CN116601518A - 激光雷达控制方法、装置、激光雷达及存储介质 - Google Patents
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Abstract
一种激光雷达控制方法,激光雷达是同轴激光雷达,方法包括:控制激光雷达以第一档位发射光脉冲,并接收光脉冲对应的回波信号;若在光脉冲的时间窗口内仅接收到一个回波信号,将激光雷达切换至第二档位,使激光雷达以第二档位发射下一个光脉冲;第二档位对应的激光发射功率和/或接收电路的放大倍数低于第一档位。解决被测物体反射的目标信号和激光雷达自身反射的干扰信号融合后超出接收系统的线性动态范围,导致无法还原出目标信号的技术问题;另一种激光雷达控制方法,激光雷达包括多个通道,多个通道同时进行光脉冲的发射和回波信号的接收,方法包括:控制激光雷达的多个通道均以第一功率发射光脉冲;若在预留的时间段内多个通道均未接收到自身通道发射的光脉冲对应的回波信号,控制激光雷达的多个通道均以第二功率发射下一个光脉冲;其中,第一功率小于第二功率。
Description
本申请涉及激光雷达技术领域,尤其涉及一种激光雷达控制方法、装置、激光雷达和计算机可读存储介质。
激光雷达是一种光学测距设备,其可以主动向被测物体发射光脉冲,并获取被测物体反射回来的光脉冲对应的回波信号。根据发射光脉冲的时刻与接收到回波信号的时刻之间的时间差,可以计算出被测物体与激光雷达之间的深度信息。根据发射该光脉冲时已知的出射方向,可以获得被测物体相对于激光雷达的角度信息。结合测得的深度信息和角度信息,可以获得该光脉冲所到达位置对应的点云点。通过对不同的方向分别发射光脉冲,可以获得当前场景对应的点云,重建被测物体相对于激光雷达的空间三维信息,这里,点云即多个所述点云点的集合。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例提供了一种激光雷达控制方法、装置、激光雷达和计算机可读存储介质,目的之一是解决被测物体反射的目标信号和激光雷达自身反射的干扰信号融合后超出接收系统的线性动态范围,导致无法还原出目标信号的技术问题。
本申请实施例第一方面提供一种激光雷达控制方法,应用于同轴激光雷达,所述方法包括:
控制所述激光雷达以第一档位发射光脉冲,并接收所述光脉冲对应的回波信号;
若在所述光脉冲的时间窗口内仅接收到一个回波信号,将所述激光雷达切换至第二档位,使所述激光雷达以所述第二档位发射下一个光脉冲;
其中,所述第二档位对应的激光发射功率低于所述第一档位对应的激光发射功率,和/或,所述第二档位对应的接收电路的放大倍数低于所述第一档位对应的接收电路的放大倍数。
本申请实施例第二方面提供一种激光雷达控制方法,所述激光雷达包括多个通道, 所述多个通道同时进行光脉冲的发射和回波信号的接收,所述方法包括:
控制所述激光雷达的所述多个通道均以第一功率发射光脉冲;
若在预留的时间段内所述多个通道均未接收到自身通道发射的光脉冲对应的回波信号,控制所述激光雷达的所述多个通道均以第二功率发射下一个光脉冲;
其中,所述第一功率小于所述第二功率。
本申请实施例第三方面提供一种激光雷达控制装置,所述激光雷达为同轴激光雷达,所述装置包括:处理器和存储有计算机程序的存储器,所述处理器在执行所述计算机程序时实现以下步骤:
控制所述激光雷达以第一档位发射光脉冲,并接收所述光脉冲对应的回波信号;
若在所述光脉冲的时间窗口内仅接收到一个回波信号,将所述激光雷达切换至第二档位,使所述激光雷达以所述第二档位发射下一个光脉冲;
其中,所述第二档位对应的激光发射功率低于所述第一档位对应的激光发射功率,和/或,所述第二档位对应的接收电路的放大倍数低于所述第一档位对应的接收电路的放大倍数。
本申请实施例第四方面提供一种激光雷达控制装置,所述激光雷达包括多个通道,所述多个通道同时进行光脉冲的发射和回波信号的接收,所述装置包括:处理器和存储有计算机程序的存储器,所述处理器在执行所述计算机程序时实现以下步骤:
控制所述激光雷达的所述多个通道均以第一功率发射光脉冲;
若在预留的时间段内所述多个通道均未接收到自身通道发射的光脉冲对应的回波信号,控制所述激光雷达的所述多个通道均以第二功率发射下一个光脉冲;
其中,所述第一功率小于所述第二功率。
本申请实施例第五方面提供一种激光雷达,包括:
光源,用于发射光脉冲序列;
光学系统,用于调整光脉冲的出射方向;
接收电路,用于接收光脉冲对应的回波信号;
所述激光雷达的发射光路和接收光路部分相同;
处理器和存储有计算机程序的存储器,所述处理器在执行所述计算机程序时实现以下步骤:
控制所述激光雷达以第一档位发射光脉冲,并接收所述光脉冲对应的回波信号;
若在所述光脉冲的时间窗口内仅接收到一个回波信号,将所述激光雷达切换至第二档位,使所述激光雷达以所述第二档位发射下一个光脉冲;
其中,所述第二档位对应的激光发射功率低于所述第一档位对应的激光发射功率,和/或,所述第二档位对应的接收电路的放大倍数低于所述第一档位对应的接收电路的放大倍数。
本申请实施例第六方面提供一种激光雷达,包括:
多个通道,每个通道包括一个光源和一个接收电路,所述光源用于发射光脉冲序列,所述接收电路用于接收其所在通道的光脉冲对应的回波信号,所述多个通道同时进行光脉冲的发射和回波信号的接收;
光学系统,用于调整光脉冲的出射方向;
处理器和存储有计算机程序的存储器,所述处理器在执行所述计算机程序时实现以下步骤:
控制所述激光雷达的所述多个通道均以第一功率发射光脉冲;
若在预留的时间段内所述多个通道均未接收到自身通道发射的光脉冲对应的回波信号,控制所述激光雷达的所述多个通道均以第二功率发射下一个光脉冲;
其中,所述第一功率小于所述第二功率。
本申请实施例第七方面提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读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本申请实施例提供任一种方法。
本申请实施例提供的激光雷达控制方法,在激光雷达以第一档位发射光脉冲时,若在光脉冲的时间窗口内仅接收到的一个回波信号,则可以控制激光雷达切换到第二档位,以第二档位发射下一个光脉冲。由于第二档位的激光发射功率和/或接收电路的放大倍数较低,因此被测物体反射的目标信号的强度也较低,该目标信号与干扰信号融合后不会超出激光雷达的接收系统的线性动态范围,即融合后的回波信号不会发生畸变,从而,可以利用该真实的融合后的回波信号还原出真实的目标信号,计算出准确的被测物体的距离,大大改善激光雷达的近距离盲区问题。
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是本申请实施例提供的同轴激光雷达的结构示意图。
图2是本申请实施例提供的干扰信号和目标信号的产生原理图。
图3A是本申请实施例提供的目标信号与干扰信号未融合的示意图。
图3B是本申请实施例提供的目标信号与干扰信号融合的示意图。
图4是本申请实施例提供的激光雷达控制方法的流程图。
图5是本申请实施例提供的另一激光雷达控制方法的流程图。
图6是本申请实施例提供的激光雷达控制装置的结构示意图。
图7是本申请实施例提供的多通道激光雷达的结构示意图。
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
激光雷达是一种光学测距设备,其可以主动向被测物体发射光脉冲,并获取被测物体反射回来的光脉冲对应的回波信号。根据发射光脉冲的时刻与接收到回波信号的时刻之间的时间差,可以计算出被测物体与激光雷达之间的深度信息。根据发射该光脉冲时已知的出射方向,可以获得被测物体相对于激光雷达的角度信息。结合测得的深度信息和角度信息,可以获得该光脉冲所到达位置对应的点云点。通过对不同的方向分别发射光脉冲,可以获得当前场景对应的点云,重建被测物体相对于激光雷达的空间三维信息,这里,点云即多个所述点云点的集合。
激光雷达通常包括发射光路和接收光路,激光雷达可以是同轴激光雷达,发射光路和接收光路可以部分相同,即发射出去的光脉冲所经过的路径与反射回来的回波信号所经过的路径部分相同。可以参考图1,图1是本申请实施例提供的同轴激光雷达的结构示意图。其中,光源用于发射光脉冲序列,发射出去的光脉冲经过光学系统,在光学系统的折射下朝不同的方向出射,并在到达被测物体后发生反射。反射回来的回波信号经过部分相同的光路到达接收电路,接收电路将采集的信号传输给处理器进行分析和处理。
由于同轴激光雷达的发射光路和接收光路部分相同,因此,在同轴激光雷达发射一束光脉冲后,激光雷达的接收电路可能接收到该光脉冲对应的两种回波信号,其中 第一种回波信号是由激光雷达自身反射的回波信号,由于该自身反射的回波信号无益于被测物体的距离测量,因此可以称为干扰信号,第二种回波信号是由被测物体反射的回波信号,其可以用于计算被测物体的距离,因此可以将该回波信号称为目标信号。
可以参考图2,图2是本申请实施例提供的干扰信号和目标信号的产生原理图。其中,干扰信号是激光雷达自身的光学系统反射的回波信号,干扰信号的产生与激光雷达的光学系统的材料、制造、安装等因素相关。所谓光学系统,在一种实施方式中,至少可以包括光路上的光学器件,如透镜、棱镜、出光窗口的玻璃等等,在一种实施方式中,还可以包括用于支撑这些光学器件的支撑件。
在激光雷达进行测距时,若某个方向存在被测物体,则根据被测物体距离的不同,干扰信号与目标信号可能发生融合,也可能不发生融合。可以理解的,目标信号的接收时间与被测物体的距离正相关,被测物体的距离越远,则目标信号的接收时间越晚,被测物体的距离越近,则目标信号的接收时间越早。干扰信号的接收时间则相对固定,通常是在时间窗口的前期。因此,当被测物体的距离较远时,目标信号与干扰信号的接收时间可以错开(如图3A所示),此时可以利用在后接收到的目标信号,计算出准确的被测物体的距离。但当被测物体的距离较近时,目标信号与干扰信号的接收时间相近,因此目标信号与干扰信号将会发生融合(如图3B所示),导致无法测出准确的被测物体的距离。
对于目标信号与干扰信号发生融合导致测距精度大大下降的问题,在一种实施方式中,可以通过还原目标信号的方式解决。具体的,可以预先标定不同出射方向对应的干扰信号,则在对某个出射方向进行探测时,可以根据预先标定的对应关系,确定该出射方向对应的干扰信号。此时,即便接收到的回波信号是干扰信号和目标信号融合的结果,也可以利用标定的干扰信号从接收到的回波信号中还原出目标信号,从而可以计算出准确的被测物体的距离。
通过上述方式可以大大改善激光雷达的近处盲区,但还存在需要解决的问题,具体而言,激光雷达的接收系统的线性动态范围是有限的,而激光雷达自身反射的干扰信号的强度较大,近距离的被测物体反射的目标信号的强度也较大,当干扰信号和目标信号融合后,融合后的回波信号的强度将超出系统的线性动态范围,造成接收到的回波信号产生非线性的畸变。如此,即便预先标定了准确的干扰信号,也无法利用接收到的已经发生畸变的回波信号还原出真实的目标信号。
为解决上述问题,本申请实施例提供了一种激光雷达控制方法,该方法应用于发射光路与接收光路是部分相同的同轴激光雷达,可以参考图4,图4是本申请实施例 提供的激光雷达控制方法的流程图,该方法可以包括以下步骤:
S402、控制激光雷达以第一档位发射光脉冲,并接收光脉冲对应的回波信号。
S404、若在光脉冲的时间窗口内仅接收到一个回波信号,将激光雷达切换至第二档位,使激光雷达以第二档位发射下一个光脉冲。
上述的第一档位与第二档位在激光发射功率和/或接收电路的放大倍数上有所区别。具体的,第二档位对应的激光发射功率低于第一档位对应的激光发射功率,和/或,第二档位对应的接收电路的放大倍数低于第一档位对应的接收电路的放大倍数。
可以理解的,激光雷达发射光脉冲时采用的激光发射功率越高,则接收到的光脉冲对应的回波信号的强度也会越高,即激光发射功率与回波信号的强度是正相关的。而激光雷达在探测时采用的接收电路的放大倍数越高,则接收到的回波信号的强度也越高(因为被放大了更多),即接收电路的放大倍数也与回波信号的强度正相关。
由于第一档位在激光发射功率和/或接收电路的放大倍数上高于第二档位,因此当激光雷达以第一档位发射光脉冲时,被测物体反射回来的目标信号的强度是比较大的。此时,若在光脉冲的时间窗口内仅接收到一个回波信号,即意味着可能发生以下两种情况的其中一种,第一种情况是,被测物体的距离较近,被测物体反射的目标信号和激光雷达自身反射的干扰信号发生了融合,从而接收到的回波信号的数量仅有一个;第二种情况是,当前光脉冲的出射方向上不存在被测物体,反射回来的回波信号中并不包括被测物体反射的目标信号,即接收到的回波信号仅为干扰信号。
在一种实施方式中,可以对上述的两种情况进行区分。具体的,由于未发生融合的回波信号通常在强度、脉宽、斜率等方面具有较强的规律性,因此,若在光脉冲的时间窗口内仅接收到一个回波信号,则可以提取接收到的回波信号的波形参数,将该波形参数与预设波形参数进行比较,这里,预设波形参数可以是激光雷达预先存储的未发生融合的回波信号的波形参数。若两者在波形参数上的差距超过设定的阈值,则可以确定属于第一种情况,即存在目标信号,该目标信号与干扰信号发生了融合,从而导致在时间窗口内仅接收到一个回波信号。反之,若两者在波形参数上的差距小于设定的阈值,则可以确定属于第二种情况,即不存在目标信号,接收到的回波信号本身即为干扰信号。
在一种实施方式中,也可以不对上述的两种情况进行区分,而是可以直接认为属于第一种情况,以最大限度的保证安全。由于激光雷达通常安装在车辆等可移动平台上,负责感知可移动平台周边的环境,因此,若在时间窗口内仅接收到一个回波信号,出于安全考虑,可以默认被测物体存在,该被测物体的距离过近,从而发生了目标信 号和干扰信号的融合。而在此基础上,由于当前的光脉冲和回波信号是激光雷达在第一档位下发射和接收的,因此被测物体反射的目标信号的强度较大,其与干扰信号发生融合后,将超出激光雷达的接收系统的线性动态范围,即接收到的回波信号会发生畸变,从而无法还原出真实的目标信号。
考虑到上述问题,本申请实施例在光脉冲的时间窗口内仅接收到一个回波信号时,可以直接切换激光雷达的档位,即将激光雷达的档位从第一档位切换到第二档位,使激光雷达以第二档位发射下一个光脉冲和接收该下一个光脉冲对应的回波信号。由于第二档位对应的激光发射功率和/或接收电路的放大倍数较低,因此被测物体反射的目标信号的强度较低,目标信号与干扰信号融合后不会超出接收系统的线性动态范围,从而可以根据预先标定的干扰信号对接收到的融合后的回波信号进行还原,还原得到目标信号,计算出准确的被测物体的距离。
本申请实施例提供的激光雷达控制方法,在激光雷达以第一档位发射光脉冲时,若在光脉冲的时间窗口内仅接收到的一个回波信号,则可以控制激光雷达切换到第二档位,以第二档位发射下一个光脉冲。由于第二档位的激光发射功率和/或接收电路的放大倍数较低,因此被测物体反射的目标信号的强度也较低,该目标信号与干扰信号融合后不会超出激光雷达的接收系统的线性动态范围,即融合后的回波信号不会发生畸变,从而,可以利用该真实的融合后的回波信号还原出真实的目标信号,计算出准确的被测物体的距离,大大改善激光雷达的近距离盲区问题。
可以理解的,当前光脉冲与下一个光脉冲对应的探测位置可以是相同的,也可以是不同的。例如,在一种实施方式中,激光雷达中的光学器件可以在发射两个光脉冲时保持在相同的位姿,从而,这两个发射的光脉冲对应的出射方向可以是相同的。在一种实施方式中,激光雷达中的光学器件也可以是持续保持转动的,此时,若当前光脉冲与下一个光脉冲之间的发射间隔很小,则在该发射间隔内光学器件转动的幅度也很小,可以近似认为没有发生位姿的变化,从而,也可以认为当前光脉冲与下一个光脉冲对应的探测位置相同。当然,若当前光脉冲与下一个光脉冲之间的发射间隔较大,则当前光脉冲的探测位置与下一个光脉冲的探测位置会产生偏差,属于两个不同的探测位置,但需要注意的是,即便是两个不同的探测位置,由于前后发射的两个光脉冲的发射间隔不会太大,因此这两个探测位置也不会相距太远,比如很可能是同一个被测物体的两个不同位置。
在一种实施方式中,在激光雷达以第二档位发射下一个光脉冲后,可以接收该下一个光脉冲对应的回波信号。由于该下一个光脉冲与上一个光脉冲是前后发射的两个 光脉冲,因此,该下一个光脉冲与上一个光脉冲在出射方向和所到达的位置上不会有过大差距,通常是对同一个被测物体的探测,即被测物体的距离仍然较近,在时间窗口内仍然是接收到一个回波信号,该回波信号可以是被测物体反射的目标信号和干扰信号融合得到的。
在前文已有说明,由于第二档位的激光发射功率和/或接收电路的放大倍数较低,因此,目标信号与干扰信号融合后不会超出激光雷达的接收系统的线性动态范围,从而可以从接收到的回波信号中还原出目标信号。而在具体进行还原时,可以根据预先标定的对应关系,确定所述下一个光脉冲的出射方向对应的干扰信号,这里,对应关系是预先标定的出射方向与干扰信号的对应关系。在确定干扰信号,或者说确定干扰信号对应的波形参数后,可以基于干扰信号和接收到的回波信号计算目标信号,具体的,可以将接收到的回波信号与确定的干扰信号进行相减,从而可以得到目标信号。在得到目标信号后,可以根据目标信号对应的接收时间计算被测物体的距离。
需要说明的是,在标定出射方向和干扰信号的对应关系时,由于影响干扰信号的因素除了出射方向以外还包括当前发射的光脉冲对应的激光发射功率,因此在标定过程中,可以保持各个方向对应的激光发射功率相同。在一种实施方式中,可以在标定所述对应关系时,确保激光雷达是以第二档位朝各个待标定方向发射光脉冲的。由于标定的干扰信号是用于还原目标信号的,而目标信号只有在接收到的融合信号不发生畸变时才可以还原成功,而接收到的融合信号不发生畸变需要激光雷达以第二档位发射光脉冲,因此,在标定的过程中保持激光雷达处于第二档位,可以使还原出的目标信号更准确。
在一种实施方式中,若激光雷达以第一档位发射光脉冲,且在该光脉冲的时间窗口接收到了两个回波信号,则可以确定目标信号和干扰信号未发生融合,此时,可以将在后接收到的回波信号确定为目标信号,根据该目标信号计算得到被测物体的距离。
在一种实施方式中,若计算得到的被测物体的距离小于预设的距离阈值,出于降低功耗和延长激光雷达寿命的考虑,也可以将激光雷达从第一档位切换到第二档位。此时,虽然第二档位对应的激光发射功率和/或接收电路的放大倍数较低,但由于被测物体的距离不会太远,仍然可以探测到被测物体,从而达到满足激光安规,降低激光雷达功耗和延长激光雷达寿命的技术效果。
在一种实施方式中,若计算得到的被测物体的距离大于预设的距离阈值或者在后接收到的回波信号的能量小于预设的能量阈值,则可以继续以第一档位发射下一个光脉冲,或者,可以以第三档位发射下一个光脉冲,这里,第三档位对应的激光发射功 率高于第一档位对应的激光发射功率,和/或,第三档位对应的接收电路的放大倍数高于第一档位对应的接收电路的放大倍数。
需要说明的是,在后接收到的回波信号的能量小于预设的能量阈值时,说明当前探测方向的被测物体的反射率较低或者该被测物体的距离较远,因此,对于低反射率或距离较远的被测物体,在发射下一个光脉冲时,可以以激光发射功率和/或接收电路的放大倍数较高的第一档位继续进行探测,或者,可以以激光发射功率和/或接收电路的放大倍数更高的第三档位进行探测,以提高对这种低发射率或距离远的被测物体的测距精度。
如前所述,当激光雷达以第一档位发射光脉冲,且在光脉冲的时间窗口内仅接收到一个回波信号时,可能对应两种情况,第一种是目标信号与干扰信号发生了融合,第二种是当前光脉冲的出射方向上不存在被测物体,即没有被测物体反射的目标信号。若实际发生的是第二种情况,则在激光雷达切换到第二档位后,由于第二档位对应的激光发射功率和/或接收电路的放大倍数较低,因此激光雷达的探测量程缩短,若此时在探测量程外出现了被测物体,则该出现在探测量程外的被测物体将无法被探测到,这种探测上的遗漏对应用到自动驾驶领域的激光雷达而言是风险较高的。
为解决上述问题,在一种实施方式中,若在激光雷达发射光脉冲进行探测的过程中,连续出现了N次在光脉冲的时间窗口内仅接收到的一个回波信号(此处的N可以根据实际需求进行设定,其可以是预设的次数阈值),则可以强制将激光雷达从第二档位切换回第一档位,下一个光脉冲以第一档位进行发射,或者可以将激光雷达从第二档位切换至第三档位,以第三档位发射下一个光脉冲,该第三档位的激光发射功率和/或接收电路的放大倍数高于第一档位。通过这种方式,可以避免激光雷达一直采用第二档位进行探测,从而可以避免新出现在远处的被测物体无法被探测到。
在一种实施方式中,激光雷达可以配置有多个档位,每个档位可以在激光发射功率上有所区别或者在接收电路的放大倍数上有所区别,上述的第一档位和第二档位可以是所述多个档位中任意档位,但第一档位和第二档位之间满足第一档位的激光发射功率和/或接收电路的放大倍数高于第二档位的条件。
本申请实施例提供的激光雷达控制方法,在激光雷达以第一档位发射光脉冲时,若在光脉冲的时间窗口内仅接收到的一个回波信号,则可以控制激光雷达切换到第二档位,以第二档位发射下一个光脉冲。由于第二档位的激光发射功率和/或接收电路的放大倍数较低,因此被测物体反射的目标信号的强度也较低,该目标信号与干扰信号融合后不会超出激光雷达的接收系统的线性动态范围,即融合后的回波信号不会发生 畸变,从而,可以利用该真实的融合后的回波信号还原出真实的目标信号,计算出准确的被测物体的距离,大大改善激光雷达的近距离盲区问题。
在一些激光雷达的应用中,要求激光雷达采集到的场景的点云有足够高的点云密度。一种提高点云密度的方式是,激光雷达可以包括多个通道,每个通道都可以进行光脉冲的发射和回波信号的接收,从而,可以使激光雷达的多个通道在探测时同时进行收发,则可以大幅度提高点云密度。
而在多个通道同时进行收发时,由于杂散光、离焦等等原因,通道之间可能会发生串扰。所谓串扰,即一个通道在进行回波信号的接收时,除了接收到本通道发射的光脉冲返回的目标回波信号,还接收到了其他通道发射的光脉冲返回的串扰信号。而当一个通道接收到其他多个通道引起的串扰信号,又同时接收到本通道的目标回波信号时,目标回波信号将与串扰信号发生融合,导致无法计算出精度较高的结果。
为解决上述问题,本申请实施例提供了一种激光雷达控制方法,该方法可以应用于多通道同时收发的激光雷达,即该激光雷达包括多个通道,且多个通道同时进行光脉冲的发射和回波信号的接收,可以参考图5,图5是本申请实施例提供的另一激光雷达控制方法的流程图,该方法可以包括:
S502、控制激光雷达的多个通道均以第一功率发射光脉冲。
S504、若在预留的时间段内所述多个通道均未接收到自身通道发射的光脉冲对应的回波信号,控制激光雷达以第二功率发射下一个光脉冲。
其中,所述第一功率小于所述第二功率。
为方便区分,这里将一个通道自身发射的光脉冲对应的回波信号称为目标回波信号。
对于多通道激光雷达,当多通道同时进行收发时,通道之间可能会发生串扰,但来自其他通道的串扰信号通常远小于自身通道对应的目标回波信号,比如A通道和B通道均以相同功率发射光脉冲,若A通道接收到的自身通道的目标回波信号的强度是K,则其接收到的来自B通道的串扰信号的强度可以是K/10000。因此,在一种实施方式中,可以使激光雷达的各个通道均以采用较低的功率发射光脉冲,则各个通道自身对应的目标回波信号的强度是较低的,在此基础上,远小于目标回波信号的串扰信号的强度则更低,以至于各个通道无法探测到来自其他通道的串扰信号,或者探测到的串扰信号过小,可以忽略不计。
当激光雷达的多个通道均以较低的第一功率发射光脉冲时,通道之间的串扰信号无法被探测到或者小到可以忽略,因此,各个通道接收到的自身通道的目标回波信号 不会被串扰信号干扰,各个通道均可以利用自身通道的目标回波信号计算出准确的被测物体的距离。
但需要注意的是,第一功率是较低的激光发射功率,因此当激光雷达以第一功率进行探测时,激光雷达的探测量程有限,仅能探测到近距离的被测物体,或者远距离但反射率很高的被测物体。若激光雷达的多个通道在以第一功率发射光脉冲后,各通道均能够在预留的时间段内接收到自身通道的目标回波信号,则意味着激光雷达当前的探测方向上,存在近距离的被测物体或者存在远距离但反射率很高的被测物体,此时,由于没有串扰的影响,可以准确的测出这些被测物体的距离。
而若在预留的时间段内,各个通道均未接收到自身通道对应的目标回波信号,则意味着当前的探测方向上不存在近距离的被测物体与远距离但反射率很高的被测物体,因此,可以控制激光雷达以较高的第二功率发射下一个光脉冲。由于第二功率高于第一功率,因此激光雷达可以对远距离的被测物体和近距离但反射率低的被测物体进行探测,又由于被测物体的距离较远或者距离较近但反射率较低,因此被测物体反射回来的目标回波信号的强度仍然较低,远小于目标回波信号的串扰信号仍然不会被探测到或者可以忽略,因此各个通道仍可以利用接收到的自身通道的目标回波信号计算出准确的被测物体的距离。
本申请实施例提供的激光雷达控制方法,激光雷达可以先以第一功率进行探测,由于第一功率较低,因此激光雷达的各通道之间不存在串扰问题,可以准确测出近距离的被测物体以及远距离但反射率高的被测物体。而在预留的时间段内未接收到光脉冲对应的回波信号时,可以控制激光雷达以较高的第二功率发射下一个光脉冲。由于在预留的时间段未接收到回波信号意味着不存在近距离的被测物体以及远距离但反射率高的被测物体,因此,以较高的第二功率发射下一个光脉冲时,由于被测物体或是远距离的,或是近距离但反射率低的,因此被测物体反射的回波信号的强度仍然较低,各通道之间仍然不会发生串扰,从而可以准确测量出这部分远距离或者近距离但反射率低的被测物体的距离。
需要说明的是,本申请实施例提供的为解决通道间串扰问题的激光雷达控制方法,关于该方法的说明和描述没有考虑激光雷达自身反射的干扰信号。比如,对于步骤S504中的在预留的时间段内多个通道均未接收到的回波信号的表述,这里不考虑通道自身反射的干扰信号,仅考虑来自通道的串扰信号和被测物体反射的回波信号。
在一种实施方式中,若在预留的时间段内,激光雷达的多个通道均接收到的自身通道对应的目标回波信号,即探测到了被测物体,则可以控制所述多个通道继续以第 一功率发射下一个光脉冲。
结合前文的内容可知,激光雷达通常搭载在可移动平台上,因此激光雷达的扫描场景随着可移动平台的运动可能会发生变化。在一种情况中,激光雷达的多个通道正在以第二功率进行探测(测量),而由于扫描场景的变化(可以是场景自身的变化,比如近距离处出现了行人;也可以是可移动平台的运动导致的场景变化,比如可移动平台进行了朝向的调整),当前的出射方向上出现了近距离的被测物体或者出现了远距离但反射率高的被测物体,此时,由于被测物体反射回来的回波信号的强度较高,因此通道之间将会产生串扰信号。对于这种情况,由于串扰信号会导致通道接收到的回波信号发生畸变和失真,因此,在一种实施方式中,可以舍弃本次测量的结果,并控制多个通道以第一功率发射下一个光脉冲,以消除通道间串扰的影响。
在确定是否发生通道间的信号串扰时,可以有多种方式。在一种实施方式中,可以根据接收到的回波信号的强度与预设阈值的比较结果确定是否发生通道间的信号串扰。具体的,可以预先标定会发生通道串扰的最小的回波信号的强度,并将该最小的回波信号的强度设定为所述预设阈值,则当通道接收到的回波信号的强度高于所述预设阈值时,则可以确定通道之间会产生不可忽略的串扰信号。
在一种实施方式中,还可以根据接收到的回波信号的波形参数与预设波形参数的比较结果确定的。在通道之间不存在串扰时,被测物体反射的目标回波信号的波形参数是具有较强的规律性的,这里的波形参数可以包括以下一种或多种:强度、斜率、脉宽。而当目标回波信号与串扰信号融合时,融合后的波形将与为融合的目标回波信号的波形具有较大差异。因此,在本实施方式中,可以将接收到的回波信号的波形参数与预设波形参数进行比较,若两者在波形参数上的差距大于预设阈值,则可以确定发生通道间的信号串扰。
预留的时间段是用于接收光脉冲对应的回波信号的时间段。在一种实施方式中,预留的时间段的时长可以是激光雷达的最大量程对应的飞行时间,此时,在激光雷达的各个通道以第一功率发射光脉冲时,由于预留的时间段足够长,因此对于远距离但反射率高的被测物体也能够探测到。但考虑到远距离且反射率高的被测物体在现实中的出现频率较低,为提高采样频率,即减小前后两次发射光脉冲之间的时间间隔,在一种实施方式中,可以使预留的时间段的时长与指定的量程的飞行时间相对应,该指定的量程可以是一个较近的距离,从而,由于预留的时间段较短,因此远距离但反射率高的被测物体无法探测到,但也由于预留的时间段较短,激光雷达的采样频率得到了提高,从而带来点云密度的提高。
本申请实施例提供的激光雷达控制方法,激光雷达可以先以第一功率进行探测,由于第一功率较低,因此激光雷达的各通道之间不存在串扰问题,可以准确测出近距离的被测物体以及远距离但反射率高的被测物体。而在预留的时间段内未接收到光脉冲对应的回波信号时,可以控制激光雷达以较高的第二功率发射下一个光脉冲。由于在预留的时间段未接收到回波信号意味着不存在近距离的被测物体以及远距离但反射率高的被测物体,因此,以较高的第二功率发射下一个光脉冲时,由于被测物体或是远距离的,或是近距离但反射率低的,因此被测物体反射的回波信号的强度仍然较低,各通道之间仍然不会发生串扰,从而可以准确测量出这部分远距离或者近距离但反射率低的被测物体的距离。
下面可以参考图6,图6是本申请实施例提供的激光雷达控制装置的结构示意图。该装置可以用于控制发射光路和接收光路部分相同的同轴激光雷达,该装置包括:
处理器610和存储有计算机程序的存储器620。
在一种实施方式中,所述处理器在执行所述计算机程序时实现以下步骤:
控制所述激光雷达以第一档位发射光脉冲,并接收所述光脉冲对应的回波信号;
若在所述光脉冲的时间窗口内仅接收到一个回波信号,将所述激光雷达切换至第二档位,使所述激光雷达以所述第二档位发射下一个光脉冲;
其中,所述第二档位对应的激光发射功率低于所述第一档位对应的激光发射功率,和/或,所述第二档位对应的接收电路的放大倍数低于所述第一档位对应的接收电路的放大倍数。
可选的,所述处理器还用于:
若在所述光脉冲的时间窗口内接收到两个回波信号,根据在后接收到的回波信号计算被测物体的距离。
可选的,所述处理器还用于:
若计算得到的所述被测物体的距离小于预设的距离阈值,将所述激光雷达切换至所述第二档位,以所述第二档位发射下一个光脉冲。
可选的,所述处理器还用于:
若计算得到的所述被测物体的距离大于预设的距离阈值或者所述在后接收的回波信号的能量小于预设的能量阈值,继续以所述第一档位发射下一个光脉冲,或者,以第三档位发射下一个光脉冲,其中,所述第三档位对应的激光发射功率高于所述第一档位对应的激光发射功率,和/或,所述第三档位对应的接收电路的放大倍数高于所述第一档位对应的接收电路的放大倍数。
可选的,所述处理器还用于:
若在光脉冲的时间窗口内仅接收到一个回波信号的事件的连续发生次数达到预设的次数阈值,将所述激光雷达切换至所述第一档位,以所述第一档位发射下一个光脉冲,或者,将所述激光雷达切换至第三档位,以所述第三档位发射下一个光脉冲,其中,所述第三档位对应的激光发射功率高于所述第一档位对应的激光发射功率,和/或,所述第三档位对应的接收电路的放大倍数高于所述第一档位对应的接收电路的放大倍数。
可选的,所述处理器还用于:
根据所述下一个光脉冲的出射方向确定对应的干扰信号,所述干扰信号是所述激光雷达自身反射的回波信号;
基于所述干扰信号和接收到的所述下一个光脉冲对应的回波信号计算目标信号;
根据所述目标信号计算被测物体的距离。
可选的,所述目标信号是所述下一个光脉冲对应的回波信号减去所述干扰信号得到的。
可选的,所述处理器根据所述下一个光脉冲对应的出射方向确定对应的干扰信号时用于:
根据预先标定的出射方向和干扰信号的对应关系,确定所述下一个光脉冲的出射方向对应的干扰信号。
可选的,在标定所述对应关系时,所述激光雷达以所述第二档位对应的激光发射功率发射光脉冲。
可选的,所述激光雷达配置了多个档位,不同档位对应的激光发射功率不同和/或接收电路的放大倍数不同,所述第一档位是所述多个档位中的所述第二档位以外的任一档位。
以上所提供的激光雷达控制装置的各种实施方式,其具体实现可以参考前文中的相关说明,在此不再赘述。
本申请实施例提供的激光雷达控制装置,在激光雷达以第一档位发射光脉冲时,若在光脉冲的时间窗口内仅接收到的一个回波信号,则可以控制激光雷达切换到第二档位,以第二档位发射下一个光脉冲。由于第二档位的激光发射功率和/或接收电路的放大倍数较低,因此被测物体反射的目标信号的强度也较低,该目标信号与干扰信号融合后不会超出激光雷达的接收系统的线性动态范围,即融合后的回波信号不会发生畸变,从而,可以利用该真实的融合后的回波信号还原出真实的目标信号,计算出准 确的被测物体的距离,大大改善激光雷达的近距离盲区问题。
本申请实施例还提供一种激光雷达控制装置,该装置可以应用于多通道同时收发的激光雷达,即该激光雷达可以包括多个通道,所述多个通道同时进行光脉冲的发射和回波信号的接收。
该装置的结构可以参考图6,其中,处理器在执行所述计算机程序时可以实现以下步骤:
控制所述激光雷达的所述多个通道均以第一功率发射光脉冲;
若在预留的时间段内所述多个通道均未接收到自身通道发射的光脉冲对应的回波信号,控制所述激光雷达的所述多个通道均以第二功率发射下一个光脉冲;
其中,所述第一功率小于所述第二功率。
可选的,所述处理器还用于:
若在预留的时间段内所述多个通道均接收到自身通道发射的光脉冲对应的回波信号,控制所述多个通道继续以所述第一功率发射下一个光脉冲。
可选的,所述处理器还用于:
若在所述多个通道以所述第二功率进行测量时发生了通道间的信号串扰,舍弃本次测量的结果,并控制所述多个通道以所述第一功率发射下一个光脉冲。
可选的,所述通道间的信号串扰是根据接收到的回波信号的强度与预设阈值的比较结果确定的。
可选的,所述通道间的信号串扰是根据接收到的回波信号的波形参数与预设波形参数的比较结果确定的。
可选的,所述预留的时间段与所述激光雷达的最大量程对应的飞行时间相匹配。
以上所提供的激光雷达控制装置的各种实施方式,其具体实现可以参考前文中的相关说明,在此不再赘述。
本申请实施例提供的激光雷达控制装置,激光雷达可以先以第一功率进行探测,由于第一功率较低,因此激光雷达的各通道之间不存在串扰问题,可以准确测出近距离的被测物体以及远距离但反射率高的被测物体。而在预留的时间段内未接收到光脉冲对应的回波信号时,可以控制激光雷达以较高的第二功率发射下一个光脉冲。由于在预留的时间段未接收到回波信号意味着不存在近距离的被测物体以及远距离但反射率高的被测物体,因此,以较高的第二功率发射下一个光脉冲时,由于被测物体或是远距离的,或是近距离但反射率低的,因此被测物体反射的回波信号的强度仍然较低,各通道之间仍然不会发生串扰,从而可以准确测量出这部分远距离或者近距离但反射 率低的被测物体的距离。
本申请实施例提供一种激光雷达,其结构可以参考图1,该激光雷达包括:
光源,用于发射光脉冲序列;
光学系统,用于调整光脉冲的出射方向;
接收电路,用于接收光脉冲对应的回波信号;
所述激光雷达的发射光路和接收光路部分相同;
处理器和存储有计算机程序的存储器,所述处理器在执行所述计算机程序时实现以下步骤:
控制所述激光雷达以第一档位发射光脉冲,并接收所述光脉冲对应的回波信号;
若在所述光脉冲的时间窗口内仅接收到一个回波信号,将所述激光雷达切换至第二档位,使所述激光雷达以所述第二档位发射下一个光脉冲;
其中,所述第二档位对应的激光发射功率低于所述第一档位对应的激光发射功率,和/或,所述第二档位对应的接收电路的放大倍数低于所述第一档位对应的接收电路的放大倍数。
可选的,所述处理器还用于:
若在所述光脉冲的时间窗口内接收到两个回波信号,根据在后接收到的回波信号计算被测物体的距离。
可选的,所述处理器还用于:
若计算得到的所述被测物体的距离小于预设的距离阈值,将所述激光雷达切换至所述第二档位,以所述第二档位发射下一个光脉冲。
可选的,所述处理器还用于:
若计算得到的所述被测物体的距离大于预设的距离阈值或者所述在后接收的回波信号的能量小于预设的能量阈值,继续以所述第一档位发射下一个光脉冲,或者,以第三档位发射下一个光脉冲,其中,所述第三档位对应的激光发射功率高于所述第一档位对应的激光发射功率,和/或,所述第三档位对应的接收电路的放大倍数高于所述第一档位对应的接收电路的放大倍数。
可选的,所述处理器还用于:
若在光脉冲的时间窗口内仅接收到一个回波信号的事件的连续发生次数达到预设的次数阈值,将所述激光雷达切换至所述第一档位,以所述第一档位发射下一个光脉冲,或者,将所述激光雷达切换至第三档位,以所述第三档位发射下一个光脉冲,其中,所述第三档位对应的激光发射功率高于所述第一档位对应的激光发射功率,和/ 或,所述第三档位对应的接收电路的放大倍数高于所述第一档位对应的接收电路的放大倍数。
可选的,所述处理器还用于:
根据所述下一个光脉冲的出射方向确定对应的干扰信号,所述干扰信号是所述激光雷达自身反射的回波信号;
基于所述干扰信号和接收到的所述下一个光脉冲对应的回波信号计算目标信号;
根据所述目标信号计算被测物体的距离。
可选的,所述目标信号是所述下一个光脉冲对应的回波信号减去所述干扰信号得到的。
可选的,所述处理器根据所述下一个光脉冲对应的出射方向确定对应的干扰信号时用于:
根据预先标定的出射方向和干扰信号的对应关系,确定所述下一个光脉冲的出射方向对应的干扰信号。
可选的,在标定所述对应关系时,所述激光雷达以所述第二档位对应的激光发射功率发射光脉冲。
可选的,所述激光雷达配置了多个档位,不同档位对应的激光发射功率不同和/或接收电路的放大倍数不同,所述第一档位是所述多个档位中的所述第二档位以外的任一档位。
以上所提供的激光雷达的各种实施方式,其具体实现可以参考前文中的相关说明,在此不再赘述。
本申请实施例提供的激光雷达,在激光雷达以第一档位发射光脉冲时,若在光脉冲的时间窗口内仅接收到的一个回波信号,则可以控制激光雷达切换到第二档位,以第二档位发射下一个光脉冲。由于第二档位的激光发射功率和/或接收电路的放大倍数较低,因此被测物体反射的目标信号的强度也较低,该目标信号与干扰信号融合后不会超出激光雷达的接收系统的线性动态范围,即融合后的回波信号不会发生畸变,从而,可以利用该真实的融合后的回波信号还原出真实的目标信号,计算出准确的被测物体的距离,大大改善激光雷达的近距离盲区问题。
本申请实施例还提供一种激光雷达,可以参考图7,图7是本申请实施例提供的多通道激光雷达的结构示意图。该激光雷达包括:
多个通道(图7示出3个通道),每个通道包括一个光源710和一个接收电路720,所述光源用于发射光脉冲序列,所述接收电路用于接收其所在通道的光脉冲对应的回 波信号,所述多个通道同时进行光脉冲的发射和回波信号的接收;
光学系统730,用于调整光脉冲的出射方向;
处理器740和存储有计算机程序的存储器750,所述处理器在执行所述计算机程序时实现以下步骤:
控制所述激光雷达的所述多个通道均以第一功率发射光脉冲;
若在预留的时间段内所述多个通道均未接收到自身通道发射的光脉冲对应的回波信号,控制所述激光雷达的所述多个通道均以第二功率发射下一个光脉冲;
其中,所述第一功率小于所述第二功率。
可选的,所述处理器还用于:
若在预留的时间段内所述多个通道均接收到自身通道发射的光脉冲对应的回波信号,控制所述多个通道继续以所述第一功率发射下一个光脉冲。
可选的,所述处理器还用于:
若在所述多个通道以所述第二功率进行测量时发生了通道间的信号串扰,舍弃本次测量的结果,并控制所述多个通道以所述第一功率发射下一个光脉冲。
可选的,所述通道间的信号串扰是根据接收到的回波信号的强度与预设阈值的比较结果确定的。
可选的,所述通道间的信号串扰是根据接收到的回波信号的波形参数与预设波形参数的比较结果确定的。
可选的,所述预留的时间段与所述激光雷达的最大量程对应的飞行时间相匹配。
以上所提供的激光雷达的各种实施方式,其具体实现可以参考前文中的相关说明,在此不再赘述。
本申请实施例提供的激光雷达,激光雷达可以先以第一功率进行探测,由于第一功率较低,因此激光雷达的各通道之间不存在串扰问题,可以准确测出近距离的被测物体以及远距离但反射率高的被测物体。而在预留的时间段内未接收到光脉冲对应的回波信号时,可以控制激光雷达以较高的第二功率发射下一个光脉冲。由于在预留的时间段未接收到回波信号意味着不存在近距离的被测物体以及远距离但反射率高的被测物体,因此,以较高的第二功率发射下一个光脉冲时,由于被测物体或是远距离的,或是近距离但反射率低的,因此被测物体反射的回波信号的强度仍然较低,各通道之间仍然不会发生串扰,从而可以准确测量出这部分远距离或者近距离但反射率低的被测物体的距离。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有 计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例提供的任一种激光雷达控制方法。
以上针对每个保护主题均提供了多种实施方式,在不存在冲突或矛盾的基础上,本领域技术人员可以根据实际情况自由对各种实施方式进行组合,由此构成各种不同的技术方案。而本申请文件限于篇幅,未能对所有组合而得的技术方案展开说明,但可以理解的是,这些未能展开的技术方案也属于本申请实施例公开的范围。
本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有程序代码的存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。计算机可用存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体,可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括但不限于:相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。
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。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。
以上对本发明实施例所提供的方法和装置进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (50)
- 一种激光雷达控制方法,其特征在于,应用于同轴激光雷达,所述方法包括:控制所述激光雷达以第一档位发射光脉冲,并接收所述光脉冲对应的回波信号;若在所述光脉冲的时间窗口内仅接收到一个回波信号,将所述激光雷达切换至第二档位,使所述激光雷达以所述第二档位发射下一个光脉冲;其中,所述第二档位对应的激光发射功率低于所述第一档位对应的激光发射功率,和/或,所述第二档位对应的接收电路的放大倍数低于所述第一档位对应的接收电路的放大倍数。
- 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:若在所述光脉冲的时间窗口内接收到两个回波信号,根据在后接收到的回波信号计算被测物体的距离。
- 根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:若计算得到的所述被测物体的距离小于预设的距离阈值,将所述激光雷达切换至所述第二档位,以所述第二档位发射下一个光脉冲。
- 根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:若计算得到的所述被测物体的距离大于预设的距离阈值或者所述在后接收的回波信号的能量小于预设的能量阈值,继续以所述第一档位发射下一个光脉冲,或者,以第三档位发射下一个光脉冲,其中,所述第三档位对应的激光发射功率高于所述第一档位对应的激光发射功率,和/或,所述第三档位对应的接收电路的放大倍数高于所述第一档位对应的接收电路的放大倍数。
- 根据权利要求1-4任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:若在光脉冲的时间窗口内仅接收到一个回波信号的事件的连续发生次数达到预设的次数阈值,将所述激光雷达切换至所述第一档位,以所述第一档位发射下一个光脉冲,或者,将所述激光雷达切换至第三档位,以所述第三档位发射下一个光脉冲,其中,所述第三档位对应的激光发射功率高于所述第一档位对应的激光发射功率,和/或,所述第三档位对应的接收电路的放大倍数高于所述第一档位对应的接收电路的放大倍数。
- 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:根据所述下一个光脉冲的出射方向确定对应的干扰信号,所述干扰信号是所述激光雷达自身反射的回波信号;基于所述干扰信号和接收到的所述下一个光脉冲对应的回波信号计算目标信号;根据所述目标信号计算被测物体的距离。
- 根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述目标信号是所述下一个光脉冲对应的回波信号减去所述干扰信号得到的。
- 根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据所述下一个光脉冲对应的出射方向确定对应的干扰信号,包括:根据预先标定的出射方向和干扰信号的对应关系,确定所述下一个光脉冲的出射方向对应的干扰信号。
- 根据权利要求8所述的方法,其特征在于,在标定所述对应关系时,所述激光雷达以所述第二档位对应的激光发射功率发射光脉冲。
- 根据权利要求1-9任一项所述的方法,其特征在于,所述激光雷达配置了多个档位,不同档位对应的激光发射功率不同和/或接收电路的放大倍数不同,所述第一档位是所述多个档位中的所述第二档位以外的任一档位。
- 一种激光雷达控制方法,其特征在于,所述激光雷达包括多个通道,所述多个通道同时进行光脉冲的发射和回波信号的接收,所述方法包括:控制所述激光雷达的所述多个通道均以第一功率发射光脉冲;若在预留的时间段内所述多个通道均未接收到自身通道发射的光脉冲对应的回波信号,控制所述激光雷达的所述多个通道均以第二功率发射下一个光脉冲;其中,所述第一功率小于所述第二功率。
- 根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:若在预留的时间段内所述多个通道均接收到自身通道发射的光脉冲对应的回波信号,控制所述多个通道继续以所述第一功率发射下一个光脉冲。
- 根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:若在所述多个通道以所述第二功率进行测量时发生了通道间的信号串扰,舍弃本次测量的结果,并控制所述多个通道以所述第一功率发射下一个光脉冲。
- 根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述通道间的信号串扰是根据接收到的回波信号的强度与预设阈值的比较结果确定的。
- 根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述通道间的信号串扰是根据接收到的回波信号的波形参数与预设波形参数的比较结果确定的。
- 根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述预留的时间段与所述激光雷达的最大量程对应的飞行时间相匹配。
- 一种激光雷达控制装置,其特征在于,所述激光雷达为同轴激光雷达,所述装置包括:处理器和存储有计算机程序的存储器,所述处理器在执行所述计算机程序时实现以下步骤:控制所述激光雷达以第一档位发射光脉冲,并接收所述光脉冲对应的回波信号;若在所述光脉冲的时间窗口内仅接收到一个回波信号,将所述激光雷达切换至第二档位,使所述激光雷达以所述第二档位发射下一个光脉冲;其中,所述第二档位对应的激光发射功率低于所述第一档位对应的激光发射功率,和/或,所述第二档位对应的接收电路的放大倍数低于所述第一档位对应的接收电路的放大倍数。
- 根据权利要求17所述的装置,其特征在于,所述处理器还用于:若在所述光脉冲的时间窗口内接收到两个回波信号,根据在后接收到的回波信号计算被测物体的距离。
- 根据权利要求18所述的装置,其特征在于,所述处理器还用于:若计算得到的所述被测物体的距离小于预设的距离阈值,将所述激光雷达切换至所述第二档位,以所述第二档位发射下一个光脉冲。
- 根据权利要求18所述的装置,其特征在于,所述处理器还用于:若计算得到的所述被测物体的距离大于预设的距离阈值或者所述在后接收的回波信号的能量小于预设的能量阈值,继续以所述第一档位发射下一个光脉冲,或者,以第三档位发射下一个光脉冲,其中,所述第三档位对应的激光发射功率高于所述第一档位对应的激光发射功率,和/或,所述第三档位对应的接收电路的放大倍数高于所述第一档位对应的接收电路的放大倍数。
- 根据权利要求17-20任一项所述的装置,其特征在于,所述处理器还用于:若在光脉冲的时间窗口内仅接收到一个回波信号的事件的连续发生次数达到预设的次数阈值,将所述激光雷达切换至所述第一档位,以所述第一档位发射下一个光脉冲,或者,将所述激光雷达切换至第三档位,以所述第三档位发射下一个光脉冲,其中,所述第三档位对应的激光发射功率高于所述第一档位对应的激光发射功率,和/或,所述第三档位对应的接收电路的放大倍数高于所述第一档位对应的接收电路的放大倍数。
- 根据权利要求17所述的装置,其特征在于,所述处理器还用于:根据所述下一个光脉冲的出射方向确定对应的干扰信号,所述干扰信号是所述激 光雷达自身反射的回波信号;基于所述干扰信号和接收到的所述下一个光脉冲对应的回波信号计算目标信号;根据所述目标信号计算被测物体的距离。
- 根据权利要求22所述的装置,其特征在于,所述目标信号是所述下一个光脉冲对应的回波信号减去所述干扰信号得到的。
- 根据权利要求22所述的装置,其特征在于,所述处理器根据所述下一个光脉冲对应的出射方向确定对应的干扰信号时用于:根据预先标定的出射方向和干扰信号的对应关系,确定所述下一个光脉冲的出射方向对应的干扰信号。
- 根据权利要求24所述的装置,其特征在于,在标定所述对应关系时,所述激光雷达以所述第二档位对应的激光发射功率发射光脉冲。
- 根据权利要求17-25任一项所述的装置,其特征在于,所述激光雷达配置了多个档位,不同档位对应的激光发射功率不同和/或接收电路的放大倍数不同,所述第一档位是所述多个档位中的所述第二档位以外的任一档位。
- 一种激光雷达控制装置,其特征在于,所述激光雷达包括多个通道,所述多个通道同时进行光脉冲的发射和回波信号的接收,所述装置包括:处理器和存储有计算机程序的存储器,所述处理器在执行所述计算机程序时实现以下步骤:控制所述激光雷达的所述多个通道均以第一功率发射光脉冲;若在预留的时间段内所述多个通道均未接收到自身通道发射的光脉冲对应的回波信号,控制所述激光雷达的所述多个通道均以第二功率发射下一个光脉冲;其中,所述第一功率小于所述第二功率。
- 根据权利要求27所述的装置,其特征在于,所述处理器还用于:若在预留的时间段内所述多个通道均接收到自身通道发射的光脉冲对应的回波信号,控制所述多个通道继续以所述第一功率发射下一个光脉冲。
- 根据权利要求27所述的装置,其特征在于,所述处理器还用于:若在所述多个通道以所述第二功率进行测量时发生了通道间的信号串扰,舍弃本次测量的结果,并控制所述多个通道以所述第一功率发射下一个光脉冲。
- 根据权利要求29所述的装置,其特征在于,所述通道间的信号串扰是根据接收到的回波信号的强度与预设阈值的比较结果确定的。
- 根据权利要求29所述的装置,其特征在于,所述通道间的信号串扰是根据接 收到的回波信号的波形参数与预设波形参数的比较结果确定的。
- 根据权利要求27所述的装置,其特征在于,所述预留的时间段与所述激光雷达的最大量程对应的飞行时间相匹配。
- 一种激光雷达,其特征在于,包括:光源,用于发射光脉冲序列;光学系统,用于调整光脉冲的出射方向;接收电路,用于接收光脉冲对应的回波信号;所述激光雷达的发射光路和接收光路部分相同;处理器和存储有计算机程序的存储器,所述处理器在执行所述计算机程序时实现以下步骤:控制所述激光雷达以第一档位发射光脉冲,并接收所述光脉冲对应的回波信号;若在所述光脉冲的时间窗口内仅接收到一个回波信号,将所述激光雷达切换至第二档位,使所述激光雷达以所述第二档位发射下一个光脉冲;其中,所述第二档位对应的激光发射功率低于所述第一档位对应的激光发射功率,和/或,所述第二档位对应的接收电路的放大倍数低于所述第一档位对应的接收电路的放大倍数。
- 根据权利要求33所述的激光雷达,其特征在于,所述处理器还用于:若在所述光脉冲的时间窗口内接收到两个回波信号,根据在后接收到的回波信号计算被测物体的距离。
- 根据权利要求34所述的激光雷达,其特征在于,所述处理器还用于:若计算得到的所述被测物体的距离小于预设的距离阈值,将所述激光雷达切换至所述第二档位,以所述第二档位发射下一个光脉冲。
- 根据权利要求34所述的激光雷达,其特征在于,所述处理器还用于:若计算得到的所述被测物体的距离大于预设的距离阈值或者所述在后接收的回波信号的能量小于预设的能量阈值,继续以所述第一档位发射下一个光脉冲,或者,以第三档位发射下一个光脉冲,其中,所述第三档位对应的激光发射功率高于所述第一档位对应的激光发射功率,和/或,所述第三档位对应的接收电路的放大倍数高于所述第一档位对应的接收电路的放大倍数。
- 根据权利要求33-36任一项所述的激光雷达,其特征在于,所述处理器还用于:若在光脉冲的时间窗口内仅接收到一个回波信号的事件的连续发生次数达到预设的次数阈值,将所述激光雷达切换至所述第一档位,以所述第一档位发射下一个光脉冲,或者,将所述激光雷达切换至第三档位,以所述第三档位发射下一个光脉冲,其中,所述第三档位对应的激光发射功率高于所述第一档位对应的激光发射功率,和/或,所述第三档位对应的接收电路的放大倍数高于所述第一档位对应的接收电路的放大倍数。
- 根据权利要求33所述的激光雷达,其特征在于,所述处理器还用于:根据所述下一个光脉冲的出射方向确定对应的干扰信号,所述干扰信号是所述激光雷达自身反射的回波信号;基于所述干扰信号和接收到的所述下一个光脉冲对应的回波信号计算目标信号;根据所述目标信号计算被测物体的距离。
- 根据权利要求38所述的激光雷达,其特征在于,所述目标信号是所述下一个光脉冲对应的回波信号减去所述干扰信号得到的。
- 根据权利要求38所述的激光雷达,其特征在于,所述处理器根据所述下一个光脉冲对应的出射方向确定对应的干扰信号时用于:根据预先标定的出射方向和干扰信号的对应关系,确定所述下一个光脉冲的出射方向对应的干扰信号。
- 根据权利要求40所述的激光雷达,其特征在于,在标定所述对应关系时,所述激光雷达以所述第二档位对应的激光发射功率发射光脉冲。
- 根据权利要求33-41任一项所述的激光雷达,其特征在于,所述激光雷达配置了多个档位,不同档位对应的激光发射功率不同和/或接收电路的放大倍数不同,所述第一档位是所述多个档位中的所述第二档位以外的任一档位。
- 一种激光雷达,其特征在于,包括:多个通道,每个通道包括一个光源和一个接收电路,所述光源用于发射光脉冲序列,所述接收电路用于接收其所在通道的光脉冲对应的回波信号,所述多个通道同时进行光脉冲的发射和回波信号的接收;光学系统,用于调整光脉冲的出射方向;处理器和存储有计算机程序的存储器,所述处理器在执行所述计算机程序时实现以下步骤:控制所述激光雷达的所述多个通道均以第一功率发射光脉冲;若在预留的时间段内所述多个通道均未接收到自身通道发射的光脉冲对应的回波信号,控制所述激光雷达的所述多个通道均以第二功率发射下一个光脉冲;其中,所述第一功率小于所述第二功率。
- 根据权利要求43所述的激光雷达,其特征在于,所述处理器还用于:若在预留的时间段内所述多个通道均接收到自身通道发射的光脉冲对应的回波信号,控制所述多个通道继续以所述第一功率发射下一个光脉冲。
- 根据权利要求43所述的激光雷达,其特征在于,所述处理器还用于:若在所述多个通道以所述第二功率进行测量时发生了通道间的信号串扰,舍弃本次测量的结果,并控制所述多个通道以所述第一功率发射下一个光脉冲。
- 根据权利要求45所述的激光雷达,其特征在于,所述通道间的信号串扰是根据接收到的回波信号的强度与预设阈值的比较结果确定的。
- 根据权利要求45所述的激光雷达,其特征在于,所述通道间的信号串扰是根据接收到的回波信号的波形参数与预设波形参数的比较结果确定的。
- 根据权利要求43所述的激光雷达,其特征在于,所述预留的时间段与所述激光雷达的最大量程对应的飞行时间相匹配。
- 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权利要求1-10任一项所述的方法。
- 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权利要求11-16任一项所述的方法。
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