将近场回波的脉宽与标定的前导脉宽比较，来判断是否有近场回波信号和前导信号重叠，进而确认近场是否有物体；如基于基线电压以及目标采样阈值进行回波激光信号采样以解算目标物体距离，以及识别回波信号的能量峰值。

在一种可行的实施方式中，若激光雷达所采用的振镜为二维振镜，在所述激光雷达的振镜运行时开始进行视场扫描，振镜工作状态还可以包括扫描状态以及回扫状态。

进一步的，振镜工作状态可基于振镜在慢轴方向上的运动状态确定。图10是本说明书涉及的一种振镜的慢轴驱动信号示意图，图中横轴为时间t，纵轴为慢轴驱动信号的电压值。若振镜的扫描路径从视场的左上角为起始位置，慢轴驱动信号在扫描区内时，慢轴驱动信号和快轴驱动信号共同作用，使振镜从起始位置开始扫描，直至左下角的结束位置；这段时间内振镜处于扫描状态。接着，慢轴驱动信号进入回扫区，振镜在慢轴驱动信号和快轴驱动信号的共同作用下，从结束位置返回至起始位置，准备进入下一帧的扫描；这段时间内振镜处于回扫状态。以上振镜的扫描路径仅作为示例进行说明，扫描路径也可以从左下角起始至左上角结束，也可以从右上角起始至右下角结束，也可以从右下角起始至右上角结束。

振镜处于回扫状态时，激光雷达处于消隐态不对外发射出射激光。激光雷达处于消隐态时，接收端无需接收回波激光并进行后续处理，阈值电路可以不输出采样阈值。但是消隐态后，振镜马上要进入扫描状态，激光雷达开始进入正常探测，且消隐态持续的时间不长，为了避免频繁的开闭阈值电路，既对硬件响应速度要求很高，又影响器件寿命，在消隐态时使阈值电路输出的采样阈值保持预设的恒压值P0，P0可以设置为等于初始采样阈值，也可以略小于初始采样阈值。振镜处于回扫状态时，不需要对初始采样阈值进行调节；之后振镜从回扫状态切换为扫描状态时，开始对初始采样阈值进行调节。

在本说明书一个或多个实施例中，通过获取接收模块对应的基线电压和基线电压对应的初始采样阈值，在激光雷达进行视场扫描时，确定基线电压对应的基线波动特征，基于基线波动特征对初始采样阈值进行阈值补偿处理得到目标采样阈值，然后基于基线电压以及目标采样阈值进行回波激光信号采样处理，通过调整采样阈值，补偿基线电压下陷的影响。可以在基线电压下陷现象下实现回波信号准确采样，提升激光测距准确性，改善反射率分析不准确的现象，同时可尽量避免对激光雷达原有硬件电路的改造，可在相关硬件基础上通过优化信号处理逻辑控制，实现激光雷达应用场景的优化，提高激光雷达的性能。

请参见图11，图11是本说明书提出的一种基于激光雷达的信号处理方法的另一种实施例的流程示意图。具体的：

S202：获取接收模块对应的基线电压和所述基线电压对应的初始采样阈值。

具体可参考本说明书其他实施例相同的方法步骤，此处不再赘述。

S204：获取基于振镜运动曲线确定的针对所述基线电压的基线波动特征，所述基线波动特征包括参考调节位置及其对应的所述基线电压。

由前述可知，振镜运动位置与基线波动特征存在映射关系，因此，振镜运动至中间位置时基线下陷幅度最大，振镜运动至边缘位置时基线下陷幅度最小。

在本说明书一个或多个实施例中，激光雷达可以获取实时的振镜运动位置，根据映射关系来预测当前或者下一时刻的基线电压。可以在当前的扫描周期开始之前，获取之前的一个振镜快轴扫描周期内的振镜运动曲线和对应的基线电压，并据此得到基线波动特征。基线波动特征即为振镜运动位置和基线电压的映射关系。可以获取当前扫描周期的前一个周期的基线波动特征，也可以是向前数第N个周期的基线波动特征，N为大于1的整数。通常来说，N的值越小，对当前周期的基线波动特征预测越准确。

可选的，由前述可知，振镜的运动情况与基线波动有直接关系。对于一维振镜来说，其绕转轴往复运动，例如从最左侧边缘的起始位置起向右扫描，经过中间位置后继续向右，直至最左侧边缘，再从最右侧边缘向左扫描，经过中间位置后继续向左，直至最左侧边缘；此时最左侧边缘位置也是下一快轴扫描周期的起始位置。而对于二维振镜来说，慢轴方向的运动时均匀的，对基线不会造成影响，而其快轴方向的运动情况与基线波动有直接关联。振镜绕快轴往复运动的过程与一维振镜相似。上述运动描述的方向仅做示例性说明，也可以从最右侧的起始位置向左扫描，从最上侧的起始位置向下扫描，从最下侧的起始位置向上扫描，也可以是倾斜角度的扫描。

振镜运动曲线为偏转角-时间正弦曲线，参考调节位置包括第一参考位、第二参考位、第三参考位和第四参考位中的至少其一，第一参考位对应振镜运动周期的起始位置，第二参考位对应振镜运动周期1/4的位置，第三参考位对应振镜运动周期1/2的位置，第四参考位对应振镜运动周期3/4的位置。以前述实施例为例，基线波动特征为：从第一参考位到第二参考位，振镜从左侧边缘位置向中间位置偏转，基线电压逐渐减小；从第二参考位到第三参考位，振镜从中间位置向右侧边缘位置，基线电压逐渐增大；从第三参考为到第四参考位，振镜从右侧边缘位置向中间位置偏转，基线电压逐渐减小；从第四参考位到下一振镜运动周期的第一参考位，振镜从中间位置向左侧边缘位置偏转，基线电压逐渐增大。

当然，也可以在振镜运动周期内设置更多参考位，用以更具体细致的表示基线电压的基线波动特征。

S206：基于至少一个所述基线波动特征和所述初始采样阈值得到目标采样阈值。

可以根据基线电压的波动趋势变化，结合振镜运动位置，配置或设置若干参考调节位置。在本说明书一个或多个实施例中，可以预先确定至少一个基线波动特征对应的参考调节位置，实际应用阶段获取至少一个参考调节位置，然后基于至少一个参考调节位置以及振镜运动位置，对初始采样阈值进行阈值补偿处理得到目标采样阈值。

可以理解的，不同的基线波动特征对应相应的阈值补偿处理方式，按照实际工况下基线电压的基线下陷波动趋势，可至少结合参考调节位置划分为第一位置范围、第二位置范围、第三位置范围、第四位置范围。在振镜运动位置处于不同的位置范围时，采用的调节方式，较之于上一阶段的调节方式不同。例如，在第一位置范围时需要进行阈值降低处理，在第二位置范围是需要进行阈值提升处理，这两个位置范围阶段的调节方式不同。

第一位置范围为第一参考位和第二参考位之间的位置范围；第二位置范围为第二参考位和第三参考位之间的位置范围；第三位置范围为第三参考位和第四参考位之间的位置范围；第四位置范围为第四参考位和下一振镜运动周期的第一参考位之间的位置范围。

在一种可行的实施方式中，由于振镜的振镜运动曲线为偏转角-时间曲线，可以以时间作为振镜运动位置的表征；上述基线波动特征(即振镜运动位置和基线电压的映射关系)可以用参考时间和基线电压的映射关系来表示。第一参考位为第一时刻，第二参考位为第二时刻，第三参考位为第三时刻，第四参考位为第四时刻。以振镜运动周期为T为例，第一时刻可以是振镜运动周期的起始时刻，第二时刻可以是1/4T，第三时刻可以是1/2T，第四时刻可以是3/4T，等。

以前述实施例为例，得到目标采样阈值的过程可以是：

获取当前的振镜运动时刻。具体的，当前的振镜运动时刻指在振镜运动周期中的时刻，例如1/3T、2/5T等，可以根据实时接收到的快轴反馈信号来获得，也可以根据激光雷达内的时钟模块获得。

若振镜运动时刻位于第一时间段，第一时间段为第一时刻和第二时刻之间的时间段，振镜从左侧边缘位置向中间位置偏转，基线电压逐渐减小，则目标采样阈值由第一采样阈值降低至第二采样阈值。

若振镜运动时刻位于第二时间段，第二时间段为第二时刻和第三时刻之间的时间段，振镜从中间位置向右侧边缘位置，基线电压逐渐增大，则目标采样阈值由第二采样阈值提升至第三采样阈值。

若振镜运动时刻位于第三时间段，第三时间段为第三时刻和第四时刻之间的时间段，振镜从右侧边缘位置向中间位置偏转，基线电压逐渐减小，则目标采样阈值由第三采样阈值降低至第四采样阈值。

若振镜运动时刻位于第四时间段，第四时间段为第四时刻和下一振镜运动周期的第一时刻之间的时间段，振镜从中间位置向左侧边缘位置偏转，基线电压逐渐增大，则目标采样阈值由第四采样阈值提升至第一采样阈值。

进一步地，第一采样阈值与初始采样阈值相关联。第一采样阈值对应第一时刻的目标采样阈值，第一采样阈值小于等于初始采样阈值。

进一步地，第二采样阈值对应第二时刻的目标采样阈值，第三采样阈值对应第三时刻的目标采样阈值，第四采样阈值对应第四时刻的目标采样阈值。第一时刻至第三时刻的基线波动特征，与第三时刻至下一振镜运动周期的第一时刻的基线波动特征相同；第二采样阈值和第四采样阈值相等，为目标采样阈值的最小值，此时基线下陷最多；第一采样阈值和第三采样阈值相等，为目标采样阈值的最大值，此时基线下陷最少或者没有下陷。

在一种可行的实施方式中，可以以偏转角作为振镜运动位置的表征。第一参考位为第一角度，第二参考位为第二角度，第三参考位为第三角度，第四参考位为第四角度。第一角度可以是最大偏转角对应的位置，即振镜运动周期的起始位置，第二角度可以是振镜偏转方向为正时0°偏转角对应的位置，第三角度可以是负最大偏转角对应的位置，第四角度可以是振镜偏转方向为负时0°偏转角对应的位置。

以前述实施例为例，得到目标采样阈值的过程可以是：

获取当前的振镜运动角度。示例性的，振镜运动角度可以是：振镜偏转至中间位置为0°，振镜偏转至左侧边缘位置为正最大角度，如10°，振镜偏转至右侧边缘位置为负最大角度，如-10°；振镜从左向右偏转时的偏转方向为正，振镜从右向左偏转时的偏转方向为负。上述左右方向、角度正负均可以根据需要设置。当前的振镜运动角度可以根据实时接收到的反馈信号来获得。

若振镜运动角度位于第一角度范围内，第一角度范围为第一角度和第二角度之间的角度范围，振镜从左侧边缘位置向中间位置偏转，基线电压逐渐减小，则目标采样阈值由第五采样阈值降低至第六采样阈值。如图7所示，图7是本说明书涉及的一种振镜运动曲线和基线波动的关联示意图，第一参考位为振镜运动周期的起始位置，可对应图7中A点，振镜后续从第一参考位向第二参考位(请参见图7中B点)运动，基线逐渐降低，目标采样阈值也相应降低，从第五采样阈值降低至第六采样阈值。

若振镜运动角度位于第二角度范围内，第二角度范围为第二角度和第三角度之间的角度范围，振镜从中间位置向右侧边缘位置，基线电压逐渐增大，目标采样阈值由第六采样阈值提升至第七采样阈值。如图7所示，第二参考位置为振镜扫描周期的1/4位置，可对应图7中B点，振镜后续从第二参考位向第三参考位(请参见图7中C点)运动，基线逐渐增大，目标采样阈值也相应提升，从第六采样阈值提升至第七采样阈值。

若振镜运动角度位于第三角度范围内，第三角度范围为第三角度和第四角度之间的角度范围，振镜从右侧边缘位置向中间位置偏转，基线电压逐渐减小，目标采样阈值由第七采样阈值降低至第八采样阈值。如图7所示，第三参考位置为振镜扫描周期的1/2位置，可对应图7中C点，振镜后续沿第三参考位向第四参考位(请参见图7中D点)运动，基线又开始逐渐降低，目标采样阈值也相应降低，从第七采样阈值降低至第八采样阈值。

若振镜运动角度位于第四角度范围内，第四角度范围为第四角度和下一振镜运动周期的第一角度之间的角度范围，振镜从中间位置向左侧边缘位置偏转，基线电压逐渐增大，目标采样阈值由第八采样阈值提升至第五采样阈值。如图7所示，第四参考位为振镜扫描周期的3/4位置，可对应图7中D点，振镜后续沿第四参考位向下一振镜运动周期的第一参考位运动，基线又开始逐渐提升，从第八采样阈值提升至第五采样阈值。

进一步地，第五采样阈值与初始采样阈值相关联。第五采样阈值对应第一角度的目标采样阈值，第五采样阈值小于等于初始采样阈值。

可选的，初始采样阈值P0和第五采样阈值P5之间的差值为ΔP，可以便于目标采样阈值的调整，避免提升采样阈值时使目标采样阈值超过初始采样阈值P0，造成采样不准确或者采不到的问题。

进一步地，第六采样阈值对应第二角度的目标采样阈值，第七采样阈值对应第三角度的目标采样阈值，第八采样阈值对应第四角度的目标采样阈值。第一角度至第三角度的基线波动特征，与第三角度至下一振镜运动周期的第一角度的基线波动特征相同；第五采样阈值和第七采样阈值相等，为目标采样阈值的最小值，此时基线下陷最多；第六采样阈值和第八采样阈值相等，为目标采样阈值的最大值，此时基线下陷最少或者没有下陷。

S208：基于所述基线电压以及所述目标采样阈值进行回波激光信号采样处理。

在本说明书一个或多个实施例中，通过获取接收模块对应的基线电压和基线电压对应的初始采样阈值，在激光雷达进行视场扫描时，确定基线电压对应的基线波动特征，基于基线波动特征对初始采样阈值进行阈值补偿处理得到目标采样阈值，然后基于基线电压以及目标采样阈值进行回波激光信号采样处理，通过调整采样阈值，补偿基线电压下陷的影响。可以避免基线电压下陷造成的问题，实现回波信号准确采样，提升激光测距准确性，改善反射率分析不准确的现象，同时可尽量避免对激光雷达原有硬件电路的改造，可在相关硬件基础上通过优化信号处理逻辑控制，实现激光雷达应用场景的优化，提高激光雷达的性能。

请参见图13，图13是本说明书提出的一种基于激光雷达的信号处理方法的另一种实施例的流程示意图。具体的：

S302：获取接收模块对应的基线电压和所述基线电压对应的初始采样阈值。

S304：获取基于振镜运动曲线确定的针对基线电压的基线波动特征，基线波动特征包括参考调节位置及其对应的基线电压。

S306：基于至少一个基线波动特征和初始采样阈值确定阈值补偿曲线；根据阈值补偿曲线确定脉冲宽度调节曲线；导入脉冲宽度调节曲线，采用脉冲宽度调节曲线对阈值电路的脉冲宽度进行脉宽调节处理，得到目标采样阈值。

在一种可行的实施方式中，基于至少一个基线波动特征和初始采样阈值确定阈值补偿曲线，可以是：

根据周期性变化的下陷幅度趋势确定阈值补偿曲线，基线电压的下陷幅度越大，阈值补偿值越大。初始采样阈值减去阈值补偿曲线对应时间的补偿值即为目标采样阈值。由前述实施例可知，振镜运动位置与基线波动特征存在映射关系，振镜运动至中间位置时基线下陷幅度最大，振镜运动至边缘位置时基线下陷幅度最小，可以根据振镜运动曲线与基线波动特征之间的关联关系，确定阈值补偿曲线的变化趋势。

基线波动特征的参考调节位置包括第一参考位、第二参考位、第三参考位和第四参考位中的至少其一，第一参考位对应振镜运动周期的起始位置，第二参考位对应振镜运动周期1/4的位置，第三参考位对应振镜运动周期1/2的位置，第四参考位对应振镜运动周期3/4的位置。由此可以基于视场扫描时参考调节位置处，实际基线电压与初始基线电压的差值，确定基线下陷幅度，并以此得到阈值补偿曲线。如图12所示，阈值补偿曲线在振镜运动周期的起始位置阈值补偿值最小，等于或近似等于0；在振镜运动周期1/4的位置阈值补偿值最大，等于负的最大基线下陷幅度；在振镜运动周期1/2的位置阈值补偿值又是最小，等于或近似等于0；在振镜运动周期3/4的位置阈值补偿值最大，等于负的最大基线下陷幅度。

在一种可行的实施方式中，根据阈值补偿曲线确定脉冲宽度调节曲线。

阈值补偿曲线可以是基于阶梯波形函数、三角函数、二阶函数曲线等方式来进行拟合，得到的阈值补偿曲线。振镜运动曲线为正弦曲线，基线下陷后的基线电压曲线也符合三角函数曲线的特征，因此，阈值补偿曲线也符合三角函数曲线的特征。

可选的，对初始采样阈值进行阈值补偿处理可以是通过对阈值电路进行脉冲宽度调制(PWM)来实现的。阈值电路的输入信号通过PWM改变占空比，经过滤波电路滤波后，能够输出不同的目标采样阈值，实现目标采样阈值的调节。可以理解，不同占空比可以使阈值电路输出不同的有效电压(也即采样阈值)，通过改变阈值电路的占空比调节电路输出的有效电压(也即采样阈值)。根据阈值补偿曲线进行PWM的三角函数拟合处理，得到脉冲宽度调节曲线。将脉冲宽度调节曲线导入阈值电路，可以得到阈值补偿曲线。阈值电路进一步将初始采样阈值减去对应的阈值补偿值，即为目标采样阈值。

具体的，脉冲宽度调节曲线满足以下公式：

N_pwm＝－|A＊sin[(Π/B)＊N+Pha]+Offset|

其中，N_pwm为脉宽调节值，A为脉宽调节幅值，N为当前脉宽调节周期的序号，Pha为电路响应调节系数，Offset为脉宽调节补偿系数；B为1/2个振镜运动曲线的周期与脉宽调节周期的商值。

脉宽调节补偿系数Offset，决定了开始进行阈值补偿时的第一采样阈值P1与初始采样阈值P0的差值。在一些实施例中可便于进行相位调整时，对脉宽调节值进行补偿，从而起到调整采样阈值的作用，避免阈值补偿后的第一采样阈值大于初始采样阈值，出现采样不到的问题。

阈值电路的PWM具有设计基频，由阈值电路的硬件性能决定，不能随时间输出连续变化的脉宽调节值，而是由设计基频确定脉宽调节周期，以脉宽调节周期作为脉宽调节值变化的最小时间单位。B为1/2个振镜运动周期内包含的可调周期个数。例如，PWM的设计基频为250MHz，则脉宽调整周期2048ns，可以在每个调整周期导入脉冲宽度调节曲线N_pwm。

电路响应调节系数Pha：考虑到接收模块(如接收链路)的硬件响应需要一定时间，可以设置一个电路响应调节系数Pha，用以调节脉冲宽度调节曲线的相位，使目标采样阈值的波动特征和基线电压的基线波动特征一致。

在一种可行的实施方式中，上述脉冲宽度调节曲线公式，其中的参数，如脉宽调节幅值A、电路响应调节系数Pha、脉宽调节补偿系数Offset等；可以通过在先的多个振镜运动周期的脉冲宽度调节曲线和输出的目标采样阈值的关系，拟合出脉冲宽度调节曲线，从而得到公式中的参数；还可以通过提前标定的方式获得，经过标定得到公式中的参数值。

具体的，激光雷达在产线组装完成后，需对其中的大量参数进行标定，例如反射率、距离等，标定结果写入激光雷达内部的可编程阵列逻辑器件(FPGA)或芯片中。标定过程通常在标准的标定场地中进行，例如进行反射率标定时，则在标定场地中，距离待标定激光雷达预设距离处设置已知反射率的标准靶板，并根据测得的结果与已知反射率关联，从而得到标定数据。

电路响应调节系数Pha，与接收模块的硬件响应速度有关，硬件响应速度越快，则Pha越小。标定过程中，可以通过调整Pha值的大小，使阈值电路输出的目标采样阈值的波动特征与当前振镜运动周期中基线波动特征一致，则认为Pha值标定完成。具体可基于实际工况进行设置，此处不对具体数值进行限定。

脉宽调节幅度A，可理解为基线电压下陷的最大深度直接关联。A为脉冲宽度调节曲线的最大值，对应阈值电路输入信号的最大占空比，经过阈值电路后输出最大的阈值补偿值，阈值电路将初始采样阈值减去最大的阈值补偿值得到的目标采样阈值，即为基线电压下陷最大深度处的目标采样阈值，且目标采样阈值大于基线电压的几到十几个pe。脉宽调节幅度A与发射功率、目标物体的距离、目标物体的反射率等均有关。视场中返回的回波激光的能量越多，基线下陷的深度越大。工况的复杂多变，导致基线下陷的深度也是始终在变化。

脉宽调节幅度A可以选取激光雷达进行视场扫描时最远测距距离处的目标物体的回波激光造成的基线电压下陷深度，以此来确定为PWM曲线的脉宽调节幅度A。其中，目标物体可以是低反射率的物体，例如激光反射率小于某反射率阈值的物体。

可以理解的，“选取激光雷达进行视场扫描时最远测距距离处的目标物体的回波激光造成的基线电压下陷深度，以此来确定为PWM曲线的脉宽调节幅度A”，考虑到：1、基线电压下陷对远距离低反射率情况的测距影响最大，远低反的回波小，基线下陷直接导致回波信号测不到；选用远低反工况标定的最大补偿量，恰好能解决这个问题。2、若采用回波激光为大能量的工况标定脉宽调节幅度，例如近距离目标物体或者高反射率目标物体，阈值补偿值较大，将会出现补偿后的目标采样阈值小于基线电压的情况，导致回波信号测不到。

例如，脉宽调节幅度A标定时，如图14所示，图14是一种系数标定的示意图，标定时获取远低反工况下的基线电压曲线，通过从下往上扫描的方式查找，确定中间角度的噪声极值点也即图14所示的噪点扫描极值，根据噪点扫描极值确定基线电压的下陷深度，并以此换算得到脉宽调节幅度A的标定量。

示意性的，不同设备、多通道的激光雷达的各通道之间，由于器件性能的离散性，即使在相同工况下，基线电压的下陷深度可能也不同；可以通过预先标定分别确定各个通道的脉冲宽度调节曲线的参数。

可选的，在脉冲宽度调节曲线的各个参数标定完成后，还可以设置校验过程对标定结果进行验证。开启激光雷达得到视场内已知目标物的回波激光信号，用调节后的目标采样阈值对回波激光信号进行采样。若采样得到的回波激光信号的脉宽与已知脉宽的差值在预设范围内，则认为标定得到的脉冲宽度调节曲线合格。示例性的，拟合的得到的脉冲宽度调节曲线可以如图15所示，其中，电路响应调节系数Pha为50个脉宽调节周期，脉宽调节幅度A为8，脉宽调节补偿系数Offset为5。

在一种可行的实施方式中，导入脉冲宽度调节曲线，采用脉冲宽度调节曲线对阈值电路的脉冲宽度进行脉宽调节处理，得到目标采样阈值。

如前述，通过在先的振镜运动周期的数值拟合出脉冲宽度调节曲线，或者通过提前标定的方式获得脉冲宽度调节曲线。无论用那种方式，都是提前获取脉冲宽度调节曲线。按照上述方式确定基线电压补偿控制的脉宽调节曲线，然后并将该脉宽调节曲线存入激光雷达的寄存器中。

激光雷达运行过程中，可以在每个扫描周期的起始时刻读取寄存器中的脉宽调节曲线并导入阈值电路，得到阈值电路输出的目标采样阈值；也可以每经过N个扫描周期后导入脉宽调节曲线，如激光雷达完成一帧扫描后，在下一帧开始扫描之前导入脉宽调节曲线。甚至，若激光雷达采用标定方式获得脉冲宽度调节曲线，且运行过程中也不再修改，则只需要在激光雷达开机初始化时读取脉宽调解曲线并导入阈值电路。

示意性的，信号处理的视场扫描应用对比图请参考图16，通过在实际应用阶段，激光雷达进行视场扫描时，通过执行本说明的一个或多个实施例的基于激光雷达的信号处理方法，基线电压下陷主要出现在振镜扫描的中间区域，对视场的中间区域的极限远距离处测距的提升有明显效果，其在中间测距应用阶段的提示效果明显优于未开启基线追踪功能执行“基于激光雷达的信号处理方法”之前。

S308：基于所述基线电压以及所述目标采样阈值进行回波激光信号采样处理。

具体可参考本说明书其他实施例的方法步骤，此处不再赘述。

在本说明书一个或多个实施例中，通过获取接收模块对应的基线电压和基线电压对应的初始采样阈值，在激光雷达进行视场扫描时，确定基线电压对应的基线波动特征，基于基线波动特征对初始采样阈值进行阈值补偿处理得到目标采样阈值，然后基于基线电压以及目标采样阈值进行回波激光信号采样处理，通过调整采样阈值，补偿基线电压下陷的影响。可以在基线电压下陷现象下实现回波信号准确采样，提升激光测距准确性，改善反射率分析不准确的现象，同时可尽量避免对激光雷达原有硬件电路的改造，可在相关硬件基础上通过优化信号处理逻辑控制，实现激光雷达应用场景的优化，提高激光雷达的性能；以及，通过脉冲宽度调节曲线进行脉宽调节进而实现对初始采样阈值的补偿，优化了信号处理的流程，可通过优化信号处理逻辑控制实现采样阈值补偿的效率。

下面将结合图17，对本说明书实施例提供的基于激光雷达的信号处理装置进行详细介绍。需要说明的是，图17所示的基于激光雷达的信号处理装置，用于执行本说明书图1～图16所示实施例的方法，为了便于说明，仅示出了与本说明书实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本说明书图1～图16所示的实施例。

请参见图17，其示出本说明书实施例的基于激光雷达的信号处理装置的结构示意图。该基于激光雷达的信号处理装置1可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为用户终端的全部或一部分。根据一些实施例，该基于激光雷达的信号处理装置1包括基于激光雷达的信号处理模块11、基于激光雷达的信号处理模块12和基于激光雷达的信号处理模块13，具体用于：

获取模块11，用于获取接收模块对应的基线电压和所述基线电压对应的初始采样阈值；

调节模块12，用于确定所述基线电压对应的基线波动特征，基于所述基线波动特征和所述初始采样阈值得到目标采样阈值；

采样模块13，用于基于所述基线电压以及所述目标采样阈值进行回波激光信号采样处理。

可选的，如图18所示，所述调节模块12，包括：

特征获取单元121，用于获取基于振镜运动曲线确定的针对所述基线电压的基线波动特征，所述基线波动特征包括参考调节位置及其对应的所述基线电压；

阈值补偿单元122，用于基于至少一个所述基线波动特征和所述初始采样阈值得到目标采样阈值。

可选的，所述振镜运动曲线为偏转角-时间正弦曲线，所述参考调节位置包括第一参考位、第二参考位、第三参考位和第四参考位中的至少其一，所述第一参考位对应振镜运动周期的起始位置，所述第二参考位对应所述振镜运动周期1/4的位置，所述第三参考位对应所述振镜运动周期1/2的位置，所述第四参考位对应所述振镜运动周期3/4的位置。

可选的，所述阈值补偿单元122，用于：

基于至少一个所述基线波动特征和所述初始采样阈值确定阈值补偿曲线；

根据所述阈值补偿曲线确定脉冲宽度调节曲线；

导入所述脉冲宽度调节曲线，采用所述脉冲宽度调节曲线对阈值电路的脉冲宽度进行脉宽调节处理，得到目标采样阈值。

可选的，所述阈值补偿单元122，用于：对阈值补偿曲线进行脉宽拟合处理，得到脉冲宽度调节曲线；

所述脉冲宽度调节曲线满足以下公式：

N_pwm＝－|A＊sin[(Π/B)＊N+Pha]+Offset|

其中，所述N_pwm为脉宽调节值，所述A为脉宽调节幅值，所述N为当前脉宽调节周期的序号，所述Pha为电路响应调节系数，所述Offset为脉宽调节补偿系数；所述B为1/2个所述振镜运动曲线周期与脉宽调节周期的商值。

可选的，所述第一参考位为第一时刻，所述第二参考位为第二时刻，所述第三参考位为第三时刻，所述第四参考位为第四时刻，

所述阈值补偿单元122，用于：

获取当前的振镜运动时刻；

若所述振镜运动时刻位于第一时间段，则所述目标采样阈值由第一采样阈值降低至第二采样阈值；

若所述振镜运动时刻位于第二时间段，则所述目标采样阈值由第二采样阈值提升至第三采样阈值；

若所述振镜运动时刻位于第三时间段，则所述目标采样阈值由第三采样阈值降低至第四采样阈值；

若所述振镜运动时刻位于第四时间段，则所述目标采样阈值由第四采样阈值提升至第一采样阈值；

其中，所述第一采样阈值与所述初始采样阈值相关联，所述第一时间段为所述第一时刻和所述第二时刻之间的时间段，所述第二时间段为所述第二时刻和所述第三时刻之间的时间段，所述第三时间段为所述第三时刻和所述第四时刻之间的时间段，所述第四时间段为所述第四时刻和下一所述振镜运动周期的所述第一时刻之间的时间段。

可选的，所述第二采样阈值和所述第四采样阈值相等，所述第一采样阈值和所述第三采样阈值相等。

可选的，所述第一参考位为第一角度，所述第二参考位为第二角度，所述第三参考位为第三角度，所述第四参考位为第四角度；

所述基于至少一个所述基线波动特征和所述初始采样阈值得到目标采样阈值，包括：

获取当前的振镜运动角度；

若所述振镜运动角度位于第一角度范围内，则所述目标采样阈值由第五采样阈值降低至第六采样阈值；

若所述振镜运动角度位于第二角度范围内，则所述目标采样阈值由第六采样阈值提升至第七采样阈值；

若所述振镜运动角度位于第三角度范围内，则所述目标采样阈值由第七采样阈值降低至第八采样阈值；

若所述振镜运动角度位于第四角度范围内，则所述目标采样阈值由第八采样阈值提升至第五采样阈值；

其中，所述第五采样阈值与所述初始采样阈值相关联，所述第一角度范围为所述第一角度和所述第二角度之间的角度范围，所述第二角度范围为所述第二角度和所述第三角度之间的角度范围，所述第三角度范围为所述第三角度和所述第四角度之间的角度范围，所述第四角度范围为所述第四角度和下一所述振镜运动周期的所述第一角度之间的角度范围。

可选的，所述第五采样阈值和所述第七采样阈值相等，所述第六采样阈值和所述第八采样阈值相等。

可选的，所述装置1还用于：

检测振镜工作状态，所述振镜工作状态包括扫描状态以及回扫状态；

若所述振镜工作状态为所述回扫状态，则进入消隐态；

若所述振镜工作状态从所述回扫状态切换为所述扫描状态，则执行所述确定所述基线电压对应的基线波动特征，基于所述基线波动特征和所述初始采样阈值得到目标采样阈值的步骤。

需要说明的是，上述实施例提供的基于激光雷达的信号处理装置在执行基于激光雷达的信号处理方法时，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，上述实施例提供的基于激光雷达的信号处理装置与基于激光雷达的信号处理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。

上述本说明书实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本说明书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16所示实施例的所述基于激光雷达的信号处理方法，具体执行过程可以参见图1～图16所示实施例的具体说明，在此不进行赘述。

本说明书还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品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16所示实施例的所述基于激光雷达的信号处理方法，具体执行过程可以参见图1～图16所示实施例的具体说明，在此不进行赘述。

进一步地，图19为本说明书实施例提供了一种电子设备的结构示意图。如图19所示，电子设备2100可以包括：至少一个处理器2101，至少一个网络接口2104，用户接口2103，存储器2105，至少一个通信总线2102。

电子设备2100还包括上述实施例中的显示屏组件1800。

其中，通信总线2102用于实现这些组件之间的连接通信。

其中，用户接口2103可以包括激光雷达，可选用户接口2103还可以包括标准的有线接口、无线接口。

其中，网络接口2104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2101可以包括一个或者多个处理核心。处理器2101利用各种接口和线路连接整个电子设备2100内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器2105内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器2105内的数据，执行电子设备2100的各种功能和处理数据。可选的，处理器2101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2101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2101中，单独通过一块芯片进行实现。

其中，存储器2105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，ROM)。可选的，该存储器2105包括非瞬时性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。存储器2105可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器2105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2105可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器2101的存储装置。如图19所示，作为一种计算机存储介质的存储器2105中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及应用程序。

在图19所示的电子设备2100中，电子设备2100可集成有激光雷达，用户接口2103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2101可以用于调用存储器2105中存储的应用程序，并具体执行以下操作：

在一个实施例中，所述处理器2101在执行所述确定所述基线电压对应的基线波动特征，基于所述基线波动特征和所述初始采样阈值得到目标采样阈值，执行以下步骤：

确定所述基线电压对应的基线波动特征，基于所述基线波动特征和所述初始采样阈值得到目标采样阈值。

在一个实施例中，所述振镜运动曲线为偏转角-时间正弦曲线，所述参考调节位置包括第一参考位、第二参考位、第三参考位和第四参考位中的至少其一，所述第一参考位对应振镜运动周期的起始位置，所述第二参考位对应所述振镜运动周期1/4的位置，所述第三参考位对应所述振镜运动周期1/2的位置，所述第四参考位对应所述振镜运动周期3/4的位置。

在一个实施例中，所述处理器2101在执行所述所述基于至少一个所述基线波动特征和所述初始采样阈值得到目标采样阈值，执行以下步骤：

根据所述阈值补偿曲线确定脉冲宽度调节曲线；

在一个实施例中，所述处理器2101在执行所述根据所述阈值补偿曲线确定脉冲宽度调节曲线，执行以下步骤：

对阈值补偿曲线进行脉宽拟合处理，得到脉冲宽度调节曲线；

所述脉冲宽度调节曲线满足以下公式：

N_pwm＝－|A＊sin[(Π/B)＊N+Pha]+Offset|

在一个实施例中，所述第一参考位为第一时刻，所述第二参考位为第二时刻，所述第三参考位为第三时刻，所述第四参考位为第四时刻；

所述处理器2101在执行所述基于至少一个所述基线波动特征和所述初始采样阈值得到目标采样阈值，包括：

获取当前的振镜运动时刻；

在一个实施例中，所述第二采样阈值和所述第四采样阈值相等，所述第一采样阈值和所述第三采样阈值相等。

在一个实施例中，所述第一参考位为第一角度，所述第二参考位为第二角度，所述第三参考位为第三角度，所述第四参考位为第四角度；

所述处理器2101在执行所基于至少一个所述基线波动特征和所述初始采样阈值得到目标采样阈值，还执行以下步骤：

获取当前的振镜运动角度；

在一个实施例中，所述第五采样阈值和所述第七采样阈值相等，所述第六采样阈值和所述第八采样阈值相等。

在一个实施例中，所述处理器2101在执行确定所述基线电压对应的基线波动特征，基于所述基线波动特征和所述初始采样阈值得到目标采样阈值之前，执行以下步骤：

若所述振镜工作状态为所述回扫状态，则进入消隐态；

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说明书较佳实施例而已，当然不能以此来限定本说明书之权利范围，因此依本说明书权利要求所作的等同变化，仍属本说明书所涵盖的范围。

Claims

1.一种激光雷达的信号处理方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述基线电压对应的基线波动特征，基于所述基线波动特征和所述初始采样阈值得到目标采样阈值，包括：

获取基于振镜运动曲线确定的针对所述基线电压的基线波动特征，所述基线波动特征包括参考调节位置及其对应的所述基线电压；

基于至少一个所述基线波动特征和所述初始采样阈值得到目标采样阈值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述振镜运动曲线为偏转角-时间正弦曲线，所述参考调节位置包括第一参考位、第二参考位、第三参考位和第四参考位中的至少其一，所述第一参考位对应振镜运动周期的起始位置，所述第二参考位对应所述振镜运动周期1/4的位置，所述第三参考位对应所述振镜运动周期1/2的位置，所述第四参考位对应所述振镜运动周期3/4的位置。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于至少一个所述基线波动特征和所述初始采样阈值得到目标采样阈值，包括：

根据所述阈值补偿曲线确定脉冲宽度调节曲线；

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述阈值补偿曲线确定脉冲宽度调节曲线，还包括：

所述脉冲宽度调节曲线满足以下公式：

N_pwm＝－|A＊sin[(Π/B)＊N+Pha]+Offset|

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一参考位为第一时刻，所述第二参考位为第二时刻，所述第三参考位为第三时刻，所述第四参考位为第四时刻；

获取当前的振镜运动时刻；

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二采样阈值和所述第四采样阈值相等，所述第一采样阈值和所述第三采样阈值相等。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一参考位为第一角度，所述第二参考位为第二角度，所述第三参考位为第三角度，所述第四参考位为第四角度；

获取当前的振镜运动角度；

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第五采样阈值和所述第七采样阈值相等，所述第六采样阈值和所述第八采样阈值相等。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述基线电压对应的基线波动特征，基于所述基线波动特征和所述初始采样阈值得到目标采样阈值之前，还包括：

若所述振镜工作状态为所述回扫状态，则进入消隐态；

11.一种激光雷达的信号处理装置，其特征在于，所述装置包括：

12.一种激光雷达，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1～10任意一项的方法步骤。