CN116755062B - 目标物测距方法、装置及探测设备 - Google Patents

目标物测距方法、装置及探测设备

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Abstract

本申请提供一种目标物测距方法、装置及探测设备，涉及雷达测量技术领域。目标物测距方法包括：采用预设调制信号对发射脉冲进行周期性调制，得到单个脉冲周期的发射脉冲，依次发射单个脉冲周期内多个脉冲间隔的发射脉冲，并依次接收多个回波脉冲，根据多个回波脉冲和最近的发射脉冲的发射时间，确定多个回波脉冲对应的测量距离，得到单个脉冲周期的相邻测量距离差值序列，从预设调制信号对应的多个多周期的规律序列中找到与相邻测量距离差值序列最接近的序列，确定目标多周期，根据目标多周期以及回波脉冲对应的测量距离，得到待测目标物的实际距离。本申请的方法，只需要确定目标多周期便可得到待测目标物的实际距离，计算过程简单，效率较高。

Description

目标物测距方法、装置及探测设备
技术领域
本发明涉及雷达测量技术领域，具体而言，涉及一种目标物测距方法、装置及探测设备。
背景技术
通过TOF(time-of-flight)激光雷达，计算目标物的目标距离，关键在于确定发射脉冲与对应回波脉冲之间的时间。但是如果在上一个发射脉冲对应回波脉冲返回之前，下一个发射脉冲已发射，出现多周期现象，使得发射脉冲与回波脉冲之间无法一一对应，导致距离模糊，无法确定目标物的目标距离。
目前，现有技术为了确定多周期，主要通过回波强度或目标反射率确定多周期，或者其它已知数据预先确定多周期，但是利用回波强度或目标反射率确定多周期，容易受到距离、目标反射率、目标与入射激光夹角以及目标有效反射截面等因素的影响，使得确定多周期的准确率不高。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种目标物测距方法、装置及探测设备，以便只需将相邻回波测量距离差值序列与预先确定的规律序列进行比对，便可确定相邻回波测量距离差值序列对应多周期，从而得到待测目标物的目标距离。
为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种目标物测距方法，包括：
采用预设调制信号对发射脉冲进行周期性调制，得到单个脉冲周期的发射脉冲，其中，所述单个脉冲周期内包括：所述预设调制信号对应的多个脉冲间隔的发射脉冲；
依次发射所述单个脉冲周期内所述多个脉冲间隔的发射脉冲，并依次接收经待测目标物反射回的多个回波脉冲；
根据所述多个回波脉冲的接收时间和所述多个回波脉冲最近的发射脉冲的发射时间，确定所述多个回波脉冲对应的测量距离；
根据所述多个回波脉冲对应的测量距离，得到所述单个脉冲周期的相邻测量距离差值序列；
根据所述相邻测量距离差值序列，从所述预设调制信号对应的多个多周期的规律序列中找到与所述相邻测量距离差值序列最接近的序列，确定目标多周期，其中，多周期用于表征回波脉冲与对应的发射脉冲之间的脉冲间隔个数，所述每个多周期的规律序列中记录有：在所述每个多周期下预先计算的相邻测量距离差值序列；
根据所述目标多周期以及所述回波脉冲对应的测量距离，得到所述待测目标物的实际距离。
在可选的实施方式中，所述根据所述相邻测量距离差值序列，从所述预设调制信号对应的多个多周期的规律序列中找到与所述相邻测量距离差值序列最接近的序列，确定目标多周期，包括:
根据所述相邻测量距离差值序列，从所述多个多周期的规律序列中，确定与所述相邻测量距离差值序列最接近的目标规律序列；
确定所述目标规律序列对应的多周期为所述目标多周期。
在可选的实施方式中，所述根据所述相邻测量距离差值序列，从所述多个多周期的规律序列中，确定与所述相邻测量距离差值序列最接近的目标规律序列，包括：
根据所述相邻测量距离差值序列中正值、负值以及零值的个数，从所述多个多周期的规律序列中，确定个数相匹配的规律序列为所述目标规律序列。
在可选的实施方式中，所述根据所述相邻测量距离差值序列，从所述多个多周期的规律序列中，确定与所述相邻测量距离差值序列最接近的目标规律序列，包括：
根据所述相邻测量距离差值序列中正值平均值和/或负值平均值，从所述多个多周期的规律序列中，确定平均值所在范围对应的规律序列为所述目标规律序列。
在可选的实施方式中，根据所述相邻测量距离差值序列，从所述多个多周期的规律序列中，确定与所述相邻测量距离差值序列最接近的目标规律序列，包括：
分别计算所述相邻测量距离差值序列和所述多个多周期的规律序列的相关系数；
根据所述相关系数，从所述多个多周期的规律序列中，确定所述目标规律序列。
在可选的实施方式中，所述分别计算所述相邻测量距离差值序列和所述多个多周期的规律序列的相关系数，包括：
分别计算所述相邻测量距离差值序列和所述多个多周期的规律序列的互相关系数；
根据所述互相关系数，从所述多个多周期的规律序列中，确定所述目标规律序列。
在可选的实施方式中，所述分别计算所述相邻测量距离差值序列和所述多个多周期的规律序列的相关系数，包括：
计算所述相邻测量距离差值序列和所述多个多周期的规律序列的类相关系数；
根据所述类相关系数，从所述多个多周期的规律序列中，确定所述目标规律序列。
在可选的实施方式中，所述采用预设调制信号进行发波调制，得到单个脉冲周期的发射脉冲之前，所述方法还包括：
根据预设中心频率的脉冲间隔、预设时间间隔、以及预设脉冲间隔数量，采用预设波形，生成所述预设调制信号。
第二方面，本申请实施例还提供了一种目标物测距装置，包括：
调制模块，用于采用预设调制信号对发射脉冲进行周期性调制，得到单个脉冲周期的发射脉冲，其中，所述单个脉冲周期内包括：所述预设调制信号对应的多个脉冲间隔的发射脉冲；
收发模块，用于依次发射所述单个脉冲周期内所述多个脉冲间隔的发射脉冲，并依次接收经待测目标物反射回的多个回波脉冲；
计算模块，用于根据所述多个回波脉冲的接收时间和所述多个回波脉冲最近的发射脉冲的发射时间，确定所述多个回波脉冲对应的测量距离；
所述计算模块，还用于根据所述多个回波脉冲对应的测量距离，得到所述单个脉冲周期的相邻测量距离差值序列；
所述计算模块，还用于根据所述相邻测量距离差值序列，从所述预设调制信号对应的多个多周期的规律序列中找到与所述相邻测量距离差值序列最接近的序列，确定目标多周期，其中，多周期用于表征回波脉冲与对应的发射脉冲之间的脉冲间隔个数，所述每个多周期的规律序列中记录有：在所述每个多周期下预先计算的相邻测量距离差值序列；
所述计算模块，还用于根据所述目标多周期以及所述回波脉冲对应的测量距离，得到所述待测目标物的实际距离。
第三方面，本申请实施例还提供了一种探测设备，所述探测设备包括：调制模块、收发模块、以及计算模块；其中，所述调制模块连接所述收发模块，所述收发模块连接所述计算模块；
所述调制模块，用于采用预设调制信号对发射脉冲进行周期性调制，得到单个脉冲周期的发射脉冲，其中，所述单个脉冲周期内包括：所述预设调制信号对应的多个脉冲间隔的发射脉冲；
所述收发模块，用于依次发射所述单个脉冲周期内所述多个脉冲间隔的发射脉冲，并依次接收经待测目标物反射回的多个回波脉冲；
所述计算模块，用于根据所述多个回波脉冲的接收时间和所述多个回波脉冲最近的发射脉冲的发射时间，确定所述多个回波脉冲对应的测量距离；
所述计算模块，还用于根据所述多个回波脉冲对应的测量距离，得到所述单个脉冲周期的相邻测量距离差值序列；
所述计算模块，还用于根据所述相邻测量距离差值序列，从所述预设调制信号对应的多个多周期的规律序列中找到与所述相邻测量距离差值序列最接近的序列，确定目标多周期，其中，多周期用于表征回波脉冲与对应的发射脉冲之间的脉冲间隔个数，所述每个多周期的规律序列中记录有：在所述每个多周期下预先计算的相邻测量距离差值序列；
所述计算模块，还用于根据所述目标多周期以及所述回波脉冲对应的测量距离，得到所述待测目标物的实际距离。
本申请的有益效果是：
本申请实施例提供一种目标物测距方法、装置及探测设备，目标物测距方法包括：采用预设调制信号对发射脉冲进行周期性调制，得到单个脉冲周期的发射脉冲，然后依次发射单个脉冲周期内多个脉冲间隔的发射脉冲，并依次接收经待测目标物反射回的多个回波脉冲，根据多个回波脉冲的接收时间和多个回波脉冲最近的发射脉冲的发射时间，确定多个回波脉冲对应的测量距离，然后根据多个回波脉冲对应的测量距离，得到单个脉冲周期的相邻测量距离差值序列，根据相邻测量距离差值序列，从预设调制信号对应的多个多周期的规律序列中找到与所述相邻测量距离差值序列最接近的序列，确定目标多周期，最后根据目标多周期以及回波脉冲对应的测量距离，得到待测目标物的实际距离。本申请的方法，只需获取待测目标物的多个回波脉冲以及发射脉冲的时间，根据多个回波脉冲计算单个脉冲周期的相邻测量距离差值序列，并从预设调制信号对应的多个多周期的规律序列中，确定相邻测量距离差值序列对应的目标多周期，便可得到待测目标物的目标距离，无需其他数据支持，且对探测设备的硬件要求不高，同时计算多个相邻测量距离差值可减少噪声对目标多周期确定的干扰，提高目标多周期确定的正确率，另外，目标多周期的确定过程中只需要将相邻回波测量距离差值序列与预先确定的规律序列进行比对，计算过程相对简单，解算效率较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种多周期示意图；
图2(a)为本申请实施例提供的一种多周期回波示意图之一；
图2(b)为本申请实施例提供的一种多周期回波示意图之二；
图2(c)为本申请实施例提供的一种多周期回波示意图之三；
图3(a)为本申请实施例提供的一种多周期相邻测量距离差值规律示意图之一；
图3(b)为本申请实施例提供的一种多周期相邻测量距离差值规律示意图之二；
图3(c)为本申请实施例提供的一种多周期相邻测量距离差值规律示意图之三；
图4为本申请实施例提供的一种目标物测距方法的流程示意图；
图5为本申请实施例提供的另一种目标物测距方法的流程示意图；
图6为本申请实施例提供的一种相邻测量距离差值推导多周期示意图；
图7为本申请实施例提供的又一种目标物测距方法的流程示意图；
图8为本申请实施例提供的一种目标物测距装置的功能模块示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，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、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。
采用探测设备对目标物进行距离测量时，通过确定探测设备向目标物发射脉冲的时间、对应接收到经目标物反射的回波脉冲的时间以及脉冲介质对应的速度确定目标物至探测设备之间的目标距离，但是，由于目标物与探测设备之间的距离不同，会出现探测设备在接收目标物反射回波脉冲之前，下一个发射脉冲已经发射的情况，即出现多周期现象，使得无法将针对目标物的反射回波脉冲与发射脉冲进行对应，则无法确定目标物与探测设备之间的目标距离。但是，经过多次的实验验证，可得知，当探测设备采用预设调制信号进行发波调制时，由于发射脉冲调制信号的规律固定，可以求出不同多周期下目标物相邻测量距离差值的固定规律，可根据待测目标物的相邻测量距离差值的规律与不同多周期下目标物相邻测量距离差值的固定规律进行比较，从而确定符合待测目标物的相邻测量距离差值规律的目标多周期差值规律，其中，目标物的测量距离是指回波脉冲与前方最近发射脉冲时间差值对应的距离。
基于此，本申请实施例提供了一种目标物测距方法，通过确定待测目标物多个回波脉冲对应的测量距离，确定待测目标物在单个脉冲周期的相邻测量距离差值序列，并根据预设调制信号对应的多个多周期的规律序列，确定相邻测量距离差值序列对应的目标多周期，从而根据目标多周期以及多个回波脉冲对应的测量距离，准确得到待测目标物的目标距离。
本申请通过提供一个示例针对预设调制信号在不同多周期下目标物相邻测量距离差值的固定规律进行详细的介绍，图1为本申请实施例提供的一种多周期示意图，图2(a)为本申请实施例提供的一种多周期回波示意图之一；图2(b)为本申请实施例提供的一种多周期回波示意图之二；图2(c)为本申请实施例提供的一种多周期回波示意图之三；图3(a)为本申请实施例提供的一种多周期相邻测量距离差值规律示意图之一；图3(b)为本申请实施例提供的一种多周期相邻测量距离差值规律示意图之二；图3(c)为本申请实施例提供的一种多周期相邻测量距离差值规律示意图之三。
如图1所示，当待测目标物的距离较近时，如图1中高大建筑上的O1和O2目标物，目标物O1对应的目标回波脉冲R1和目标物O2对应的目标回波脉冲R2在预设调制信号下一个发射脉冲发射之前返回，如图2(a)所示，此时，目标物O1对应的目标回波脉冲R1和目标物O2对应的目标回波脉冲R2在预设调制信号的第一个多周期范围M0内，且由于相邻回波之间的目标距离相差不大，可以假设相邻目标距离差值为0，其中，目标测量距离是指目标回波与前方最近发射脉冲时间差值对应距离。那么在第一个多周期范围M0内，相邻回波测量距离差值约为0。
当待测目标物的距离较远时，如图1中高大建筑上的O3和O4目标物，目标物O3对应的目标回波脉冲R3和目标物O4对应的目标回波脉冲R4在预设调制信号下一个发射脉冲发射之后返回，如图2(b)所示，此时，目标物O3对应的目标回波脉冲R3和目标物O4对应的目标回波脉冲R4在预设调制信号的第二个多周期范围M1内，在第二个多周期范围M1内，且目标回波脉冲R3和目标回波脉冲R4与发射脉冲E3和发射脉冲E4之间相差一个脉冲间隔，则相邻回波测量距离差值与单个脉冲间隔大小相关。
当待测目标物的距离最远时，如图1中高大建筑上的O5和O6目标物，目标物O5对应的目标回波脉冲R5和目标物O6对应的目标回波脉冲R6在预设调制信号下下一个发射脉冲发射之后返回，如图2(c)所示，此时，目标物O5对应的目标回波脉冲R5和目标物O6对应的目标回波脉冲R6在预设调制信号的第三个多周期范围M2内，在第三个多周期范围M2内，且目标回波脉冲R5和目标回波脉冲R6与发射脉冲E5和发射脉冲E6之间相差两个脉冲间隔，则相邻回波测量距离差值与相邻两个脉冲间隔大小相关。
由此可知，待测目标物相邻回波测量距离的差值与预设调制信号发射脉冲的脉冲间隔个数有关，因此，按照探测设备典型的脉冲重复周期(Pulse Repetition Interval，PRI)调制方式对发射脉冲进行调制。PRI调制后发射脉冲存在一个个连续的脉冲间隔周期。在一个脉冲间隔周期内存在多个脉冲间隔，在一个完整的脉冲间隔周期之后，开启下一个脉冲间隔周期，其中，每个脉冲间隔时间分别为{t1，t2，…，tn}，且{t1，t2，…，tn}等值均靠近发射脉冲的中心频率对应的脉冲间隔tc，每个脉冲间隔大于0.85tc，且小于1.15tc。由于发射脉冲调制规律固定即脉冲间隔固定，可以得到不同多周期下相邻测量距离差值的固定规律。
其中，如图3(a)所示，对于处在第一多周期范围M0的目标物，发射脉冲Ei对应回波脉冲Rj的测量距离为lk，lk即为目标的真实测量距离，同理lk+1也为Ei+1对应目标的真实测量距离。lk+1与lk之间相邻回波测量距离差值d0 0接近0值。
如图3(b)所示，对于处在第二多周期范围M1的目标物，发射脉冲Ei对应回波Rj的测量距离为lk，lk为实际距离减去发射脉冲Ei和发射脉冲Ei+1之间脉冲间隔对应距离。因此，lk与发射脉冲Ei和发射脉冲Ei+1之间脉冲间隔强相关，同理，发射脉冲Ei+1对应的测量距离lk+1与发射脉冲Ei+1和发射脉冲Ei+2间的脉冲间隔强相关。lk+1与lk间差值d0 1与发射脉冲Ei和发射脉冲Ei+1间和发射脉冲Ei+1和发射脉冲Ei+2间两个相邻脉冲间隔的差值强相关。d0 1的具体值与脉冲调制方式即调制信号和其回波脉冲所处的脉冲间隔周期内位置相关。
如图3(c)中所示，对于处在第三多周期范围M2的目标物，发射脉冲Ei对应回波脉冲的测量距离lk与发射脉冲Ei、发射脉冲Ei+1间脉冲间隔加上发射脉冲Ei+1、发射脉冲Ei+2间脉冲间隔相关。发射脉冲Ei+1对应回波脉冲的测量距离lk+1与发射脉冲Ei+1、发射脉冲Ei+2间脉冲间隔加上发射脉冲Ei+2、发射脉冲Ei+3间脉冲间隔相关。因此，lk+1与lk之间的差值d0 2与发射脉冲Ei+2、发射脉冲Ei+3间脉冲间隔减去发射脉冲Ei、发射脉冲Ei+1间脉冲间隔相关。
根据回波脉冲相邻测量距离和预设调制信号对应脉冲间隔之间的关系，本申请得到预设调制信号在不同多周期下目标物相邻测量距离差值的固定规律，从而可基于固定规律确定待测目标物的目标多周期，并最终确定待测目标物的目标距离。
如下结合附图通过具体实例对本申请实施例提供的目标物测距方法进行详细的解释说明，图4为本申请实施例提供的一种目标物测距方法的流程示意图。如图4所示，该方法包括：
S101、采用预设调制信号对发射脉冲进行周期性调制，得到单个脉冲周期的发射脉冲。
在本实施例中，预设调制信号可包括：锯齿波信号、正弦波信号、三角波信号及阶梯波信号等，通过预设调制信号对发射脉冲进行周期性调制，由于发射脉冲存在一个一个连续的脉冲间隔周期，而在每个脉冲间隔周期内存在多个脉冲间隔，在发射一个完整的脉冲间隔周期之后，开启发射下一个脉冲间隔周期，从而在多个脉冲周期中得到单个脉冲周期的发射脉冲，其中，单个脉冲周期内包括：预设调制信号对应的多个脉冲间隔的发射脉冲。
需要说明的是，探测设备发出的信号除了激光脉冲以外，还可以为无线电脉冲、雷达脉冲以及声音脉冲等，其中，不同传输介质的信号对应的传输速度不同。
S102、依次发射单个脉冲周期内多个脉冲间隔的发射脉冲，并依次接收经待测目标物反射回的多个回波脉冲。
S103、根据多个回波脉冲的接收时间和多个回波脉冲最近的发射脉冲的发射时间，确定多个回波脉冲对应的测量距离。
其中，根据接收到每个回波脉冲的时间、每个回波脉冲最近的发射脉冲的发射时间以及预设调制信号的传播速度，确定每个回波脉冲对应的测量距离。
S104、根据多个回波脉冲对应的测量距离，得到单个脉冲周期的相邻测量距离差值序列。
具体的，对相邻回波脉冲对应的测量距离进行差值计算，得到多个相邻回波脉冲的测量距离差值，并根据多个回波脉冲的接收时间顺序，对多个回波脉冲对应的多个相邻回波脉冲差值进行排序，得到单个脉冲周期的相邻测量距离差值序列。
S105、根据相邻测量距离差值序列，从预设调制信号对应的多个多周期的规律序列中找到与相邻测量距离差值序列最接近的序列，确定目标多周期。
其中，多周期用于表征回波脉冲与对应的发射脉冲之间的脉冲间隔个数，每个多周期的规律序列中记录有：在每个多周期下预先计算的相邻测量距离差值序列。
从预设调制信号对应的多个多周期的规律序列中，确定与相邻测量距离差值序列最相似的一个多周期规律序列为目标多周期。
S106、根据目标多周期以及回波脉冲对应的测量距离，得到待测目标物的实际距离。
确定目标多周期及确定多个回波脉冲与对应发射脉冲之间相差几个多周期，若目标多周期为第二个多周期，则确定多个回波脉冲与对应发射脉冲之间相差两个脉冲间隔，则知道每个回波脉冲的接收时间和两个脉冲间隔时间，则可确定每个回波脉冲对应发射脉冲的发射时间，从而每个回波脉冲的接收时间减去对应发射脉冲的发射时间，在乘以发射脉冲对应的传输速度，得到探测待测目标物往返的距离，最后在除以2便可得到待测目标物的目标距离。
综上所述，本申请实施例提供一种目标物测距方法，包括：采用预设调制信号对发射脉冲进行周期性调制，得到单个脉冲周期的发射脉冲，然后依次发射单个脉冲周期内多个脉冲间隔的发射脉冲，并依次接收经待测目标物反射回的多个回波脉冲，根据多个回波脉冲的接收时间和多个回波脉冲最近的发射脉冲的发射时间，确定多个回波脉冲对应的测量距离，然后根据多个回波脉冲对应的测量距离，得到单个脉冲周期的相邻测量距离差值序列，根据相邻测量距离差值序列，从预设调制信号对应的多个多周期的规律序列中找到与相邻测量距离差值序列最接近的序列，确定目标多周期，最后根据目标多周期以及回波脉冲对应的测量距离，得到待测目标物的实际距离。本申请的方法，只需获取待测目标物的多个回波脉冲以及发射脉冲的时间，根据多个回波脉冲计算单个脉冲周期的相邻测量距离差值序列，并从预设调制信号对应的多个多周期的规律序列中，确定相邻测量距离差值序列对应的目标多周期，便可得到待测目标物的目标距离，无需其他数据支持，且对探测设备的硬件要求不高，计算多个相邻测量距离差值可减少噪声对目标多周期确定的干扰，提高目标多周期确定的正确率，另外，目标多周期的确定过程中只需要将相邻回波测量距离差值序列与预先确定的规律序列进行比对，计算过程相对简单，解算效率较高。
在上述实施例提供的一种目标物测距方法的基础上，本申请实施例还提供了另一种目标物测距方法的可能实现方式，图5为本申请实施例提供的另一种目标物测距方法的流程示意图，如图5所示，根据相邻测量距离差值序列，从预设调制信号对应的多个多周期的规律序列中，确定目标多周期，包括:
S201、根据相邻测量距离差值序列，从多个多周期的规律序列中，确定与相邻测量距离差值序列最接近的目标规律序列。
S202、确定目标规律序列对应的多周期为目标多周期。
在本实施例中，首先对预设调制信号对应的多个多周期的规律序列与相邻测量距离差值序列进行比较，确定与相邻测量距离差值序列最接近的目标规律序列，在通过目标规律序列对应的多周期，确定相邻测量距离差值序列对应的多周期。
示例的，提供一种锯齿波调制信号对应的多个多周期的规律序列，如表1所示，且单个脉冲间隔周期内脉冲间隔为{tc-2td，tc-td，tc，tc+td，tc+2td}，其中，ld为td对应距离，若锯齿波调制信号为激光脉冲信号，则ld＝td·c/2，其中，c为光速。
表1锯齿波调制信号多个多周期下相邻测量距离差值
其中，pos为脉冲间隔周期内位置，指示为脉冲间隔在脉冲间隔周期内的位置。脉冲间隔大小为tc-2td的脉冲对应的脉冲间隔周期内位置为0，tc对应的脉冲间隔周期内位置为2，同理，可得到单个脉冲周期内不同脉冲间隔对应的位置。对于目标回波脉冲，其脉冲间隔周期内位置为其所在脉冲间隔对应位置，如果目标回波脉冲落在大小为tc-td的脉冲间隔内，那么该回波脉冲对应的脉冲间隔周期内位置为1。
图6为本申请实施例提供的一种相邻测量距离差值推导多周期示意图，如图6所示，若待测目标物的相邻测量距离差值序列{dk，dk+1，dk+2，dk+3，dk+4，dk+5}为{2ld，2ld，2ld，-3ld，-3ld}，则可确定待测目标物的相邻测量距离差值对应的目标多周期为3，即待测目标物的回波脉冲与对应的发射脉冲相隔三个脉冲间隔。
本申请实施例还通过一种确定目标规律序列的方法提供另一种目标物测距的可能实现方式，根据相邻测量距离差值序列，从多个多周期的规律序列中，确定与相邻测量距离差值序列最接近的目标规律序列，包括：
根据相邻测量距离差值序列中正值、负值以及零值的个数，从多个多周期的规律序列中，确定个数相匹配的规律序列为目标规律序列。
具体的，多个多周期的规律序列以上述表1中锯齿波调制信号对应的多个多周期的规律序列为例，若单个脉冲周期内相邻测量距离差值序列中存在正值的个数为1，负值的个数为4，零值的个数为0，则可确定相邻测量距离差值序列中个数相匹配的规律序列为表1中多周期为1所对应的规律序列，则确定相邻测量距离差值序列对应的目标多周期为1。
可选地，根据相邻测量距离差值序列中正值平均值和/或负值平均值，从多个多周期的规律序列中，确定平均值所在范围对应的规律序列为目标规律序列。
具体的，多个多周期的规律序列以上述表1中锯齿波调制信号对应的多个多周期的规律序列为例，若单个脉冲周期内相邻测量距离差值序列中正值平均值为2ld、负值平均值为-3ld，则可确定相邻测量距离差值序列中平均值所在范围的规律序列为表1中多周期为3所对应的规律序列，则确定相邻测量距离差值序列对应的目标多周期为3。
本申请实施例还提供了多种确定目标规律序列的方法，根据相邻测量距离差值序列，从多个多周期的规律序列中，确定与相邻测量距离差值序列最接近的目标规律序列，包括：
本申请实施例还通过另一种确定目标规律序列的方法提供另一种目标物测距的可能实现方式，图7为本申请实施例提供的又一种目标物测距方法的流程示意图，如图7所示，根据相邻测量距离差值序列，从多个多周期的规律序列中，确定与相邻测量距离差值序列最接近的目标规律序列，包括：
S301、分别计算相邻测量距离差值序列和多个多周期的规律序列的相关系数。
S302、根据相关系数，从多个多周期的规律序列中，确定目标规律序列。
其中，相关系数表征了相邻测量距离差值序列和多个多周期的规律序列的相似度，相似度越高，表明相邻测量距离差值序列与目标多周期的规律序列跟接近。
因此，计算出相邻测量距离差值序列和每个多周期的规律序列的相关系数，从中选择与相邻测量距离差值序列相关系数最大的多周期的规律序列为目标规律序列。
可选地，分别计算相邻测量距离差值序列和多个多周期的规律序列的互相关系数。
根据互相关系数，从多个多周期的规律序列中，确定目标规律序列。
具体的，采用互相关算法计算相邻测量距离差值序列和每个多周期的规律序列的互相关系数，并从中选择与相邻测量距离差值序列互相关系数最大的多周期的规律序列为目标规律序列。
可选地，计算相邻测量距离差值序列和多个多周期的规律序列的类相关系数。
根据类相关系数，从多个多周期的规律序列中，确定目标规律序列。
具体的，采用类相关算法计算相邻测量距离差值序列和每个多周期的规律序列的类相关系数，并从中选择与相邻测量距离差值序列类相关系数最大即最接近1的多周期的规律序列为目标规律序列。
其中，类相关系数表达式为：
r(X,Y)＝Cov(X,Y)/Var[X]
X表示为相邻测量距离差值序列，Y为多个多周期的规律序列，Cov(X,Y)为X与Y的协方差，表达式为Cov(X,Y)＝E(XY)–E(X)E(Y)，其中，E(X)为X的期望值，E(Y)为Y的期望值。Var[X]为X的方差，表达式为Var[X]＝E(X2)–E2(X)。其性质为r(X,Y)＝b的充分不必要条件为，存在常数a使得Y＝a+bX成立。因此，r(X,Y)＝1的充分不必要条件为，存在常数a使得Y＝a+X成立。从而确定r(X,Y)＝1的多周期的规律序列为目标规律序列。
需要说明的是，本申请实施例提供的多种确定目标规律序列的方法，可单独使用，从而确定目标规律序列，也可组合使用，使得最终确定的目标规律序列更加准确，具体采用几种确定方法，在此不做限制。
本申请实施例提供的方法中，通过分别计算相邻测量距离差值序列和多个多周期的规律序列的相关系数，并根据相关系数，从多个多周期的规律序列中，确定目标规律序列，从而可根据目标规律序列，确定目标多周期，便于准确计算待测目标物的目标距离。
本申请实施例还提供另一种目标物测距方法的可能实现方式，采用预设调制信号进行发波调制，得到单个脉冲周期的发射脉冲之前，方法还包括：
根据预设中心频率的脉冲间隔、预设时间间隔、以及预设脉冲间隔数量，采用预设波形，生成预设调制信号。
其中，预设波形可包括：锯齿波、正弦波、三角波及阶梯波等，从而根据预设波形的预设中心频率的脉冲间隔、预设时间间隔、以及预设脉冲间隔数量，对应生成锯齿波信号、正弦波信号、三角波信号及阶梯波信号等调制信号。
示例的，不同预设调制信号对应的多个多周期的规律序列不同，在上述表1中，以及对锯齿波调制信号对应的多个多周期的规律序列进行了描述，同理的，本申请实施例还提供的正弦波信号、三角波信号及阶梯波信号等调制信号对应的多个多周期的规律序列，分别表示如下：
表2正弦波调制信号多个多周期下相邻测量距离差值
其中，正弦波调制信号的单个脉冲间隔周期内脉冲间隔为{tc，tc+td，tc+td，tc，tc-td，tc-td}，tc预设中心频率的脉冲间隔、td预设时间间隔、以及预设脉冲间隔数量为6。
表3.三角波调制信号多个多周期下相邻测量距离差值
其中，三角波调信号的单个脉冲间隔周期内脉冲间隔为{tc-td，tc，tc+td，tc}，tc预设中心频率的脉冲间隔、td预设时间间隔、以及预设脉冲间隔数量为4。
表4.阶梯波调制信号不同多周期下相邻测量距离差值
其中，阶梯波调制信号单个脉冲间隔周期内脉冲间隔为{tc-td，tc-td，tc，tc，tc+td，tc+td}，tc预设中心频率的脉冲间隔、td预设时间间隔、以及预设脉冲间隔数量为6。
如下继续对执行本申请上述任一实施例提供的目标物测距装置、探测设备进行相应的解释，其具体的实现过程以及产生的技术效果与前述对应的方法实施例相同，为简要描述，本实施例中未提及部分，可参考方法实施例中的相应内容。
图8为本申请实施例提供的一种目标物测距装置的功能模块示意图。
如图8所示，该目标物测距装置100包括：
调制模块110，用于采用预设调制信号对发射脉冲进行周期性调制，得到单个脉冲周期的发射脉冲，其中，单个脉冲周期内包括：预设调制信号对应的多个脉冲间隔的发射脉冲；
收发模块120，用于依次发射单个脉冲周期内多个脉冲间隔的发射脉冲，并依次接收经待测目标物反射回的多个回波脉冲；
计算模块130，用于根据多个回波脉冲的接收时间和多个回波脉冲最近的发射脉冲的发射时间，确定多个回波脉冲对应的测量距离；
计算模块130，还用于根据多个回波脉冲对应的测量距离，得到单个脉冲周期的相邻测量距离差值序列；
计算模块130，还用于根据相邻测量距离差值序列，从预设调制信号对应的多个多周期的规律序列中找到与相邻测量距离差值序列最接近的序列，确定目标多周期，其中，多周期用于表征回波脉冲与对应的发射脉冲之间的脉冲间隔个数，每个多周期的规律序列中记录有：在每个多周期下预先计算的相邻测量距离差值序列；
计算模块130，还用于根据目标多周期以及回波脉冲对应的测量距离，得到待测目标物的实际距离。
可选地，计算模块130，还用于根据相邻测量距离差值序列，从多个多周期的规律序列中，确定与相邻测量距离差值序列最接近的目标规律序列；确定目标规律序列对应的多周期为目标多周期。
可选地，计算模块130，还用于根据相邻测量距离差值序列中正值、负值以及零值的个数，从多个多周期的规律序列中，确定个数相匹配的规律序列为目标规律序列。
可选地，计算模块130，还用于根据相邻测量距离差值序列中正值平均值和/或负值平均值，从多个多周期的规律序列中，确定平均值所在范围对应的规律序列为目标规律序列。
可选地，计算模块130，还用于分别计算相邻测量距离差值序列和多个多周期的规律序列的相关系数；根据相关系数，从多个多周期的规律序列中，确定目标规律序列。
可选地，计算模块130，还用于分别计算相邻测量距离差值序列和多个多周期的规律序列的互相关系数；根据互相关系数，从多个多周期的规律序列中，确定目标规律序列。
可选地，计算模块130，还用于计算相邻测量距离差值序列和多个多周期的规律序列的类相关系数；根据类相关系数，从多个多周期的规律序列中，确定目标规律序列。
可选地，目标物测距装置100还包括：
生成模块，用于根据预设中心频率的脉冲间隔、预设时间间隔、以及预设脉冲间隔数量，采用预设波形，生成预设调制信号。
上述装置用于执行前述实施例提供的方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。
本申请实施例还提供的一种探测设备的示意图，该探测设备可用于目标物测距。该探测设备包括：调制模块、收发模块、以及计算模块；其中，调制模块连接收发模块，收发模块连接计算模块；收发装置可以为定点收发装置，比如测距仪，也可以为扫描收发装置，比如激光雷达。
调制模块，用于采用预设调制信号对发射脉冲进行周期性调制，得到单个脉冲周期的发射脉冲，其中，单个脉冲周期内包括：预设调制信号对应的多个脉冲间隔的发射脉冲；
收发模块，用于依次发射单个脉冲周期内多个脉冲间隔的发射脉冲，并依次接收经待测目标物反射回的多个回波脉冲；
计算模块，用于根据多个回波脉冲的接收时间和多个回波脉冲最近的发射脉冲的发射时间，确定多个回波脉冲对应的测量距离；
计算模块，还用于根据多个回波脉冲对应的测量距离，得到单个脉冲周期的相邻测量距离差值序列；
计算模块，还用于根据相邻测量距离差值序列，从预设调制信号对应的多个多周期的规律序列中找到与相邻测量距离差值序列最接近的序列，确定目标多周期，其中，多周期用于表征回波脉冲与对应的发射脉冲之间的脉冲间隔个数，每个多周期的规律序列中记录有：在每个多周期下预先计算的相邻测量距离差值序列；
计算模块，还用于根据目标多周期以及回波脉冲对应的测量距离，得到待测目标物的实际距离。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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例方案的目的。
另外，在本发明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，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种目标物测距方法，其特征在于，包括：
采用预设调制信号对发射脉冲进行周期性调制，得到单个脉冲周期的发射脉冲，其中，所述单个脉冲周期内包括：所述预设调制信号对应的多个脉冲间隔的发射脉冲；
依次发射所述单个脉冲周期内所述多个脉冲间隔的发射脉冲，并依次接收经待测目标物反射回的多个回波脉冲；
根据所述多个回波脉冲的接收时间和所述多个回波脉冲最近的发射脉冲的发射时间，确定所述多个回波脉冲对应的测量距离；
根据所述多个回波脉冲对应的测量距离，得到所述单个脉冲周期的相邻测量距离差值序列；
根据所述相邻测量距离差值序列，从所述预设调制信号对应的多个多周期的规律序列中找到与所述相邻测量距离差值序列最接近的序列，确定目标多周期，其中，多周期用于表征回波脉冲与对应的发射脉冲之间的脉冲间隔个数，每个多周期的规律序列中记录有：在所述每个多周期下预先计算的相邻测量距离差值序列；
根据所述目标多周期以及所述回波脉冲对应的测量距离，得到所述待测目标物的实际距离。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述相邻测量距离差值序列，从所述预设调制信号对应的多个多周期的规律序列中找到与所述相邻测量距离差值序列最接近的序列，确定目标多周期，包括:
根据所述相邻测量距离差值序列，从所述多个多周期的规律序列中，确定与所述相邻测量距离差值序列最接近的目标规律序列；
确定所述目标规律序列对应的多周期为所述目标多周期。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述相邻测量距离差值序列，从所述多个多周期的规律序列中，确定与所述相邻测量距离差值序列最接近的目标规律序列，包括：
根据所述相邻测量距离差值序列中正值、负值以及零值的个数，从所述多个多周期的规律序列中，确定个数相匹配的规律序列为所述目标规律序列。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述相邻测量距离差值序列，从所述多个多周期的规律序列中，确定与所述相邻测量距离差值序列最接近的目标规律序列，包括：
根据所述相邻测量距离差值序列中正值平均值和/或负值平均值，从所述多个多周期的规律序列中，确定平均值所在范围对应的规律序列为所述目标规律序列。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述相邻测量距离差值序列，从所述多个多周期的规律序列中，确定与所述相邻测量距离差值序列最接近的目标规律序列，包括：
分别计算所述相邻测量距离差值序列和所述多个多周期的规律序列的相关系数；
根据所述相关系数，从所述多个多周期的规律序列中，确定所述目标规律序列。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述分别计算所述相邻测量距离差值序列和所述多个多周期的规律序列的相关系数，包括：
分别计算所述相邻测量距离差值序列和所述多个多周期的规律序列的互相关系数；
根据所述互相关系数，从所述多个多周期的规律序列中，确定所述目标规律序列。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述分别计算所述相邻测量距离差值序列和所述多个多周期的规律序列的相关系数，包括：
计算所述相邻测量距离差值序列和所述多个多周期的规律序列的类相关系数；
根据所述类相关系数，从所述多个多周期的规律序列中，确定所述目标规律序列。
8.根据权利要求1-7中任一所述的方法，其特征在于，所述采用预设调制信号进行发波调制，得到单个脉冲周期的发射脉冲之前，所述方法还包括：
根据预设中心频率的脉冲间隔、预设时间间隔、以及预设脉冲间隔数量，采用预设波形，生成所述预设调制信号。
9.一种目标物测距装置，其特征在于，包括：
调制模块，用于采用预设调制信号对发射脉冲进行周期性调制，得到单个脉冲周期的发射脉冲，其中，所述单个脉冲周期内包括：所述预设调制信号对应的多个脉冲间隔的发射脉冲；
收发模块，用于依次发射所述单个脉冲周期内所述多个脉冲间隔的发射脉冲，并依次接收经待测目标物反射回的多个回波脉冲；
计算模块，用于根据所述多个回波脉冲的接收时间和所述多个回波脉冲最近的发射脉冲的发射时间，确定所述多个回波脉冲对应的测量距离；
所述计算模块，还用于根据所述多个回波脉冲对应的测量距离，得到所述单个脉冲周期的相邻测量距离差值序列；
所述计算模块，还用于根据所述相邻测量距离差值序列，从所述预设调制信号对应的多个多周期的规律序列中找到与所述相邻测量距离差值序列最接近的序列，确定目标多周期，其中，多周期用于表征回波脉冲与对应的发射脉冲之间的脉冲间隔个数，每个多周期的规律序列中记录有：在所述每个多周期下预先计算的相邻测量距离差值序列；
所述计算模块，还用于根据所述目标多周期以及所述回波脉冲对应的测量距离，得到所述待测目标物的实际距离。
10.一种探测设备，其特征在于，所述探测设备包括：调制模块、收发模块、以及计算模块；其中，所述调制模块连接所述收发模块，所述收发模块连接所述计算模块；
所述调制模块，用于采用预设调制信号对发射脉冲进行周期性调制，得到单个脉冲周期的发射脉冲，其中，所述单个脉冲周期内包括：所述预设调制信号对应的多个脉冲间隔的发射脉冲；
所述收发模块，用于依次发射所述单个脉冲周期内所述多个脉冲间隔的发射脉冲，并依次接收经待测目标物反射回的多个回波脉冲；
所述计算模块，用于根据所述多个回波脉冲的接收时间和所述多个回波脉冲最近的发射脉冲的发射时间，确定所述多个回波脉冲对应的测量距离；
所述计算模块，还用于根据所述多个回波脉冲对应的测量距离，得到
所述单个脉冲周期的相邻测量距离差值序列；
所述计算模块，还用于根据所述相邻测量距离差值序列，从所述预设调制信号对应的多个多周期的规律序列中找到与所述相邻测量距离差值序列最接近的序列，确定目标多周期，其中，多周期用于表征回波脉冲与对应的发射脉冲之间的脉冲间隔个数，每个多周期的规律序列中记录有：在所述每个多周期下预先计算的相邻测量距离差值序列；
所述计算模块，还用于根据所述目标多周期以及所述回波脉冲对应的测量距离，得到所述待测目标物的实际距离。
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