CN115980777A - 基于激光雷达的安全保护区域的防护方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供基于激光雷达的安全保护区域的防护方法及系统，首先通过多线激光雷达的扫描光线的扫描范围覆盖安全保护区域，之后根据回波信号确定是否存在入侵所述安全保护区域的目标，从而由单线扫描提升为多线扫描，对空间中监测覆盖范围广，系统组成、布线相较于采用多个单平面监控设备的方案更加简洁，相应地也提高了系统的可靠性和稳定性。

Description

基于激光雷达的安全保护区域的防护方法及系统

技术领域

本申请属于安全防护技术领域，尤其涉及一种基于激光雷达的安全保护区域的防护方法及系统。

背景技术

在目前市场上的安全区域防护系统中，安全激光雷达只能对单一平面设置需要保护的区域。由于单一平面在真实世界的三维空间中所覆盖的范围有限，该类单线激光雷达对在未穿越该监测平面的其他空间中运动的人或物体无法起到检测防护作用，导致该类防护系统的防护能力有限。例如将其用于无人驾驶的自动车辆的引导避障的场景中，若有一物体在平行于但高于单线安全激光雷达唯一扫描平面的平面上，向靠近车辆的方向运动过来时，单线激光雷达无法检测到该物体，也就无法给出相应的保护控制信号，因此存在不足。

发明内容

本申请实施方式提供了一种基于激光雷达的安全保护区域的防护方法及系统，可以解决现有技术中单线激光雷达无法对在未穿越该监测平面的其他空间中运动的人或物体起到检测防护作用的问题。

在申请一个方面实施方式中，提供一种基于激光雷达的安全保护区域的防护方法，包括：

指示一多线激光雷达在一非竖直平面上周期性转动，其中所述多线激光雷达可在一竖直平面内产生多个不同俯仰角的扫描光线，其中所述多线激光雷达转动过程中，所述多线激光雷达的扫描光线的扫描范围覆盖安全保护区域；

接收所述多线激光雷达的回波信号，并转化为回波信号对应的电压信号；

根据所述电压信号确定是否存在入侵所述安全保护区域的目标，以至少辅助防护安全保护区域。

在可选的实施方式中，所述信号转换组件为光电雪崩二极管。

在可选的实施方式中，所述根据所述电压信号确定是否存在进入所述安全保护区域的目标，以至少辅助防护安全保护区域，包括：

配置安全保护区域的安全参数；

根据所述电压信号和安全保护区域的安全参数确定是否存在入侵所述安全保护区域的目标；

若确认存在入侵目标，对对应的安全保护区域进行安全防护的辅助操作。

在可选的实施方式中，所述安全参数包括：安全保护区域数据、输入输出接口配置以及响应路径；所述配置安全保护区域的安全参数，包括：

对用户进行身份验证；

在身份验证通过之后，接收用户在操作平台上输入的安全配置参数；

计算所述用户在操作平台上输入的安全参数的校验和与接收的安全参数的校验和是否一致；

若一致，用接收的安全参数对对应的安全保护区域进行安全配置。

在可选的实施方式中，所述安全参数包括：安全保护区域数据、输入输出接口配置信息以及响应路径信息；相对应地，所述接收用户在操作平台上输入的安全配置参数，包括：

接收用户在操作平台上输入的安全保护区域数据、输入输出接口配置信息以及响应路径信息。

在可选的实施方式中，所述根据所述电压信号和安全保护区域的安全参数确定是否存在进入所述安全保护区域的目标，包括：

根据所述电压信号和多线激光雷达发射信号的电压信号，确定当前时刻各扫描平面下各角度的所有目标距离数据；

根据所述多线激光雷达与安全保护区域的距离，结合各扫描平面下各角度的所述目标距离数据，确定是否存在至少一个目标进入所述安全保护区域；

若判断存在，在后续的多线激光雷达的每个转动周期内采样对应安全保护区域的回波信号，若在设定周期数内，目标处于所述安全保护区域的次数高于设定阈值，确定所述目标入侵所述安全保护区域。

在可选的实施方式中，所述辅助操作包括：通过所述安全保护设备封闭所述安全保护区域，所述若确认存在入侵目标，对对应的安全保护区域进行安全防护的辅助操作，包括：

若确认存在入侵目标，将安全锁定信号发送至安全保护区域对应的安全保护设备，以指示所述安全保护设备封闭所述安全保护区域。

在可选的实施方式中，还包括：

每隔设定时长采集每个安全防护区域中各运行设备的运行状态数据、信号传输状态数据；

若存在异常的时长超过设定时长，输出故障锁定信号至安全防护区域的控制设备，以指示该控制设备锁定对应异常的运行设备。

在可选的实施方式中，还包括：

接收用户配置的多线激光雷达的三维场景信息、安全保护区域的初始划分边界、安全保护区域所处空间内的静态物体的位置信息、静态物体的种类信息、激光雷达的扫描参数，生成所述多线激光雷达的各时刻各扫描平面的目标数据；

向用户展示所述目标数据，以使用户基于所述目标数据调整所述安全保护区域的边界。

在可选的实施方式中，还包括：

根据用户配置的目标位置、目标属性信息、所述多线激光雷达的扫描参数范围，结合预设的所述目标所在空间内的三维场景，生成安全保护区域的划分边界范围；

在所述划分边界范围内，从所述扫描参数范围中随机选取预设组数的扫描参数，针对每组扫描参数，通过光路模拟出所述多线激光雷达的扫描范围；

若至少一组扫描参数对应的所述扫描范围未完全处于所述划分边界范围内，根据所述扫描范围修正所述划分边界范围。

在可选的实施方式中，所述划分边界范围由多条划分边界形成；相对应地，所述扫描范围由对应条数扫描边界形成；若至少一组扫描参数对应的所述扫描范围未完全处于所述划分边界范围内，根据所述扫描范围修正所述划分边界范围，包括：

将所述划分边界的坐标信息和对应的扫描边界的坐标信息输入至预设的神经网络模型，所述神经网络模型输出两个边界的拟合边界线；

重构所有拟合边界线，得到修正的划分边界范围。

在本申请另一个方面的实施方式中，提供一种基于激光雷达的安全保护区域的防护系统，包括：

多线激光雷达，在一竖直平面内产生多个不同俯仰角的扫描光线；

转动组件，与所述激光发射器结合固定，并可使所述多线激光雷达在一非竖直平面上周期性转动，以使所述多线激光雷达的扫描光线的扫描范围覆盖安全保护区域；

信号转换组件，接收所述多线激光雷达的回波信号，并输出回波信号对应的电压信号；

处理设备，用于根据所述电压信号确定是否存在入侵所述安全保护区域的目标，以至少辅助防护安全保护区域。

在可选的实施方式中，所述信号转换组件为光电雪崩二极管。

在可选的实施方式中，所述处理设备包括：

安全配置管理单元，配置安全保护区域的安全参数；

安全数据处理单元，根据所述电压信号和安全保护区域的安全参数确定是否存在入侵所述安全保护区域的目标；

安全控制单元，若确认存在入侵目标，对对应的安全保护区域进行安全防护的辅助操作。

在可选的实施方式中，所述防护系统还包括：

透镜，设于所述多线激光雷达的回波信号的信号光路上，所述信号转换组件设于所述透镜的出射光的光路上。

在可选的实施方式中，激光雷达承载装置，可在安全区域限定的空间内移动，且其上承载所述多线激光雷达。

本申请又一方面实施方式提供一种终端设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行计算机程序时实现如前所述的基于激光雷达的安全保护区域的防护方法。

本申请又一方面实施方式提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前所述的基于激光雷达的安全保护区域的防护方法。

本申请实施方式与现有技术相比存在的有益效果是：首先通过多线激光雷达的扫描光线的扫描范围覆盖安全保护区域，之后根据回波信号确定是否存在入侵所述安全保护区域的目标，从而由单线扫描提升为多线扫描，对空间中监测覆盖范围广，系统组成、布线相较于采用多个单平面监控设备的方案更加简洁，相应地也提高了系统的可靠性和稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式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方式，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是本申请实施方式提供的基于激光雷达的安全保护区域的防护场景的架构示意图；

图2是本申请实施方式提供的基于激光雷达的安全保护区域的防护方法的流程示意图；

图3是本申请实施方式提供的基于激光雷达的安全保护区域的防护方法中步骤S3的具体流程示意图；

图4是本申请实施方式提供的基于激光雷达的安全保护区域的防护方法中步骤S32的具体流程示意图；

图5是本申请实施方式提供的基于激光雷达的安全保护区域的防护系统的结构示意图；

图6是本申请实施方式提供的基于激光雷达的安全保护区域的防护系统的场景框架示意图；

图7是本申请实施方式提供的安全配置管理单元的模块示意图；

图8是本申请实施方式提供的安全配置传输校验流程图；

图9是本申请实施方式提供的安全数据处理单元数据流图；

图10是本申请实施方式提供的安全防护功能流程图；

图11是本申请实施方式提供的故障监测流程图；

图12是本申请实施方式提供的安全控制单元结构图；

图13是本申请实施方式提供的非安全数据处理单元结构图；

图14是本申请实施方式提供的安全配置管理单元工作流程图；

图15是本申请实施方式提供的障碍物后目标扫描示意图；

图16是本申请实施方式提供的三维模拟生成保护区域功能流程图；

图17是本申请实施方式提供的终端设备的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施方式。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施方式中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施方式”或“一些实施方式”等意味着在本申请的一个或多个实施方式中包括结合该实施方式描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施方式中”、“在一些实施方式中”、“在其他一些实施方式中”、“在另外一些实施方式中”等不是必然都参考相同的实施方式，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施方式”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

在目前市场上的安全区域防护系统中，安全激光雷达只能对单一平面设置需要保护的区域。由于单一平面在真实世界的三维空间中所覆盖的范围有限，该类单线激光雷达对在未穿越该监测平面的其他空间中运动的人或物体无法起到检测防护作用，导致该类防护系统的防护能力有限。例如将其用于无人驾驶的自动车辆的引导避障的场景中，若有一物体在平行于但高于单线安全激光雷达唯一扫描平面的平面上，向靠近车辆的方向运动过来时，单线激光雷达无法检测到该物体，也就无法给出相应的保护控制信号，因此存在不足。

目前对该类系统，通常使用者会采用布置多个单线安全激光雷达，分别监控不同平面，以保证可在三维空间中扫描监控到更多平面，从而降低识别不到危险接近的人或物体的概率。但此类运用方法，通常需要对多个单线安全激光雷达分别进行安全检测区域的设计和设定，其步骤较为繁琐，使用便利性较差。同时，多个安全激光雷达接入到同一防护系统中时，系统的布线会相应地增加数量和复杂度，存在因布线导致的潜在防护功能失效可能性。

有鉴于此，本申请提供一种基于激光雷达的安全保护区域的防护方法及系统，指示一多线激光雷达在一非竖直平面上周期性转动，其中所述多线激光雷达可在一竖直平面内产生多个不同俯仰角的扫描光线，其中所述多线激光雷达转动过程中，所述多线激光雷达的扫描光线的扫描范围覆盖安全保护区域，然后根据所述电压信号确定是否存在入侵所述安全保护区域的目标，以至少辅助防护安全保护区域，由于激光雷达可以在产生不同俯仰角和不同水平转向的扫描面，在使用单个激光雷达时即可完成对多个空间平面中的多个区域块的扫描监测和机器控制，减小了安全盲区，避免了采用多个单线安全激光雷达实现多平面监控时可能造成的复杂的布线，系统整体的防护能力、稳定性有了较大的提升，可以解决现有技术中单线激光雷达无法对在未穿越该监测平面的其他空间中运动的人或物体起到检测防护作用的问题。

下面参考附图对本申请提供的基于激光雷达的安全保护区域的防护方法及系统进行详细描述。

图1示出了本申请实施方式中提供在基于激光雷达的安全保护区域的防护系统的架构示意图，如图1所示，基于激光雷达的安全保护区域的防护系统架构包括：多线激光雷达1、处理设备(集成在多线激光雷达设备内)以及安全区域，安全区域内设有各运行设备，多线激光雷达1可以监测安全防护区域内是否存在入侵目标4。

多线激光雷达可以安置于固定底座上，也可以安装在可移动装置3上，本申请不限于此。

本申请实施方式中，将多线激光雷达固定在转动组件2上，转动组件可以是电机，从而可以让多线激光雷达在一非竖直平面上周期性转动。

本申请的多线激光雷达，可以同时发射及接收多束激光的激光旋转测距激光雷达，可以同时发射4线、8线、16线、32线、64线和128线等，本申请不限于此。

在具体实施时本申请的所述多线激光雷达转动过程中，所述多线激光雷达的扫描光线的扫描范围覆盖安全保护区域，如图N所示，通过多线激光雷达发射多个不同俯仰角的扫描光线，从而可以检测不同高度的目标。

本申请实施方式中，可以将多线激光雷达设置于移动载具上，例如AGV车((Automated Guided Vehicle，简称AGV)，AGV车上装备有电磁或光学等自动导航装置，能够沿规定的导航路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。

此外，在本申请实施方式中，多线激光雷达可以是激光雷达，也可以是其他类型可以发射多个发射光的激光雷达，例如将多个激光雷达组合在一起形成“多线”的激光雷达，本申请对此不做限制。

下面对本申请的多线激光雷达的基于激光雷达的安全保护区域的防护方法进行详细说明，如图2所示，包括：

S1：指示一多线激光雷达在一非竖直平面上周期性转动，其中所述多线激光雷达可在一竖直平面内产生多个不同俯仰角的扫描光线，其中所述多线激光雷达转动过程中，所述多线激光雷达的扫描光线的扫描范围覆盖安全保护区域；

S2：接收所述多线激光雷达的回波信号，并转化为回波信号对应的电压信号；

S3：根据所述电压信号确定是否存在入侵所述安全保护区域的目标，以至少辅助防护安全保护区域。

本申请提供的基于激光雷达的安全保护区域的防护方法，首先通过多线激光雷达的扫描光线的扫描范围覆盖安全保护区域，之后根据回波信号确定是否存在入侵所述安全保护区域的目标，从而由单线扫描提升为多线扫描，对空间中监测覆盖范围广，系统组成、布线相较于采用多个单平面监控设备的方案更加简洁，相应地也提高了系统的可靠性和稳定性。

具体的，在步骤S1中，通过处理设备向多线激光雷达传感器发送控制指令，指示激光雷达周期性地转动，且由于多线激光雷达可以同时发射多个不同俯仰角的扫描光线，因此可以覆盖安全保护区域。

在一些具体实施方式中，本申请可以同时监测四个及以上数量的空间平面，从而全方位地监测安全保护区域。

如图15所示，本申请为了提高多线扫描防护功能的易用性和可靠性，可以配置三维模型，将多线激光雷达的扫描数据绘制在三维模型上。由于不同的目标(人、物品)在不同距离下，在各个扫描平面中形成的目标数据(点数、宽度等)具有差异，因此可导入不同大小、不同高度的各类目标3D模型，设置在不同位置和高度；同时可设置多线安全激光雷达布设平台的高度、安装角度、移动速度等数据，模拟演算在不同情况下各目标在激光雷达中生成的扫描数据，进而可针对性的布置安全防护区域。

例如，当多线安全激光雷达如下图所示布置于AGV小车上时，即使人员高度相同，激光雷达的各扫描平面对不同距离下人员目标的扫描数据会产生差异。在图1中，每条直线表示多线安全激光雷达的四个扫描平面。距离近的目标，会被更多扫描平面发现，距离远的目标，可能存在部分扫描平面检测不到目标。同时，如下图所示，各扫描平面内，因为角度分辨率的原因，距离远的目标相较于距离近的目标，扫描形成的目标点数将減少。此外，如图15所示，当目标处于障碍物之后时，多线安全激光雷达对目标的的检测数据也会发生改变，本申请对此不做限制。

在本申请的具体实施方式中，接收所述多线激光雷达的回波信号，并转化为回波信号对应的电压信号，具体的，可以通过光电雪崩二极管来进行，将回波信号通过透镜传输到光电雪崩二极管的感光面上，从而可根据光照产生电压信号，将该电压信号输出至处理设备，从而可以根据接收到的电压信号的时间确定距离，当存在目标入侵时，激光雷达的探测光照射到目标表面后反射回到光电雪崩二极管的电压信号的接收时间，小于无目标入侵时的接收时间，因此可以借此进行入侵目标的判断。

可以看出，本申请实施方式中，根据所述电压信号确定是否存在入侵所述安全保护区域的目标，以至少辅助防护安全保护区域的其中一种方案是：根据接收到的电压信号的时间确定距离，当存在目标入侵时，激光雷达的探测光照射到目标表面后反射回到光电雪崩二极管的电压信号的接收时间，小于无目标入侵时的接收时间时，则认为存在入侵目标。

本申请的多线激光雷达可以是多线激光扫描传感器，例如有源激光漫反射传感器，可发出符合人眼安全标准的激光波束。单路激光波束在空间中传播过程中，遇到目标物体(人或物品)时会发生漫反射，其中部分波束能量经由原路径返回到传感器所在位置，由传感器的接收透镜进行收集后导入到雪崩光电二极管中，转换为电压信号输入到处理设备中。处理设备计算发射激光波束、接收到雪崩光电二极管电压信号之间的光飞行时间，再对硬件电路、软件处理所造成的时延进行修正，从而计算出目标对象的距离。

在本申请的其他实施方式中，为了避免误判，可以设置多次采样，即当发现疑似存在入侵目标之后(即第一次采样确定出目标距离小于激光雷达到达安全区域的距离时)则可以在规定时间内，例如10s进行连续采样，当大多数采样的结果都显示目标距离小于激光雷达到达安全区域的距离时即可认为存在入侵目标。

此外，在本申请优选的实施方式中，多线激光雷达为激光雷达，也即可以通过激光雷达扫描建立三维点云，从而检测目标，绘制目标点云图，根据目标点云图确定是否是入侵目标，例如根据目标点云图确定目标的身高和尺寸等，之后可以通过模拟形成实物图形，与数据库的入侵目标进行比对，则可以确定出是否存在入侵目标。

本申请实施方式中，入侵目标可以是非许可的任意目标，也可以是运动的干扰动物等，例如安全保护区域中的设备为精密仪器，则可以将干扰飞蛾等作为入侵目标，当出现飞蛾等飞行昆虫时，可以将其驱离。

在本申请实施方式中，入侵仅仅指不经过许可而进入，本申请对此不作赘述。

在可选的实施方式中，所述信号转换组件为光电雪崩二极管，雪崩光电二极管是p-n结型的光检测二极管，其中利用了载流子的雪崩倍增效应来放大光电信号以提高检测的灵敏度。其基本结构常常采用容易产生雪崩倍增效应的Read二极管结构(即N+PIP+型结构，P+一面接收光)，工作时加较大的反向偏压，使得其达到雪崩倍增状态；它的光吸收区与倍增区基本一致，存在有高电场的P区和I区，雪崩二极管感应灵敏，能检测极其微弱的光信号，并将其转化为相应的电信号。

在申请的其他实施例中，也可以利用滤波器等接收回波信号，之后进行时域到频域的转化，然后对比发射信号和回波信号，结合傅里叶变换等算法得出两者的差异，从而可以检测出目标距离和目标速度。

在可选的实施方式中，所述根据所述电压信号确定是否存在进入所述安全保护区域的目标，以至少辅助防护安全保护区域，如图3所示，包括：

S31：配置安全保护区域的安全参数。

具体的，在可选的实施方式中，所述安全参数包括：安全保护区域数据、输入输出接口配置以及响应路径；所述配置安全保护区域的安全参数。在具体实施时，本步骤可以通过处理设备执行。

S32：根据所述电压信号和安全保护区域的安全参数确定是否存在入侵所述安全保护区域的目标。

具体的，计算发射激光波束、接收到雪崩光电二极管电压信号之间的光飞行时间，再对硬件电路、软件处理所造成的时延进行修正，从而计算出目标对象的距离，之后比对目标距离与安全区域的距离是否一致，如果目标距离比安全区域的距离小，则存在目标入侵，或者在其他实施方式中激光雷达的探测光照射到目标表面后反射回到光电雪崩二极管的电压信号的接收时间，小于无目标入侵时的接收时间时，则认为存在入侵目标。

同时，传感器在电机的带动下进行周期性的偏转，偏转过程中按特定频率不断地完成扫描计时工作，即可完成一个平面下各个角度的目标距离探测。在此基础上，多线激光扫描传感器具有多路不同俯仰角度的激光波束发射能力。传感器在电机的带动下旋转到某一水平角度的时刻下，可依次发出不同俯仰角度的激光波束，从而完成该水平角度下各俯仰层次的目标距离探测。

S33：若确认存在入侵目标，对对应的安全保护区域进行安全防护的辅助操作。

本申请实施例中，辅助防护可以是报警提示、向工作人员发送提示信息或语音、控制关闭安全保护区域的入口、通过电磁、超声等方式驱离入侵目标等，辅助防护不限于此，本申请对此不做赘述，但是需要说明的是，至少辅助防护可以是间接防护，也可以是直接防护，本申请不限于此。

在可选的实施方式中，所述配置安全保护区域的安全参数，包括：

S311：对用户进行身份验证；

S312：在身份验证通过之后，接收用户在操作平台上输入的安全配置参数；

S313：计算所述用户在操作平台上输入的安全参数的校验和与接收的安全参数的校验和是否一致；

S314：若一致，用接收的安全参数对对应的安全保护区域进行安全配置。

具体的，安全参数先在配置操作平台中经过确认，确认完成后开始下载传输。传输过程中会根据传输协议对数据进行校验避免传输过程造成的数据位翻转等错误。如有传输校验错误，则会进行重传以获取正确数据。传输完成后依据特定方法计算配置数据的校验和，与配置操作平台的校验和一致时，该配置数据方可生效，存入存储器进行使用。

在可选的实施方式中，所述安全参数包括：安全保护区域数据、输入输出接口配置信息以及响应路径信息；相对应地，所述接收用户在操作平台上输入的安全配置参数，包括：接收用户在操作平台上输入的安全保护区域数据、输入输出接口配置信息以及响应路径信息。

在可选的实施方式中，为了避免误判，所述根据所述电压信号和安全保护区域的安全参数确定是否存在进入所述安全保护区域的目标，如图4所示，包括：

S321:根据所述电压信号和多线激光雷达发射信号的电压信号，确定当前时刻各扫描平面下各角度的所有目标距离数据；

S322:根据所述多线激光雷达与安全保护区域的距离，结合各扫描平面下各角度的所述目标距离数据，确定是否存在至少一个目标进入所述安全保护区域；

S323:若判断存在，在后续的多线激光雷达的每个转动周期内采样对应安全保护区域的回波信号，若在设定周期数内，目标处于所述安全保护区域的次数高于设定阈值，确定所述目标入侵所述安全保护区域。

该实施方式中安全保护区域数据为数据输入，从该数据中可解析出当前时刻各扫描平面下各角度的目标距离数据。在具体处理时根据当前输入接口的信号和输入输出接口配置，判断当前使用哪种响应路径，再从该响应路径中读出对应的保护区域数据和输出方式，比较当前扫描的目标距离数据是否存在入侵保护区域的情况。当判断出存在入侵目标时，继续跟踪判断，避免灰尘等颗粒造成不必要的停机。当满足采样次数时即输出安全锁定信号，同时记录该安全事件。

在可选的实施方式中，所述辅助操作包括：通过所述安全保护设备封闭所述安全保护区域，所述若确认存在入侵目标，对对应的安全保护区域进行安全防护的辅助操作，包括：

若确认存在入侵目标，将安全锁定信号发送至安全保护区域对应的安全保护设备，以指示所述安全保护设备封闭所述安全保护区域。

本实施方式中，由于确认存在入侵目标时，将安全锁定信号发送至安全保护区域对应的安全保护设备，以指示所述安全保护设备封闭所述安全保护区域，因此可以尽可能避免运行设备的运行数据被窃取，保障运行设备的运行数据的安全。

在可选的实施方式中，还包括：

每隔设定时长采集每个安全防护区域中各运行设备的运行状态数据、信号传输状态数据；

若存在异常的时长超过设定时长，输出故障锁定信号至安全防护区域的控制设备，以指示该控制设备锁定对应异常的运行设备。

可以针对运行异常的设备进行锁定处理，从而避免因入侵目标导致的异常持续作用，导致故障等无法及时修复。

此外，在其他具体实施方式中，本方法还包括接收并存储校验正确且经过验证的安全配置，包括安全保护区域数据、输入输出接口配置、响应路径等内容。

此外，在其他具体实施方式中，可以进行安全区域保护分析和故障监测。

安全区域保护分析包括从安全配置管理单元中读出保护区域数据、输入输出接口配置、响应路径等安全配置数据，同时接收安全控制单元的输入信号，作为判断安全保护功能是否响应的数据标准。故障监测具体的是接收多线激光扫描传感器的实时数据，依据安全配置数据对数据进行分析，判断是否存在目标入侵受保护的区域，输出并记录相应的处理结果，安全控制单元响应结果完成对受控设备的保护控制。

在具体实施时，将激光雷达的扫描数据作为数据输入，从该数据中可解析出当前时刻各扫描平面下各角度的目标距离数据，根据当前输入接口的信号和输入输出接口配置，判断当前使用哪种响应路径，再从该响应路径中读出对应的保护区域数据和输出方式，比较当前扫描的目标距离数据是否存在入侵保护区域的情况。当判断出存在入侵目标时，继续跟踪判断，避免灰尘等颗粒造成不必要的停机，当满足采样次数时即输出安全锁定信号，同时记录该安全事件。

此外，在本申请的其他实施方式中，还可以对各运行设备包括自身进行实时故障监测，通过实时读取系统各单元运行状态、各输入输出接口的信号状态，当判断出运行状态异常、信号异常时，即输出故障锁定状态，避免因系统自身的故障导致危险发生。

在可选的实施方式中，为了提供可视化的三维监控模块，提高多线扫描防护功能的易用性和可靠性，本申请的方法还包括：

接收用户配置的多线激光雷达的三维场景信息、安全保护区域的初始划分边界、安全保护区域所处空间内的静态物体的位置信息、静态物体的种类信息、激光雷达的扫描参数，生成所述多线激光雷达的各时刻各扫描平面的目标数据；

向用户展示所述目标数据，以使用户基于所述目标数据调整所述安全保护区域的边界。

本实施方式中，考虑到不同的目标(人、物品)在不同距离下，在各个扫描平面中形成的目标数据(点数、宽度等)具有差异，因此可导入不同大小、不同高度的各类目标3D模型，设置在不同位置和高度；同时可设置多线安全激光雷达布设平台的高度、安装角度、移动速度等数据，模拟演算在不同情况下各目标在激光雷达中生成的扫描数据，进而可针对性的布置安全防护区域。

例如，当多线安全激光雷达如下图所示布置于AGV小车上时，即使人员高度相同，激光雷达的各扫描平面对不同距离下人员目标的扫描数据会产生差异。在图1中，每条直线表示多线安全激光雷达的四个扫描平面。距离近的目标，会被更多扫描平面发现，距离远的目标，可能存在部分扫描平面检测不到目标。同时，如下图所示，各扫描平面内，因为角度分辨率的原因，距离远的目标相较于距离近的目标，扫描形成的目标点数将減少。此外，如图15所示，当目标处于障碍物之后时，多线安全激光雷达对目标的的检测数据也会发生改变。

综上，当系统使用于现实中各类较复杂的环境下，使用人员在设立各扫描平面的保护区域时，计算合理有效的区域大小的难度较大，使用3D模型进行模拟演算则极大地降低了安全保护区域设置难度，提升了系统使用效率和可靠性。

可以看出，本发明提供一种基于多线安全激光雷达的安全区域防护方法，可监控保护空间中多平面下多区域的安全区域，其核心在于将安全激光雷达由单线扫描提升为多线扫描，对空间中监测覆盖范围广，系统组成、布线相较于采用多个单平面监控设备的方案更加简洁，相应地也提高了系统的可靠性和稳定性。

相应的本申请还设计了通过3D建模模拟完成多线安全激光雷达配置操作的方式，使系统的运用难度降低，同时更贴合实际应用场景，减小了因保护区域设置误差等原因造成的潜在防护失效可能，进一步提升了系统的可靠性。

基于相同的发明构思，一种基于激光雷达的安全保护区域的防护系统10，如图5所示，包括：

多线激光雷达11，在一竖直平面内产生多个不同俯仰角的扫描光线；

转动组件12，与所述激光发射器结合固定，并可使所述多线激光雷达在一非竖直平面上周期性转动，以使所述多线激光雷达的扫描光线的扫描范围覆盖安全保护区域；

信号转换组件13，接收所述多线激光雷达的回波信号，并输出回波信号对应的电压信号；

处理设备14，用于根据所述电压信号确定是否存在入侵所述安全保护区域的目标，以至少辅助防护安全保护区域。

本申请提供的防护系统，首先通过多线激光雷达的扫描光线的扫描范围覆盖安全保护区域，之后根据回波信号确定是否存在入侵所述安全保护区域的目标，从而由单线扫描提升为多线扫描，对空间中监测覆盖范围广，系统组成、布线相较于采用多个单平面监控设备的方案更加简洁，相应地也提高了系统的可靠性和稳定性。

本申请的具体实施方式中，图6为本申请的具体场景示意图，多线激光雷达可以是多线激光扫描传感器，例如有源激光漫反射传感器，可发出符合人眼安全标准的激光波束。单路激光波束在空间中传播过程中，遇到目标物体(人

或物品)时会发生漫反射，其中部分波束能量经由原路径返回到传感器所在位5置，由传感器的接收透镜进行收集后导入到雪崩光电二极管中，转换为电压信号输入到计算处理单元中。计算处理单元计算发射激光波束、接收到雪崩光电二极管电压信号之间的光飞行时间，再对硬件电路、软件处理所造成的时延进行修正，从而计算出目标对象的距离。

同时，传感器在电机的带动下进行周期性的偏转，偏转过程中按特定频率0不断地完成扫描计时工作，即可完成一个平面下各个角度的目标距离探测。在此基础上，多线激光扫描传感器具有多路不同俯仰角度的激光波束发射能力。传感器在电机的带动下旋转到某一水平角度的时刻下，可依次发出不同俯仰角度的激光波束，从而完成该水平角度下各俯仰层次的目标距离探测。

在可选的实施方式中，所述信号转换组件为光电雪崩二极管，雪崩光电二5极管是p-n结型的光检测二极管，其中利用了载流子的雪崩倍增效应来放大光

电信号以提高检测的灵敏度。其基本结构常常采用容易产生雪崩倍增效应的Read二极管结构(即N+PIP+型结构，P+一面接收光)，工作时加较大的反向偏压，使得其达到雪崩倍增状态；它的光吸收区与倍增区基本一致，存在有高

电场的P区和I区，雪崩二极管感应灵敏，能检测极其微弱的光信号，并将其0转化为相应的电信号。

所述防护系统还包括：透镜，设于所述多线激光雷达的回波信号的信号光路上，所述信号转换组件设于所述透镜的出射光的光路上。透镜可以聚集光信号，从而减小信号接收面积，让信号可以照射到光电雪崩二极管的感光面上。

所述防护系统还包括：激光雷达承载装置，可在安全区域限定的空间内移5动，且其上承载所述多线激光雷达。激光雷达承载装置可以是AGV小车，例如，当多线安全激光雷达如下图所示布置于AGV小车上时，即使人员高度相同，激光雷达的各扫描平面对不同距离下人员目标的扫描数据会产生差异。在图1中，每条直线表示多线安全激光雷达的四个扫描平面。距离近的目标，会被更多扫描平面发现，距离远的目标，可能存在部分扫描平面检测不到目标。同时，如下图所示，各扫描平面内，因为角度分辨率的原因，距离远的目标相较于距离近的目标，扫描形成的目标点数将減少。此外，如图15所示，当目标处于障碍物之后时，多线安全激光雷达对目标的的检测数据也会发生改变，本申请对此不做限制。

下面对本申请的处理设备进行详细说明。所述处理设备包括：安全配置管理单元，配置安全保护区域的安全参数；安全数据处理单元，根据所述电压信号和安全保护区域的安全参数确定是否存在入侵所述安全保护区域的目标；安全控制单元，若确认存在入侵目标，对对应的安全保护区域进行安全防护的辅助操作。

在本申请的具体实施方式中，安全配置管理单元接收并存储校验正确且经过验证的安全配置，包括安全保护区域数据、输入输出接口配置、响应路径等内容。安全配置数据将作为安全数据处理单元分析判断是否触发安全保护功能的依据。安全配置管理单元主要划分为传输模块、校验处理模块、存储模块，其总体结构如图7所示。

在本申请的具体实施方式中，安全配置数据依据IEC61496标准的规定，经过具有资格的人验证确认过的正确配置，本系统设计了相关校验及确认流程以确保安全配置数据的有效性和可靠性。如图8所示，具体流程为安全配置数据必须先在配置操作平台中经过确认，确认完成后开始下载传输，由传输模块进行接收。传输过程中校验处理模块会根据传输协议对数据进行校验避免传输过程造成的数据位翻转等错误。如有传输校验错误，则会进行重传以获取正确数据。传输完成后校验处理模块会依据特定方法计算配置数据的校验和，与配置操作平台的校验和一致时，该配置数据方可生效，存入存储模块进行使用。

在本申请的具体实施方式中，安全数据处理单元是多线安全激光雷达中进行数据分析处理的核心单元，主要实现安全区域保护分析、故障监测功能。

在本申请的具体实施方式中，安全数据处理单元的安全区域保护分析功能为系统的核心功能，该单元从安全配置管理单元中读出保护区域数据、输入输出接口配置、响应路径等安全配置数据，同时接收安全控制单元的输入信号，作为判断安全保护功能是否响应的数据标准。安全数据处理单元接收多线激光扫描传感器的实时数据，依据安全配置数据对数据进行分析，判断是否存在目标入侵受保护的区域，输出并记录相应的处理结果，安全控制单元响应结果完成对受控设备的保护控制。其数据流如图9所示。

在本申请的具体实施方式中，安全扫描数据为数据输入，从该数据中可解析出当前时刻各扫描平面下各角度的目标距离数据。

如图10所示，安全数据处理单元根据当前输入接口的信号和输入输出接口配置，判断当前使用哪种响应路径，再从该响应路径中读出对应的保护区域数据和输出方式，比较当前扫描的目标距离数据是否存在入侵保护区域的情况。当判断出存在入侵目标时，处理单元将继续跟踪判断，避免灰尘等颗粒造成不必要的停机。当满足采样次数时即输出安全锁定信号，同时记录该安全事件。

在本申请的具体实施方式中，安全数据处理单元对各单元包括自身进行实时故障监测，该单元实时读取系统各单元运行状态、各输入输出接口的信号状态，当判断出运行状态异常、信号异常时，即输出故障锁定状态，避免因系统自身的故障导致危险发生。该功能的工作流程如图11所示。

在本申请的具体实施方式中，安全控制单元主要为系统的输入、输出接口。其输入接口的信号将作为安全数据处理单元选择使用安全配置数据的依据，输出接口通过安全输出信号完成对受控设备的保护控制，其他状态信号用于在其他部件或设备(例如LED灯、显示屏等)中输出显示当前激光雷达运行状态，该单元结构出如图12所示。

在本申请的具体实施方式中，该系统中的配置操作平台用于配置操作多线安全激光雷达、接收处理非安全数据，为用户使用该系统的交互接口平台。该平台主要包含非安全数据处理单元、安全配置管理单元。

在本申请的具体实施方式中，如图13，非安全数据处理单元接收多线安全激光雷达上传的非安全相关数据，根据协议拆分解析为测量数据、状态数据、安全事件、故障警告事件等类型数据，对数据进行处理，显示于交互界面中。

在本申请的具体实施方式中，如图14，安全配置管理单元还可以为用户设置多线安全激光雷达各项配置参数的接口，用户在界面中进行设计安全保护区域、配置各输入输出接口功能、配置安全防护响应路径等操作，生成相应的配置数据，再经由具有资格的用户进行登录、验证后，可下发到多线安全激光雷达中。下发传输无误且校验成功的配置数据方可生效使用。该单元的总体工作流程如下图所示。

在本申请的具体实施方式中，为了提高多线扫描防护功能的易用性和可靠性，安全配置管理单元设计了3D模型模拟配置安全区域的功能。该功能考虑到不同的目标(人、物品)在不同距离下，在各个扫描平面中形成的目标数据(点数、宽度等)具有差异，因此可导入不同大小、不同高度的各类目标3D模型，设置在不同位置和高度；同时可设置多线安全激光雷达布设平台的高度、安装角度、移动速度等数据，模拟演算在不同情况下各目标在激光雷达中生成的扫描数据，进而可针对性的布置安全防护区域。

例如，当多线安全激光雷达如下图所示布置于AGV小车上时，即使人员高度相同，激光雷达的各扫描平面对不同距离下人员目标的扫描数据会产生差异。

在图1中，每条直线表示多线安全激光雷达的四个扫描平面。距离近的目标，会被更多扫描平面发现，距离远的目标，可能存在部分扫描平面检测不到目标。同时，各扫描平面内，因为角度分辨率的原因，距离远的目标相较于距离近的目标，扫描形成的目标点数将減少。

此外，如图15所示，当目标处于障碍物之后时，多线安全激光雷达对目标的的检测数据也会发生改变。

综上所述，当系统使用于现实中各类较复杂的环境下，使用人员在设立各扫描平面的保护区域时，计算合理有效的区域大小的难度较大，使用3D模型进行模拟演算则极大地降低了安全保护区域设置难度，提升了系统使用效率和可靠性。

在可选的实施方式中，还包括：

搭建一虚拟三维空间；

在所述虚拟三维空间中配置所述多线激光雷达以及安全保护区域；

在所述安全保护区域内配置静态物体的位置信息、静态物体的种类信息、激光雷达的扫描参数，形成三维安全防护场景；

通过可视化界面展示所述三维安全防护场景。

三维空间的搭建过程中，首先要确定所用的单位，然后将三维空间的背景图形移动到世界坐标(0，0，0)，然后全选导入的线将其群组为底图，冻结底图。

三维空间的搭建可以通过CAD、Unity3D、3DMax等，本申请对此不做限制。

本步骤的核心在于配置了多线激光雷达，现有技术由于不存在多线激光雷达，因此无法实现配置3d虚拟场景，通过本场景模型的配置，从而可以直观看出系统是否会出现盲区等。

具体的，在本系统的安全配置管理中，设计了如下的使用流程，以方便系统使用者快速模拟设置各扫描平面的安全保护区域。

(1)设置使用多线安全激光雷达的三维场景的大小；

(2)导入Unity3D、3DMax等软件生成的人、树、桌椅等目标模型数据；

(3)将各目标部署到三维场景中对应位置，调整设置各目标位置、大小；

(4)设置激光雷达部署位置和高度；

(5)设置激光雷达搭载平台的移动路径、速度；

(6)开始模拟平台移动及扫描过程，演算生成各时刻各扫描平面的目标数据；

(7)用户选择特定时刻数据，自动生成、手动调整各扫描平面安全保护区域。

该部分功能流程如图16所示。

本发明设计了一种基于多线安全激光雷达，可监控保护空间中多平面下多区域的安全区域防护系统。

该系统的核心——安全激光雷达由单线扫描提升为多线扫描，对空间中监测覆盖范围广，系统组成、布线相较于采用多个单平面监控设备的方案更加简洁，相应地也提高了系统的可靠性和稳定性。

相应的，该系统设计了通过3D建模模拟完成多线安全激光雷达配置操作的方式，使系统的运用难度降低，同时更贴合实际应用场景，减小了因保护区域设置误差等原因造成的潜在防护失效可能，进一步提升了系统的可靠性。

进一步的，本申请可以自动确定出安全区域的范围，具体的，在可选的实施方式中，还包括：

根据用户配置的目标位置、目标属性信息、所述多线激光雷达的扫描参数范围，结合预设的所述目标所在空间内的三维场景，生成安全保护区域的划分边界范围；

在所述划分边界范围内，从所述扫描参数范围中随机选取预设组数的扫描参数，针对每组扫描参数，通过光路模拟出所述多线激光雷达的扫描范围；

若至少一组扫描参数对应的所述扫描范围未完全处于所述划分边界范围内，根据所述扫描范围修正所述划分边界范围。

首先本申请可以利用光路模拟程序，例如zemax程序，从而可以结合多线激光雷达的扫描参数确定出扫描范围，具体的，扫描参数可以包括转动角度、扫描平面、转动周期和多线激光雷达的位置等，这样可以通过扫描参数的配置，通过光路模拟得到多线激光雷达的扫描范围。之后如果多线激光雷达的扫描范围并未处于安全区域内，则说明此时安全区域的设定与雷达扫描范围不匹配，则存在误差，此时可以根据扫描范围来修正划分边界范围，从而可以重新对安全区域的范围进行更新。

可以理解，由于本申请的扫描范围通过模拟得到，因此存在一定误差，与此同时结合目标和多线激光雷达生成的安全区域的划分边界范围同样存在误差，本申请提供一种无需考虑两者误差的方案，具体的，在可选的实施方式中，所述划分边界范围由多条划分边界形成；相对应地，所述扫描范围由对应条数扫描边界形成；若至少一组扫描参数对应的所述扫描范围未完全处于所述划分边界范围内，根据所述扫描范围修正所述划分边界范围，包括：

将所述划分边界的坐标信息和对应的扫描边界的坐标信息输入至预设的神经网络模型，所述神经网络模型输出两个边界的拟合边界线；

重构所有拟合边界线，得到修正的划分边界范围。

具体的，本申请利用神经网络模型对边界线进行拟合，由于神经网络的训练数据是人工提供，因此通过人工筛选出的数据不断训练神经网络模型，从而得到一种隐性的两个边界线与真实边界线之间的关系，训练好的神经网络模型输入两个边界线之后，输出由两个边界线融合在一起或者拟合在一起的边界线，然后重构所有拟合边界线，形成新的划分边界范围。

本申请实施方式中，正是由于上述边界线的拟合，从而扫描边界与划分边界不断逼近，进而使得结果趋于收敛，能够得到较为精确的安全区域范围。

可以理解，本实施方式还可以利用人工进行调整，用户可以利用上述两个边界线，设定出新的划分边界范围，本申请对此不做赘述。

可以理解在本申请其他实施方式中，可以通过上述部分方法自动生成安全保护区域的范围，之后可以通过用户自行修正安全保护区域的范围，本申请对此不做赘述。

上述实施方式中的由其他执行主体实现的基于激光雷达的安全保护区域的防护方法、对应的云结算服务器、车载单元以及站点设备等的效果与本申请前述实施方式中的效果相同或相似，本申请在此不做赘述。

应理解，上述实施方式中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施方式的实施过程构成任何限定。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、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单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施方式中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施方式中的对应过程，在此不再赘述。

为了实现上述实施方式，本申请还提出一种终端设备。图17为本申请一个实施方式的终端设备的结构示意图。如图17所示，上述终端设备600包括：

存储器610及至少一个处理器620，连接不同组件(包括存储器610和处理器620)的总线630，存储器610存储有计算机程序，当处理器620执行所述程序时实现本申请实施方式所述的基于激光雷达的安全保护区域的防护方法。

总线630表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。

终端设备600典型地包括多种电子设备可读介质。这些介质可以是任何能够被终端设备600访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

存储器610还可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)640和/或高速缓存存储器650。终端设备600可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统660可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图17未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图17中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线630相连。存储器610可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本申请各实施方式的功能。

具有一组(至少一个)程序模块670的程序/实用工具680，可以存储在例如存储器610中，这样的程序模块670包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块670通常执行本申请所描述的实施方式中的功能和/或方法。

终端设备600也可以与一个或多个外部设备690(例如键盘、指向设备、显示器691等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该终端设备600交互的设备通信，和/或与使得该终端设备600能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口692进行。并且，终端设备600还可以通过网络适配器693与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器693通过总线630与终端设备600的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合终端设备600使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理器620通过运行存储在存储器610中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理。

需要说明的是，本实施方式的终端设备的实施过程和技术原理参见前述对本申请实施方式的基于激光雷达的安全保护区域的防护方法的解释说明，此处不再赘述。

本申请实施方式还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现可实现上述各个方法实施方式中的步骤。

本申请实施方式提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行时实现可实现上述各个方法实施方式中的步骤。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施方式方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于计算机存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施方式的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不可以是电载波信号和电信信号。

在上述实施方式中，对各个实施方式的描述都各有侧重，某个实施方式中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施方式的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施方式中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施方式仅5仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实

际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

0所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。

以上所述实施方式仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参5照前述实施方式对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：

其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施方式技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种基于激光雷达的安全保护区域的防护方法，其特征在于，包括：

指示一多线激光雷达在一非竖直平面上周期性转动，其中所述多线激光雷达可在一竖直平面内产生多个不同俯仰角的扫描光线，其中所述多线激光雷达转动过程中，所述多线激光雷达的扫描光线的扫描范围覆盖安全保护区域；

接收所述多线激光雷达的回波信号，并转化为回波信号对应的电压信号；

根据所述电压信号确定是否存在入侵所述安全保护区域的目标，以至少辅助防护安全保护区域。

2.根据权利要求1所述的防护方法，其特征在于，所述根据所述电压信号确定是否存在进入所述安全保护区域的目标，以至少辅助防护安全保护区域，包括：

配置安全保护区域的安全参数；

根据所述电压信号和安全保护区域的安全参数确定是否存在入侵所述安全保护区域的目标；

若确认存在入侵目标，对对应的安全保护区域进行安全防护的辅助操作。

3.根据权利要求2所述的防护方法，其特征在于，所述安全参数包括：安全保护区域数据、输入输出接口配置以及响应路径；所述配置安全保护区域的安全参数，包括：

对用户进行身份验证；

在身份验证通过之后，接收用户在操作平台上输入的安全配置参数；

计算所述用户在操作平台上输入的安全参数的校验和与接收的安全参数的校验和是否一致；

若一致，用接收的安全参数对对应的安全保护区域进行安全配置。

4.根据权利要求2所述的防护方法，其特征在于，所述安全参数包括：安全保护区域数据、输入输出接口配置信息以及响应路径信息；相对应地，所述接收用户在操作平台上输入的安全配置参数，包括：

接收用户在操作平台上输入的安全保护区域数据、输入输出接口配置信息以及响应路径信息。

5.根据权利要求2所述的防护方法，其特征在于，所述根据所述电压信号和安全保护区域的安全参数确定是否存在进入所述安全保护区域的目标，包括：

根据所述电压信号和多线激光雷达发射信号的电压信号，确定当前时刻各扫描平面下各角度的所有目标距离数据；

根据所述多线激光雷达与安全保护区域的距离，结合各扫描平面下各角度的所述目标距离数据，确定是否存在至少一个目标进入所述安全保护区域；

若判断存在，在后续的多线激光雷达的每个转动周期内采样对应安全保护区域的回波信号，若在设定周期数内，目标处于所述安全保护区域的次数高于设定阈值，确定所述目标入侵所述安全保护区域。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辅助操作包括：通过所述安全保护设备封闭所述安全保护区域，所述若确认存在入侵目标，对对应的安全保护区域进行安全防护的辅助操作，包括：

若确认存在入侵目标，将安全锁定信号发送至安全保护区域对应的安全保护设备，以指示所述安全保护设备封闭所述安全保护区域。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

每隔设定时长采集每个安全防护区域中各运行设备的运行状态数据、信号传输状态数据；

若存在异常的时长超过设定时长，输出故障锁定信号至安全防护区域的控制设备，以指示该控制设备锁定对应异常的运行设备。

8.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

接收用户配置的多线激光雷达的三维场景信息、安全保护区域的初始划分边界、安全保护区域所处空间内的静态物体的位置信息、静态物体的种类信息、激光雷达的扫描参数，生成所述多线激光雷达的各时刻各扫描平面的目标数据；

向用户展示所述目标数据，以使用户基于所述目标数据调整所述安全保护区域的边界。

9.根据权利要求1-6所述的方法，其特征在于，还包括：

根据用户配置的目标位置、目标属性信息、所述多线激光雷达的扫描参数范围，结合预设的所述目标所在空间内的三维场景，生成安全保护区域的划分边界范围；

在所述划分边界范围内，从所述扫描参数范围中随机选取预设组数的扫描参数，针对每组扫描参数，通过光路模拟出所述多线激光雷达的扫描范围；

若至少一组扫描参数对应的所述扫描范围未完全处于所述划分边界范围内，根据所述扫描范围修正所述划分边界范围。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述划分边界范围由多条划分边界形成；相对应地，所述扫描范围由对应条数扫描边界形成；若至少一组扫描参数对应的所述扫描范围未完全处于所述划分边界范围内，根据所述扫描范围修正所述划分边界范围，包括：

将所述划分边界的坐标信息和对应的扫描边界的坐标信息输入至预设的神经网络模型，所述神经网络模型输出两个边界的拟合边界线；

重构所有拟合边界线，得到修正的划分边界范围。

11.一种基于激光雷达的安全保护区域的防护系统，其特征在于，包括：

多线激光雷达和处理设备，所述多线激光雷达包括激光发射器、转动组件和信号转换组件；

所述激光发射器在一竖直平面内产生多个不同俯仰角的扫描光线；

所述转动组件与所述激光发射器结合固定，并可使所述多线激光雷达在一非竖直平面上周期性转动，以使所述多线激光雷达的扫描光线的扫描范围覆盖安全保护区域；

所述信号转换组件接收所述多线激光雷达的回波信号，并输出回波信号对应的电压信号；

所述处理设备用于根据所述电压信号确定是否存在入侵所述安全保护区域的目标，以至少辅助防护安全保护区域。

12.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-10中任一项所述的方法。

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