CN116338643A - 一种激光雷达的测距方法和激光雷达 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于激光雷达技术领域,提供了一种激光雷达的测距方法和激光雷达,该方法包括:控制激光雷达中的激光发射器进行不完全分时发射,然后获取各个接收通道中回波信号的信号强度和信号时间,根据信号强度和信号时间去除接收通道中的干扰信号,得到接收通道中的真实信号,利用真实信号得到测距值;本申请通过不完全分时发光的方式以及程序的逻辑判断,能够在不影响帧率的情况下去除干扰信号,得到真实的测距值。
Description
技术领域
本申请属于激光雷达技术领域,尤其涉及一种激光雷达的测距方法和激光雷达。
背景技术
激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号,然后根据反射回来的信号,获得目标的有关信息,如目标距离等参数。
目前,在使用激光雷达测距时,一般采用激光雷达中发射信号的时间与接收通道中信号时间的差值计算距离值。多线激光雷达中一般存在多个激光发射器,每个激光发射器有对应的主要接收通道,一方面,如果接收端采用阵列的探测器,则由于探测器多个通道之间的相互干扰,接收通道会接收到其他通道的串扰信号,另一方面,多个激光发射器之间的夹角一般较小,一个激光发射器发射信号时,多个接收通道会同时收到目标返回的信号。由于这些光、电串扰信号的存在,使用当激光同时发光时,根据接收通道中的信号得到的距离值不准确。
发明内容
本申请实施例提供了一种激光雷达的测距方法和激光雷达,可以解决激光雷达测距不准确的问题。
第一方面,本申请实施例提供了一种激光雷达的测距方法,所述激光雷达包括N个激光发射器,每个激光发射器对应一个主要的接收通道,所述接收通道用于接收所述激光发射器发射的信号经过障碍物反射的回波信号,N≥2;
所述方法包括:
获取每个所述激光发射器和其他激光发射器的扫描区域之间相互不干扰的最小距离;
根据所述最小距离,确定所述N个激光发射器的发射顺序及相邻两个激光发射器之间的发射时间间隔,其中,所述发射时间间隔小于单个接收通道预设的计时区间,所述相邻两个激光发射器为在所述发射顺序上相邻的激光发射器;
控制所述N个激光发射器按照所述发射顺序及所述发射时间间隔依次发射激光信号;
获取每个接收通道接收的各个回波信号的回波时间和回波强度,并根据所述回波时间和回波强度滤除所述回波信号中的干扰信号,得到所述每个接收通道的真实信号;
基于每个接收通道的真实信号,得到每个接收通道的测距值。
第二方面,本申请实施例提供了一种激光雷达,所述激光雷达包括N个激光发射器和处理器,每个激光发射器对应一个主要的接收通道,所述接收通道用于接收所述激光发射器发射的信号经过障碍物反射的回波信号,N≥2;
所述处理器包括:
数据获取模块,用于获取每个所述激光发射器和其他激光发射器的扫描区域之间相互不干扰的最小距离;
顺序及间隔确定模块,用于根据所述最小距离,确定所述N个激光发射器的发射顺序及相邻两个激光发射器之间的发射时间间隔,其中,所述发射时间间隔小于单个接收通道预设的计时区间,所述相邻两个激光发射器为在所述发射顺序上相邻的激光发射器;
控制模块,用于控制所述N个激光发射器按照所述发射顺序及所述发射时间间隔依次发射激光信号;
回波处理模块,用于获取每个接收通道接收的各个回波信号的回波时间和回波强度,并根据所述回波时间和回波强度滤除所述回波信号中的干扰信号,得到所述每个接收通道的真实信号;
计算模块,用于基于每个接收通道的真实信号,得到每个接收通道的测距值。
本申请第一方面实施例与现有技术相比存在的有益效果是:本申请先获取每个激光发射器和其他激光发射器的扫描区域之间相互不干扰的最小距离;根据最小距离和获取的N个激光发射器的发射顺序,确定相邻两个激光发射器之间的发射时间间隔;控制N个激光发射器按照所述发射顺序及发射时间间隔依次发射激光信号。本申请采用不完全分时的发射方法控制激光发射器发射激光信号,可以减少各个接收通道之间的串扰,减少干扰信号的产生。
本申请还获取每个接收通道接收的各个回波信号的回波时间和回波强度,并根据回波时间和回波强度滤除回波信号中的干扰信号,得到每个接收通道的真实信号;基于每个接收通道的真实信号,得到每个接收通道的测距值。本申请通过对回波信号中的干扰信号的滤除,得到接收通道中的真实信号,本申请相较于现有技术利用真实信号和干扰信号共同计算测距值,本申请利用真实信号得到的测距值更准确。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例提供的激光雷达的测距方法的流程示意图;
图2是本申请一实施例提供的激光发射器之间发射时间间隔的确定方法的流程示意图;
图3是本申请一实施例提供的激光发射器按照第一时间间隔发射的示意图;
图4是本申请一实施例提供的回波信号的滤波方法的流程示意图;
图5是本申请另一实施例提供的激光发射器之间发射时间间隔的确定方法的流程示意图;
图6是本申请另一实施例提供的激光发射器分时发射的示意图;
图7是本申请一实施例提供的激光雷达中处理器的结构示意图;
图8是本申请一实施例提供的激光雷达的结构示意图。
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例。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例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。
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“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,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。
三维激光雷达系统一般包括多个激光发射器,每个激光发射器有对应的主要接收通道,接收通道用于接收激光发射器发射的信号经过障碍物反射的回波信号。激光雷达的接收端如果采用阵列的探测器,如APD、InGaAs或Sipm,探测器不同的像元之间会存在电串扰。
作为举例,如果A接收通道的探测是接收到较强的激光后流过较强的光电流,相邻的B接收通道未接收到光电流或通过较弱的光电流,A接收通道的光电流会对B接收通道造成电干扰,使B接收通道产生电串扰信号,B接收通道对A接收通道不造成干扰。相邻的C接收通道也会受到A接收通道的干扰,输出电串扰信号。若B接收通道比C接收通道距离A接收通道近,则B接收通道的串扰信号比C接收通道的串扰信号强。反之,如果A接收通道和B接收通道的光电流相近,则两个通道之间不会相互干扰。
若有电串扰存在,电串扰信号与真实信号会叠加或电串扰信号会形成一个干扰信号,若有电串扰信号存在,则会导致测距不准确。
另外,由于激光发射器之间可能相隔较近,在激光发射器发射信号后,发射的信号不能保证只有对应的一个接收通道接收到发射信号,其他相近的接收通道也可能会接收到发射信号,导致不同接收通道之间的光串扰。由于光串扰的存在,也会导致接收通道接收到串扰信号使测距不准确。
为了滤除光串扰和电串扰产生的串扰信号,本申请提出了一种激光雷达的测距方法,通过获取每个激光发射器和其他激光发射器的扫描区域之间相互不干扰的最小距离,控制激光发射器不完全分时工作,并滤除串扰信号,得到真实信号。控制激光发射器不完全分时工作,可以有效提升帧率或增加激光分辨率,利用真实信号得到测距值,可以保证测距值的准确度。
图1示出了本申请提供的激光雷达的测距方法的示意性流程图,本方法可以用于上述激光雷达的处理器中。激光雷达包括N个激光发射器,每个激光发射器对应一个主要的接收通道,接收通道用于接收所述激光发射器发射的信号经过障碍物反射的回波信号,N≥2。第i个激光发射器对应的主要的接收通道为第i个接收通道,1≤i≤N。
参照图1,对该方法的详述如下:
S101,获取每个激光发射器和其他激光发射器的扫描区域之间相互不干扰的最小距离。
在本实施例中,对激光雷达中的激光发射器可以按照位置的排列顺序进行编号,位置相邻的激光发射器的序号相邻。
作为举例,若激光发射器A和激光发射器B相邻,激光发射器A的需要为1,激光发射器B的需要为2。激光发射器A为第1个激光发射器,激光发射器B为第2个激光发射器。
具体的,可以预先测试第i个激光发射器与其他各个激光发射器之间在扫描区域中相互不干扰的最小距离。进而可以得到每个激光发射器和其他激光发射器的扫描区域之间相互不干扰的最小距离,1≤i≤N。
S102,根据所述最小距离和获取的所述N个激光发射器的发射顺序,确定相邻两个激光发射器之间的发射时间间隔。
在本实施例中,发射时间间隔小于单个接收通道预设的计时区间,所述相邻两个激光发射器为在所述发射顺序上相邻的激光发射器。发射顺序上相邻的激光发射器可以为激光雷达中位置相邻的激光发射器,还可以是激光雷达中位置不相邻的激光发射器。
在本实施例中,N个激光发射器的发射顺序可以为预先设置的,还可以是根据最小距离确定的。
具体的,基于每两个激光发射器之间相互不干扰的最小距离和光速,计算每两个激光发射器之间的发射时间间隔。具体的,计算最小距离和光速的第一比值,第一比较的一半为发射时间间隔。
作为举例,若在激光雷达中的排布上,激光发射器B是与激光发射器A和激光发射器C在位置上相邻。激光发射器的启动顺序可以为激光发射器A、激光发射器B和激光发射器C。激光发射器的启动顺序可以为激光发射器A、激光发射器C和激光发射器B。
S103,控制N个激光发射器按照发射顺序及发射时间间隔依次发射激光信号。
在本实施例中,第i个发射激光信号的激光发射器与第i+1个发射激光信号的激光发射器之间发射激光信号的时间差为第i个发射时间间隔。
作为举例,若第1个激光发射器为第1个发射激光信号的激光发射器,第2个激光发射器为第2个发射激光信号的激光发射器,则第1个激光发射器与第2个激光发射器之间的启动时间差为第i个发射时间间隔。
S104,获取每个接收通道接收的各个回波信号的回波时间和回波强度,并根据所述回波时间和回波强度滤除所述回波信号中的干扰信号,得到所述每个接收通道的真实信号。
在本实施例中,激光发射器发射的激光信号被障碍物发射后被接收通道接收,形成回波信号。每个回波信号对应回波时间和回波强度。由于其他接收通道中的信号对本接收通道产生的干扰,因此在本接收通道中会形成干扰信号。接收通道中各个回波信号可以按照回波时间的先后顺序进行排列。
S105,基于每个接收通道的真实信号,得到每个接收通道的测距值。
在本实施例中,基于第i个接收通道的真实信号,得到第i个接收通道的测距值
具体的,若第i个接收通道的真实信号为1个,则使用该真实信号计算测距值。
可选的,若第i个接收通道中存在至少两个真实信号,确定真实信号中的信号强度最大值对应的真实信号;基于真实信号中的信号强度最大值对应的真实信号,所述第i个接收通道的测距值。
在本实施例中,若一个接收通道中存在至少两个真实信号,则比较各个真实信号的信号强度,得到信号强度最大的真实信号,利用信号强度最大的真实信号计算测距值。
可选的,若所述第i个接收通道中存在至少两个真实信号,确定所述真实信号中回波时间的最大值对应的真实信号;基于所述真实信号中回波时间的最大值对应的真实信号,得到所述第i个接收通道的测距值。
在本实施例中,若一个接收通道中存在至少两个真实信号,则比较各个真实信号的回波时间,得到回波时间最大的真实信号,利用回波时间最大的真实信号计算测距值。回波时间最大的真实信号为该接收通道最晚接收到的真实信号。
可选的,若所述第i个接收通道中存在至少两个真实信号,确定所述真实信号中回波时间的最小值对应的真实信号;基于所述真实信号中回波时间的最小值对应的真实信号,得到所述第i个接收通道的测距值
在本实施例中,若一个接收通道中存在至少两个真实信号,则比较各个真实信号的回波时间,得到回波时间最小的真实信号,利用回波时间最小的真实信号计算测距值。回波时间最小的真实信号为该接收通道最早接收到的真实信号。
本申请实施例中,本申请先获取每个激光发射器和其他激光发射器的扫描区域之间相互不干扰的最小距离;根据最小距离和获取的N个激光发射器的发射顺序,确定相邻两个激光发射器之间的发射时间间隔;控制N个激光发射器按照所述发射顺序及发射时间间隔依次发射激光信号。本申请采用不完全分时的发射方法控制激光发射器发射激光信号,可以减少各个接收通道之间的串扰,减少干扰信号的产生。
本申请还获取每个接收通道接收的各个回波信号的回波时间和回波强度,并根据回波时间和回波强度滤除回波信号中的干扰信号,得到每个接收通道的真实信号;基于每个接收通道的真实信号,得到每个接收通道的测距值。本申请通过对回波信号中的干扰信号的滤除,得到接收通道中的真实信号,本申请相较于现有技术利用真实信号和干扰信号共同计算测距值,本申请利用真实信号得到的测距值更准确。
完全分时发射指的是一个激光发射器发射激光信号后,在该激光发射器对应的主要的接收通道经过预设的计时区间后,另一个激光发射器再开始发射激光信号。本申请中两个激光发射器之间的发射时间间隔小于单个接收通道预设的计时区间,也就是本申请一个激光发射器发射激光信号后,在该激光发射器对应的主要的接收通道未接收到计时区间内所有反射回来的激光信号时,另一个激光发射器即可发射激光信号,因此,本申请中各个激光发射器采用的不完全分时的发射方法,本申请能够在不影响帧率的情况下降低电串扰及光串扰的概率,同时还可以节约了测距的时间。
在一种可能的实现方式中,步骤S102的实现过程可以包括:
将所述激光雷达中所述激光发射器的排列顺序作为N个激光发射器的发射顺序。基于相邻两个激光发射器之间的最小距离,确定相邻两个激光发射器之间的发射时间间隔。
如图2所示,在一种可能的实现方式中,步骤S102的实现过程可以包括:
S1021,将所述激光雷达中所述激光发射器的排列顺序作为N个激光发射器的发射顺序。
在本实施例中,N个激光发射器可以按照激光发射器在激光雷达中的排列顺序依次发射激光信号。
作为举例,如图3所示,若激光雷达中包括3个激光发射器,且3个激光发射器在激光雷达中的排列顺序为第1个激光发射器、第2个激光发射器和第3个激光发射器。3个激光发射器的发射顺序为第1个激光发射器先发射激光信号,第2个激光发射器第2个发射激光信号,第3个激光发射器最后发射激光信号。
S1022,根据N个激光发射器中每两个激光发射器之间相互不干扰的最小距离,确定所述每两个激光发射器之间的发射时间间隔,所有的所述发射时间间隔组成所述发射时间间隔集合。
在本实施例中,根据任一两个激光发射器之间互不干扰的最小距离,计算两个激光发射器之间的发射时间间隔。具体的发射时间间隔的计算方法参照上述所述,再次不再赘述。
作为举例,若扫描视场1为激光发射器1对应的扫描视场,扫描视场2为激光发射器2对应的扫描视场,扫描视场3为激光发射器3对应的扫描视场。扫描视场1和扫描视场2之间相互不干扰距离为15m,扫描视场1和扫描视场3之间相互不干扰距离为10m,扫描视场2和扫描视场3之间相互不干扰距离为15m。可以根据15m确定激光发射器1和激光发射器2之间的发射时间间隔,以及激光发射器2和激光发射器3之间的发射时间间隔,根据10m确定激光发射器1和激光发射器3之间的发射时间间隔。
S1023,确定所述发射时间间隔集合中的最大值,将所述最大值对应的所述发射时间间隔记为第一时间间隔。
在本实施例中,查找发射时间间隔集合中的最大值。
S1024,相邻两个激光发射器之间的发射时间间隔为所述第一时间间隔。
在本实施例中,将发射时间间隔集合中的最大的发射时间间隔作为相邻两个激光发射器发射激光信号的时间间隔。
在本实施例中,任一相邻两个激光发射器之间的发射时间间隔均相同。
作为举例,如图3所示,若激光雷达中包括3个激光发射器。3个激光发射器的发射顺序为第1个激光发射器先发射激光信号,第2个激光发射器第2个发射激光信号,第3个激光发射器最后发射激光信号。第2个激光发射器在第1个激光发射器发射第一时间间隔后发射激光信号。第3个激光发射器在第2个激光发射器发射第一时间间隔后发射激光信号。
本申请实施例中,将发射时间间隔集合中的最大值对应的发射时间间隔作为任一邻两个激光发射器之间的发射时间间隔,既保证了N各激光发射器之间的分时发射,也可以保证各个激光发射器在发射激光信号后的第一时间间隔后该激光发射器对应的主要的接收通道不会对其他接收通道造成干扰,减少了干扰信号的产生,同时也方便干扰信号的滤除。
如图4所示,在一种可能的实现方式中,若按照第一时间间隔发射激光信号,步骤S104的实现过程可以包括:
S1041,计算第i个接收通道中各个回波信号的回波时间与所述第i个激光发射器发射激光信号的时间的第一时间差。
在本实施例中,第i个接收通道为所述第i个激光发射器的主要的接收通道。
具体的,第i个接收通道中各个回波信号的回波时间减去第i个激光发射器发射激光信号的时间,得到第一时间差。
S1042,若第一时间差小于零,则滤除所述回波信号。
本实施例中,若第一时间差小于零,则将第一时间差小于0中回波时间对应的回波信号记为第二信号,滤除所述第二信号。需要注意的是,本实施例中虽然记载了将第一时间差小于0中回波时间对应的回波信号记为第二信号,仅是为了便于表述,并不表示将第一时间差小于0中回波时间对应的回波信号记为第二信号是必要的步骤;即,该步骤S1042想要表达的是,若第一时间差小于零,则滤除所述回波信号。鉴于相同的理由,下文中不再赘述。
可以理解,若第一时间差小于0,则确定该回波信号是在第i个激光发射器发射激光信号之前就已经产生的回波信号,该回波信号不是由第i个激光发射器发射的激光信号产生的回波信号,该回波信号为第i个接收通道中的干扰信号,则可以将该回波信号滤除。
作为举例,如图3所示,第2个接收通道中,回波信号a1与第2个激光发射器发射激光信号的第一时间差小于0,回波信号a1为干扰信号。
S1043,若第一时间差小于所述第一时间间隔,则将第一时间差小于所述第一时间间隔中回波时间对应的回波信号记为所述第i个接收通道的真实信号。
本实施例中,若第一时间差小于所述第一时间间隔,则将第一时间差小于所述第一时间间隔中回波时间对应的回波信号记为第三信号,所述第i个接收通道的真实信号包括所述第三信号。
可以理解,若第一时间差小于第一时间间隔,则确定该回波信号是在第i个激光发射器之后的激光发射器还未发射激光信号时得到的回波信号,则该回波信号为第i个接收通道的真实信号。
在本实施例中,第i个接收通道在第i个激光发射器发射激光信号后的第一时间间隔内对其他接收通道有干扰,在第i个激光发射器发射激光信号后的第一时间间隔后,第i个接收通道不会对其他接收通道造成干扰。
作为举例,如图3所示,第2个激光发射器与第3个激光发射器发射激光信号的时间差为100ns,在第2个激光发射器发射激光信号后的100ns内,第2个接收通道对其他接收通道有干扰。在第2个激光发射器发射激光信号后的100ns后,第2个接收通道对其他接收通道没有干扰。
第1个接收通道中,回波信号A1与第1个激光发射器发射激光信号的第一时间差小于第一时间间隔,回波信号A1为第1个接收通道的真实信号。
第2个接收通道中,回波信号B1与第2个激光发射器发射激光信号的第一时间差小于第一时间间隔,回波信号B1为第2个接收通道的真实信号。
S1044,若第一时间差大于所述第一时间间隔,则判断所述回波信号的回波时间是否在第j个激光发射器发射激光信号的时间后的第一时间间隔内。
本实施例中,若第一时间差大于所述第一时间间隔,则将第一时间差大于所述第一时间间隔中回波时间对应的回波信号记为第四信号。
可以理解,若第一时间差大于第一时间间隔,则该回波信号可能为第i个激光发射器之后的激光发射器对应接收通道对第i个接收通道的干扰产生的信号,因此该回波信号需要进一步判断是否为真实信号。
作为举例,如图3所示,第2个接收通道中,回波信号c1为第四信号。
S1045,当判定所述回波信号的回波时间在第j个激光发射器发射激光信号的时间后的第一时间间隔内时,则确定所述第j个接收通道的回波信号中是否存在所述回波信号的相关信号,其中,所述相关信号为第j个接收通道中回波时间与所述回波信号的回波时间的第一差值在第一预设范围内的回波信号,i<j≤N。
在本实施例中,若第四信号的回波时间在第j个激光发射器发射激光信号的时间后的第一个时间间隔内,确定第j个接收通道的回波信号中是否存在所述第四信号的相关信号。相关信号为第j个接收通道中回波时间与所述第四信号的回波时间的第一差值在第一预设范围内的回波信号。
在本实施例中,计算第四信号的回波时间与第j个接收通道的各个回波信号的回波时间的第一差值,确定第一差值是否在第一预设范围内,第一预设范围可以根据需要进行设置。若第一差值在第一预设范围内,则确定第一差值对应的第j个接收通道中的回波信号为第四信号的相关信号。
作为举例,若第j个接收通道中包括回波信号e和回波信号f。第四信号与回波信号e的回波时间的第一差值在第一预设范围内。第四信号与回波信号f的回波时间的第一差值不在第一预设范围内。回波信号e为第四信号的相关信号。
如图3所示,第3个接收通道中包括回波信号C1及C 2,回波信号C1与第二个接收通道中的信号c1的回波时间的第一差值在第一预设范围内,因此C1为第四信号c1的相关信号,回波信号C2与第四信号c1的回波时间的第一差值不在第一预设范围内,因此C2不是第四信号c1的相关信号。
S1046,若第j个接收通道的回波信号中存在所述回波信号的相关信号,则根据所述相关信号的信号强度和所述回波信号的信号强度,确定所述回波信号是否为所述第i个接收通道的真实信号。
在本实施例中,若第j个接收通道的回波信号中存在所述第四信号的相关信号,根据所述相关信号的信号强度和所述第四信号的信号强度,确定所述第四信号是否为第五信号,所述第i个接收通道的真实信号包括所述第五信号。
具体的,计算所述相关信号的信号强度减去所述第四信号的信号强度的第二差值;若所述第二差值大于第一预设值,所述第四信号不为所述第五信号。若所述第二差值小于或等于所述第一预设值,所述第四信号为所述第五信号。
在本实施例中,第一预设值可以根据需要进行设置。
在本实施例中,若所述第二差值大于第一预设值,则第四信号为干扰信号,滤除第四信号。若第二差值小于或等于所述第一预设值,则确定第四信号为真实信号。
作为举例,如图3所示,第2个接收通道中,回波信号c1在第3个激光发射器发射激光信号的时间后的第一个时间间隔内,第3个接收通道中的回波信号C1为第四信号c1的相关信号。计算第四信号c1与回波信号C1的信号强度的差值。根据信号强度的差值确定第四信号是否为真实信号。
S1047,当判定所述回波信号的回波时间不在任一目标激光发射器发射激光信号的时间后的第一时间间隔内时,则确定所述回波信号为所述第i个接收通道的真实信号;其中,所述目标激光发射器为第i+1个激光发射器至第N个激光发射器中的各个激光发射器。
在本实施例中,若第四信号的回波时间不在第i+1个激光发射器至第N个激光发射器中任一激光发射器发射激光信号的第一时间间隔内,确定第四信号为真实信号,保留该第四信号。
作为举例,如图3所示,第1个接收通道中的回波信号A2不在任一目标激光发射器发射激光信号的时间后的第一个时间间隔内,回波信号A2为第1个接收通道的真实信号。
如图5所示,在一种可能的实现方式中,步骤S102的实现过程可以包括:
S201,根据所述N个激光发射器中每两个激光发射器之间相互不干扰的最小距离,确定所述每两个激光发射器之间的发射时间间隔,所有的所述发射时间间隔组成所述发射时间间隔集合,将所述发射时间间隔集合中的每个发射时间间隔记为第二时间间隔。
S202,根据所述第二时间间隔,确定所述N个激光发射器发射激光信号的顺序。
具体的,可以将第二时间间隔小的两个激光发射器相邻启动。
作为举例,如图6所示,若在激光雷达中按顺序排列的第1个激光发射器与第2个激光发射器之间的第二时间间隔为100ns。第2个激光发射器与第3个激光发射器之间的第二时间为100ns。第1个激光发射器与第3个激光发射器之间的第二时间间隔为50ns。可以先启动第1个激光发射器,经过50ns后启动第3个激光发射器。第3个激光发射器启动100ns后再启动第2个激光发射器。第1个激光发射器与第2个激光发射器之间的时间间隔为150ns。
S203,根据所述N个激光发射器发射激光信号的顺序,确定相邻两个激光发射器之间的发射时间间隔。
在本实施例中,在确定了激光发射器发射激光信号的顺序后,可以根据第二时间间隔确定相邻两个激光发射器之间的发射时间间隔。
本申请实施例中,提供一种基于第二时间间隔确定的激光发射器发射激光信号的顺序的方法,使激光发射器的发射顺序的确定更多样。
在一种可能的实现方式中,若按照步骤S201中确定的发射时间间隔发射激光信号,步骤S104的实现过程可以包括:
S301,计算第i个接收通道中各个回波信号的回波时间与所述第i个激光发射器发射激光信号的时间的第一时间差,1≤i≤N,第i个接收通道为所述第i个激光发射器的主要的接收通道。
在本实施例中,本步骤与步骤S1041相同,请参照步骤S1041的说明,在此不再赘述。
S302,若第一时间差小于零,则滤除所述回波信号。
在本实施例中,将第一时间差小于0中回波时间对应的回波信号记为第二信号,滤除所述第二信号。
在本实施例中,本步骤与步骤S1042相同,请参照步骤S1042的说明,在此不再赘述。
作为举例,如图6中的,第2接收通道中的回波信号a1为第二信号。
S303,若第一时间差小于第三时间间隔,则将第一时间差小于所述第三时间间隔中回波时间对应的回波信号记为第i个接收通道的真实信号。
在本实施例中,将第一时间差小于所述第三时间间隔中回波时间对应的回波信号记为第三信号,第i接收通道的真实信号包括第三信号。
第三时间间隔为所述第i个激光发射器与所述第i激光发射器的下一次发射激光信号的激光发射器之间发射激光信号的时间差值。
作为举例,若第i个接收通道为第5个接收通道,第5个接收通道对应第5个激光发射器。在第5个激光发射器发射激光信号后,第8个激光发射器需要发射激光信号,则第三时间间隔为第5个激光发射器和第8个激光发射器之间发射激光信号的时间间隔。
在本实施例中,若回波信号与第i个激光发射器发射激光信号的时间的第一时间差小于第三时间间隔,则说明第i个接收通道接收到该信号时,在第i个激光发射器之后需要发射信号的激光发射器未发射激光信号,因此该信号不是其他接收通道对第i个接收通道的干扰信号,该回波信号为第i个接收通道的真实信号。
作为举例,如图6中的,第1接收通道中的回波信号A1为第三信号。
S304,若第一时间差大于第三时间间隔,则判断所述回波信号的回波时间是否在第j个激光发射器发射激光信号的时间后的第四时间间隔内。
在本实施例中,将第一时间差大于第三时间间隔中回波时间对应的回波信号记为第四信号。
在本实施例中,所述第四时间间隔为基于所述第i个激光发射器与所述第j个激光发射器之间相互不干扰的最小距离确定的发射时间间隔,i<j≤N。第四时间间隔为基于所述第i个激光发射器与所述第j个激光发射器之间的第二时间间隔。
S305,当判定所述回波信号的回波时间在第j个激光发射器发射激光信号的时间后的第四时间间隔内时,则确定所述第j个接收通道的回波信号中是否存在所述回波信号的相关信号。
在本实施例中,若所述第四信号的回波时间在第j个激光发射器发射激光信号的时间后的第四时间间隔内,确定所述第j个接收通道的回波信号中是否存在所述第四信号的相关信号。
在本实施例中,相关信号为第j个接收通道中回波时间与所述第四信号的回波时间的第一差值在第二预设范围内的回波信号。
在本实施例中,第二预设范围可以根据需要进行设置。在本实施例中,若第四信号的回波时间在第j个激光发射器发射激光信号的时间后的第四时间间隔内,说明第四信号有可能是第j个接收通道的干扰信号。需要根据第j个接收通道中的回波信号确定第四信号是否为干扰信号。
作为举例,如图6中的,第1接收通道中的回波信号b1为第四信号,且回波信号b1在第3个激光发射器发射激光信号的时间后的第四时间间隔内。
S306,若第j个接收通道的回波信号中存在所述回波信号的相关信号,根据所述相关信号的信号强度和所述回波信号的信号强度,确定所述回波信号是否为所述第i个接收通道的真实信号。
在本实施例中,本步骤与上述步骤S1046的实现过程相同,请参照步骤S1046的说明,在此不再赘述。
S307,当判断回波信号的回波时间不在任一目标激光发射器发射激光信号的时间后的第一时间间隔内时,确定所述回波信号为所述第i个接收通道的真实信号,其中,所述目标激光发射器为第i+1个激光发射器至第N个激光发射器中的各个激光发射器。
在本实施例中,本步骤与上述步骤S1047的实现过程相同,请参照步骤S1047的说明,在此不再赘述。
在一种可能的实现方式中,步骤S103的实现过程可以包括:
S401,基于第i个接收通道中回波信号的回波时间,得到第i个接收通道中的第一信号。
在本实施例中,先确定第i个激光发射器发射信号的时间。然后确定在第i个激光发射器发射信号的时间之前第i个接收通道中的回波信号,在第i个激光发射器发射信号的时间之前第i个接收通道中的回波信号为干扰信号,去除在第i个激光发射器发射信号的时间之前第i个接收通道中的回波信号,得到第一信号。第一信号为在第i个激光发射器发射信号之后第i个接收通道接收的回波信号。
作为举例,若第2个激光发射器发射信号的时间为A。第2个接收通道中在时间A之前的回波信号为a,在时间A之后的回波信号为b,则回波信号b为第一信号。
S402,将第一信号中信号强度最大的第一信号作为第i个接收通道中的真实信号。
具体的,若第一信号为一个,则该第一信号为第i个接收通道中的真实信号。
作为举例,若第一信号包括a、b和c,b为a、b和c中信号强度最大的回波信号,则b为第i个接收通道中的真实信号。
在一种可能的实现方式中,上述方法还可以包括:
S501,若第i个接收通道的测距值小于第一预设距离值,根据所述第i个接收通道的测距值所在的距离区间,确定所述第i个接收通道的测距值对应的激光功率。
在本实施例中,不同的距离区间对应不同的激光功率。
在本实施例中,第一预设距离值可以根据需要进行设置。不同的距离区间对应不同的激光功率。测距值与激光功率成正相关。
S502,将所述第i个激光发射器的发射功率调小为所述第i个接收通道的测距值对应的激光功率,利用调整激光功率后的激光雷达进行测距。
在本实施例中,若第i个接收通道的测距值小于第一预设距离值,则可以将第i个接收通道的激光功率调小,以便于第i个接收通道再次发射激光信号时降低不同接收通道之间的光串扰和电串扰,同时可以缩短时间间隔。
在一种可能的实现方式中,上述方法还可以包括:
S601,若第i个接收通道的测距值小于第二预设距离值,根据所述第i个接收通道的测距值所在的距离区间,确定所述第i个接收通道的测距值对应的偏压。
在本实施例中,不同的距离区间对应不同的偏压。第二预设距离值可以根据需要进行设置。不同的距离区间对应不同的偏压。测距值与偏压成正相关。
S602,将所述第i个接收通道对应的探测器的偏压调小为所述第i个接收通道的测距值对应的偏压,利用调整偏压后的激光雷达进行测距。
在本实施例中,在第i个接收通道的测距值小于第二预设距离值时,将第i个接收通道的偏压调小,可以降低各个接收通道对应的探测器的工作电压,从而降低接收通道之间的光串扰和电串扰。
在一种可能的实现方式中,在第i个接收通道的测距值小于第二预设距离值时,减小各个激光发射器的光斑发散角以及光斑的光晕,从而减小光串扰的影响。
应理解,上述实施例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例的实施过程构成任何限定。
对应于上文实施例所述的激光雷达的测距方法,本申请实施例提供激光雷达,如图7所示,激光雷达包括N个激光发射器和处理器700,每个激光发射器对应一个主要的接收通道,所述接收通道用于接收所述激光发射器发射的信号经过障碍物反射的回波信号,N≥2。
参照图7,该处理器700可以包括:数据获取模块710、间隔确定模块720、控制模块730、回波处理模块740和计算模块750。
其中,数据获取模块710用于获取每个所述激光发射器和其他激光发射器的扫描区域之间相互不干扰的最小距离。
间隔确定模块720用于根据所述最小距离,确定所述N个激光发射器的发射顺序及相邻两个激光发射器之间的发射时间间隔,其中,所述发射时间间隔小于单个接收通道预设的计时区间,所述相邻两个激光发射器为在所述发射顺序上相邻的激光发射器。
控制模块730用于控制所述N个激光发射器按照所述发射顺序及所述发射时间间隔依次发射激光信号。
回波处理模块740用于获取每个接收通道接收的各个回波信号的回波时间和回波强度,并根据所述回波时间和回波强度滤除所述回波信号中的干扰信号,得到所述每个接收通道的真实信号。
计算模块750用于基于每个接收通道的真实信号,得到每个接收通道的测距值。
在一种可能的实现方式中,间隔确定模块720具体可以用于:
将所述激光雷达中所述激光发射器的排列顺序作为所述N个激光发射器的发射顺序;
根据所述N个激光发射器中每两个激光发射器之间相互不干扰的最小距离,确定所述每两个激光发射器之间的发射时间间隔,所有的所述发射时间间隔组成所述发射时间间隔集合;
确定所述发射时间间隔集合中的最大值,将所述最大值对应的所述发射时间间隔记为第一时间间隔;
相邻两个激光发射器之间的发射时间间隔为所述第一时间间隔。
在一种可能的实现方式中,回波处理模块740具体可以用于:
计算第i个接收通道中各个回波信号的回波时间与所述第i个激光发射器发射激光信号的时间的第一时间差,1≤i≤N,第i个接收通道为所述第i个激光发射器的主要的接收通道;
若第一时间差小于零,则滤除所述回波信号;
若第一时间差小于所述第一时间间隔,则将第一时间差小于所述第一时间间隔中回波时间对应的回波信号记为所述第i个接收通道的真实信号;
若第一时间差大于所述第一时间间隔,则判断所述回波信号的回波时间是否在第j个激光发射器发射激光信号的时间后的第一时间间隔内;
当判定所述回波信号的回波时间在第j个激光发射器发射激光信号的时间后的第一时间间隔内时,则确定所述第j个接收通道的回波信号中是否存在所述回波信号的相关信号,其中,所述相关信号为第j个接收通道中回波时间与所述回波信号的回波时间的第一差值在第一预设范围内的回波信号,i<j≤N;
若第j个接收通道的回波信号中存在所述回波信号的相关信号,根据所述相关信号的信号强度和所述回波信号的信号强度,确定所述回波信号是否为所述第i个接收通道的真实信号;
当判断回波信号的回波时间不在任一目标激光发射器发射激光信号的时间后的第一时间间隔内时,确定所述回波信号为所述第i个接收通道的真实信号,其中,所述目标激光发射器为第i+1个激光发射器至第N个激光发射器中的各个激光发射器。
在一种可能的实现方式中,回波处理模块740具体可以用于:
计算所述相关信号的信号强度减去所述回波信号的信号强度的第二差值;
若所述第二差值大于第一预设值,所述回波信号不是所述第i个接收通道的真实信号;
若所述第二差值小于或等于所述第一预设值,所述回波信号为所述第i个接收通道的真实信号。
在一种可能的实现方式中,间隔确定模块720具体可以用于:
根据所述N个激光发射器中每两个激光发射器之间相互不干扰的最小距离,确定所述每两个激光发射器之间的发射时间间隔,所有的所述发射时间间隔组成所述发射时间间隔集合,将所述发射时间间隔集合中的每个发射时间间隔记为第二时间间隔;
根据所述第二时间间隔,确定所述N个激光发射器发射激光信号的顺序;
根据所述N个激光发射器发射激光信号的顺序,确定所述相邻两个激光发射器之间的发射时间间隔。
在一种可能的实现方式中,回波处理模块740具体可以用于:
计算第i个接收通道中各个回波信号的回波时间与所述第i个激光发射器发射激光信号的时间的第一时间差,1≤i≤N,第i个接收通道为所述第i个激光发射器的主要的接收通道;
若第一时间差小于零,则滤除所述回波信号;
若第一时间差小于第三时间间隔,则将第一时间差小于所述第三时间间隔中回波时间对应的回波信号记为所述第i个接收通道的真实信号,所述第三时间间隔为所述第i个激光发射器与所述第i激光发射器的下一个发射激光信号的激光发射器之间发射激光信号的时间差值;
若第一时间差大于所述第三时间间隔,则判断所述回波信号的回波时间是否在第j个激光发射器发射激光信号的时间后的第四时间间隔内,所述第四时间间隔为基于所述第i个激光发射器与所述第j个激光发射器之间相互不干扰的最小距离确定的发射时间间隔,i<j≤N;
当判断回波信号的回波时间在第j个激光发射器发射激光信号的时间后的第二时间间隔内时,确定所述第j个接收通道的回波信号中是否存在所述回波信号的相关信号,其中,所述相关信号为第j个接收通道中回波时间与所述回波信号的回波时间的第一差值在第二预设范围内的回波信号;
若第j个接收通道的回波信号中存在所述回波信号的相关信号,根据所述相关信号的信号强度和所述回波信号的信号强度,确定所述回波信号是否为所述第i个接收通道的真实信号;
当判定所述回波信号的回波时间不在任一目标激光发射器发射激光信号的时间后的第一时间间隔内时,确定所述回波信号为所述第i个接收通道的真实信号,其中,所述目标激光发射器为第i+1个激光发射器至第N个激光发射器中的各个激光发射器。
在一种可能的实现方式中,回波处理模块740具体可以用于:
基于所述第i个接收通道中回波信号的所述回波时间,得到所述第i个接收通道中的第一信号,其中,所述第一信号为在所述第i个激光发射器发射激光信号之后所述第i个接收通道接收的回波信号,1≤i≤N,第i个接收通道为所述第i个激光发射器的主要的接收通道;
将所述第一信号中信号强度最大的第一信号作为所述第i个接收通道中的真实信号。
在一种可能的实现方式中,计算模块750具体可以用于:
若所述第i个接收通道中存在至少两个真实信号,确定所述真实信号中的信号强度最大值对应的真实信号;
基于所述真实信号中的信号强度最大值对应的真实信号,得到所述第i个接收通道的测距值。
在一种可能的实现方式中,计算模块750具体可以用于:
若所述第i个接收通道中存在至少两个真实信号,确定所述真实信号中回波时间的最大值对应的真实信号;以及,
基于所述真实信号中回波时间的最大值对应的真实信号,得到所述第i个接收通道的测距值;
或,
若所述第i个接收通道中存在至少两个真实信号,确定所述真实信号中回波时间的最小值对应的真实信号;以及,
基于所述真实信号中回波时间的最小值对应的真实信号,得到所述第i个接收通道的测距值。
在一种可能的实现方式中,上述处理器700具体可以包括:
功率确定模块,用于若第i个接收通道的测距值小于第一预设距离值,根据所述第i个接收通道的测距值所在的距离区间,确定所述第i个接收通道的测距值对应的激光功率,其中,不同的距离区间对应不同的激光功率;
功率调整模块,用于将所述第i个激光发射器的发射功率调小为所述第i个接收通道的测距值对应的激光功率,利用调整激光功率后的激光雷达进行测距。
在一种可能的实现方式中,上述处理器700具体可以包括:
偏压计算模块,用于若第i个接收通道的测距值小于第二预设距离值,根据所述第i个接收通道的测距值所在的距离区间,确定所述第i个接收通道的测距值对应的偏压,其中,不同的距离区间对应不同的偏压;
偏压调整模块,用于将所述第i个接收通道对应的探测器的偏压调小为所述第i个接收通道的测距值对应的偏压,利用调整偏压后的激光雷达进行测距。
需要说明的是,上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容,由于与本申请方法实施例基于同一构思,其具体功能及带来的技术效果,具体可参见方法实施例部分,此处不再赘述。
本申请实施例还提供了一种激光雷达,参见图8,该激光雷达800可以包括:至少一个处理器810、存储器820以及存储在所述存储器820中并可在所述至少一个处理器810上运行的计算机程序,所述处理器810执行所述计算机程序时实现上述任意各个方法实施例中的步骤,例如图1所示实施例中的步骤S101至步骤S105。或者,处理器810执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能,例如图7所示模块710至750的功能。
示例性的,计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元,一个或者多个模块/单元被存储在存储器820中,并由处理器810执行,以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序段,该程序段用于描述计算机程序在激光雷达800中的执行过程。
本领域技术人员可以理解,图8仅仅是激光雷达的示例,并不构成对激光雷达的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件,例如输入输出设备、网络接入设备、总线等。
处理器810可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器820可以是激光雷达的内部存储单元,也可以是激光雷达的外部存储设备,例如插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。所述存储器820用于存储所述计算机程序以及激光雷达所需的其他程序和数据。所述存储器820还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元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。
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例方法中的全部或部分流程,也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一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被一个或多个处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。
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例方法中的全部或部分流程,也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一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被一个或多个处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。
同样,作为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例中的步骤。
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可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random AccessMemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是,所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减,例如在某些司法管辖区,根据立法和专利实践,计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例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例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例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)
1.一种激光雷达的测距方法,其特征在于,所述激光雷达包括N个激光发射器,每个激光发射器对应一个主要的接收通道,所述接收通道用于接收所述激光发射器发射的信号经过障碍物反射的回波信号,N≥2;
所述方法包括:
获取每个所述激光发射器和其他激光发射器的扫描区域之间相互不干扰的最小距离;
根据所述最小距离和获取的所述N个激光发射器的发射顺序,确定相邻两个激光发射器之间的发射时间间隔,其中,所述发射时间间隔小于单个接收通道预设的计时区间,所述相邻两个激光发射器为在所述发射顺序上相邻的激光发射器;
控制所述N个激光发射器按照所述发射顺序及所述发射时间间隔依次发射激光信号;
获取每个接收通道接收的各个回波信号的回波时间和回波强度,并根据所述回波时间和所述回波强度滤除所述回波信号中的干扰信号,得到所述每个接收通道的真实信号;
基于每个接收通道的真实信号,得到每个接收通道的测距值。
2.如权利要求1所述的激光雷达的测距方法,其特征在于,所述根据所述最小距离和获取的所述N个激光发射器的发射顺序,确定相邻两个激光发射器之间的发射时间间隔,包括:
将所述激光雷达中所述激光发射器的排列顺序作为所述N个激光发射器的发射顺序;
根据所述N个激光发射器中每两个激光发射器之间相互不干扰的最小距离,确定所述每两个激光发射器之间的发射时间间隔,所有的所述发射时间间隔组成所述发射时间间隔集合;
确定所述发射时间间隔集合中的最大值,将所述最大值对应的所述发射时间间隔记为第一时间间隔;
相邻两个激光发射器之间的发射时间间隔为所述第一时间间隔。
3.如权利要求2所述的激光雷达的测距方法,其特征在于,所述根据所述回波时间和所述回波强度滤除所述回波信号中的干扰信号,得到所述每个接收通道的真实信号,包括:
计算第i个接收通道中各个回波信号的回波时间与所述第i个激光发射器发射激光信号的时间的第一时间差,1≤i≤N,第i个接收通道为所述第i个激光发射器的主要的接收通道;
若第一时间差小于零,则滤除所述回波信号;
若第一时间差小于所述第一时间间隔,则将第一时间差小于所述第一时间间隔中回波时间对应的回波信号记为所述第i个接收通道的真实信号;
若第一时间差大于所述第一时间间隔,则判断所述回波信号的回波时间是否在第j个激光发射器发射激光信号的时间后的第一时间间隔内;
当判定所述回波信号的回波时间在第j个激光发射器发射激光信号的时间后的第一时间间隔内时,则确定所述第j个接收通道的回波信号中是否存在所述回波信号的相关信号,其中,所述相关信号为第j个接收通道中回波时间与所述回波信号的回波时间的第一差值在第一预设范围内的回波信号,i<j≤N;
若第j个接收通道的回波信号中存在所述回波信号的相关信号,则根据所述相关信号的信号强度和所述回波信号的信号强度,确定所述回波信号是否为所述第i个接收通道的真实信号;
当判定所述回波信号的回波时间不在任一目标激光发射器发射激光信号的时间后的第一时间间隔内时,则确定所述回波信号为所述第i个接收通道的真实信号;其中,所述目标激光发射器为第i+1个激光发射器至第N个激光发射器中的各个激光发射器。
4.如权利要求3所述的激光雷达的测距方法,其特征在于,所述根据相关信号的信号强度和所述回波信号的信号强度,确定所述回波信号是否为所述第i个接收通道的真实信号,包括:
计算所述相关信号的信号强度减去所述回波信号的信号强度的第二差值;
若所述第二差值大于第一预设值,则所述回波信号不是所述第i个接收通道的真实信号;
若所述第二差值小于或等于所述第一预设值,则所述回波信号为所述第i个接收通道的真实信号。
5.如权利要求1所述的激光雷达的测距方法,其特征在于,所述根据所述最小距离和获取的所述N个激光发射器的发射顺序,确定相邻两个激光发射器之间的发射时间间隔,包括:
根据所述N个激光发射器中每两个激光发射器之间相互不干扰的最小距离,确定所述每两个激光发射器之间的发射时间间隔,所有的所述发射时间间隔组成所述发射时间间隔集合,将所述发射时间间隔集合中的每个发射时间间隔记为第二时间间隔;
根据所述第二时间间隔,确定所述N个激光发射器发射激光信号的顺序;
根据所述N个激光发射器发射激光信号的顺序,确定所述相邻两个激光发射器之间的发射时间间隔。
6.如权利要求5所述的激光雷达的测距方法,其特征在于,所述根据所述回波时间和回波强度滤除所述回波信号中的干扰信号,得到所述每个接收通道的真实信号,包括:
计算第i个接收通道中各个回波信号的回波时间与所述第i个激光发射器发射激光信号的时间的第一时间差,1≤i≤N,第i个接收通道为所述第i个激光发射器的主要的接收通道;
若第一时间差小于零,则滤除所述回波信号;
若第一时间差小于第三时间间隔,则将第一时间差小于所述第三时间间隔中回波时间对应的回波信号记为所述第i个接收通道的真实信号,所述第三时间间隔为所述第i个激光发射器与所述第i激光发射器的下一个发射激光信号的激光发射器之间发射激光信号的时间差值;
若第一时间差大于所述第三时间间隔,则判断所述回波信号的回波时间是否在第j个激光发射器发射激光信号的时间后的第四时间间隔内,所述第四时间间隔为基于所述第i个激光发射器与所述第j个激光发射器之间相互不干扰的最小距离确定的发射时间间隔,i<j≤N;
当判定所述回波信号的回波时间在第j个激光发射器发射激光信号的时间后的第四时间间隔内时,则确定所述第j个接收通道的回波信号中是否存在所述回波信号的相关信号,其中,所述相关信号为第j个接收通道中回波时间与所述回波信号的回波时间的第一差值在第二预设范围内的回波信号;
若第j个接收通道的回波信号中存在所述回波信号的相关信号,则根据所述相关信号的信号强度和所述回波信号的信号强度,确定所述回波信号是否为所述第i个接收通道的真实信号;
当判定所述回波信号的回波时间不在任一目标激光发射器发射激光信号的时间后的第一时间间隔内时,则确定所述回波信号为所述第i个接收通道的真实信号;其中,所述目标激光发射器为第i+1个激光发射器至第N个激光发射器中的各个激光发射器。
7.如权利要求1所述的激光雷达的测距方法,其特征在于,所述根据所述回波时间和所述回波强度滤除所述回波信号中的干扰信号,得到所述每个接收通道的真实信号,包括:
基于第i个接收通道中回波信号的所述回波时间,得到所述第i个接收通道中的第一信号,其中,所述第一信号为在所述第i个激光发射器发射激光信号之后所述第i个接收通道接收的回波信号,1≤i≤N,第i个接收通道为所述第i个激光发射器的主要的接收通道;
将所述第一信号中信号强度最大的第一信号作为所述第i个接收通道中的真实信号。
8.如权利要求1至6任一项所述的激光雷达的测距方法,其特征在于,所述基于每个接收通道的真实信号,得到每个接收通道的测距值,包括:
若第i个接收通道中存在至少两个真实信号,确定所述真实信号中的信号强度最大值对应的真实信号;
基于所述真实信号中的信号强度最大值对应的真实信号,得到所述第i个接收通道的测距值。
9.如权利要求1至6任一项所述的激光雷达的测距方法,其特征在于,所述基于所述第i个接收通道的真实信号,得到所述第i个接收通道的测距值,包括:
若第i个接收通道中存在至少两个真实信号,确定所述真实信号中回波时间的最大值对应的真实信号;以及,基于所述真实信号中回波时间的最大值对应的真实信号,得到所述第i个接收通道的测距值;
或,
若所述第i个接收通道中存在至少两个真实信号,确定所述真实信号中回波时间的最小值对应的真实信号;以及,基于所述真实信号中回波时间的最小值对应的真实信号,得到所述第i个接收通道的测距值。
10.如权利要求1所述的激光雷达的测距方法,其特征在于,所述方法还包括:
若第i个接收通道的测距值小于第一预设距离值,根据所述第i个接收通道的测距值所在的距离区间,确定所述第i个接收通道的测距值对应的激光功率,其中,不同的距离区间对应不同的激光功率;
将所述第i个激光发射器的发射功率调小为所述第i个接收通道的测距值对应的激光功率,利用调整激光功率后的激光雷达进行测距。
11.如权利要求1所述的激光雷达的测距方法,其特征在于,所述方法还包括:
若第i个接收通道的测距值小于第二预设距离值,根据所述第i个接收通道的测距值所在的距离区间,确定所述第i个接收通道的测距值对应的偏压,其中,不同的距离区间对应不同的偏压;
将所述第i个接收通道对应的探测器的偏压调小为所述第i个接收通道的测距值对应的偏压,利用调整偏压后的激光雷达进行测距。
12.一种激光雷达,其特征在于,所述激光雷达包括N个激光发射器和处理器,每个激光发射器对应一个主要的接收通道,所述接收通道用于接收所述激光发射器发射的信号经过障碍物反射的回波信号,N≥2;
所述处理器包括:
数据获取模块,用于获取每个所述激光发射器和其他激光发射器的扫描区域之间相互不干扰的最小距离;
间隔确定模块,用于根据所述最小距离,确定所述N个激光发射器的发射顺序及相邻两个激光发射器之间的发射时间间隔,其中,所述发射时间间隔小于单个接收通道预设的计时区间,所述相邻两个激光发射器为在所述发射顺序上相邻的激光发射器;
控制模块,用于控制所述N个激光发射器按照所述发射顺序及所述发射时间间隔依次发射激光信号;
回波处理模块,用于获取每个接收通道接收的各个回波信号的回波时间和回波强度,并根据所述回波时间和所述回波强度滤除所述回波信号中的干扰信号,得到所述每个接收通道的真实信号;
计算模块,用于基于每个接收通道的真实信号,得到每个接收通道的测距值。
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- 2021-12-25 CN CN202111605825.2A patent/CN116338643A/zh active Pending
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