CN116755100B - 激光雷达设备及其测距调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于激光雷达技术领域，尤其涉及一种激光雷达设备及其测距调节方法，其中，测距调节方法首先标定出接收单元内不同像素位置的回波强度，以及对应的校正系数，并根据校正系数对不同位置的像素输出的强度数据进行修正，从而使得同一接收单元的对应像素输出的强度数据具有一致性，并根据修正强度数据确定待测物的距离信息，提高测距精准度。

Description

激光雷达设备及其测距调节方法

技术领域

本发明属于激光雷达技术领域，尤其涉及一种激光雷达设备及其测距调节方法。

背景技术

在人工智能、无人驾驶领域的日益发展，对激光雷达的探测精度的要求也日益提高。其中，激光接收模块通常包括阵列排布的接收单元，每一个接收单元由像素阵列组成。

当发射单元的光斑照射在其中一个接收单元时，往往会使得一个接收单元的中间位置的像素的能量更强，而边缘位置的能量相对弱些。导致相邻相两个接收单元的边缘像素出现明显的强度变弱，影响测距。且常规驱动方式中，在控制发射单元的功率时，必须使得整个接收单元的功率全部一起增强或减小，无法单独根据接收单元按照像素级别的子单元进行控制，因此，无法通过调节发射单元的功率来控制接收单元的不同像素的强度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光雷达设备的测距调节方法，旨在解决传统的激光雷达设备存在接收单元的不同位置像素的光强不同，影响测距精准度的问题。

本发明实施例的第一方面提出了一种激光雷达设备的测距调节方法，所述激光雷达设备包括激光发射模块和激光接收模块，所述激光接收模块包括阵列排布的接收单元，所述接收单元包括多个像素；所述测距调节方法包括：

标定出所述接收单元内不同像素位置的回波强度，基于所述回波强度确定所述接收单元内不同位置的像素的校正系数；

当预设位置的接收单元接收到回波后，根据该接收单元内不同位置的像素的校正系数进行回波强度修正计算，得到预设位置的接收单元内不同位置的像素对应的回波强度修正数据；

根据所述回波强度修正数据确定待测物的距离信息。

可选地，所述标定出所述接收单元内不同像素位置的回波强度，基于所述回波强度确定所述接收单元内不同位置的像素的校正系数之前，所述测距调节方法还包括：

获取当前接收回波的接收单元所处的接收阵列中的位置；

当所述接收单元处于预设位置，则进行所述接收单元的标定。

可选地，所述标定出接收单元内不同像素位置的回波强度，基于所述回波强度确定接收单元内不同位置的像素的校正系数的步骤具体包括：

采用不同标定反射率的反射材质对预设位置的所述接收单元内不同像素位置的回波强度进行多次标定，得到预设位置的所述接收单元内不同位置的像素的不同反射率下的校正系数；

对不同位置的像素的不同反射率的校正系数进行线性差值计算，得到预设位置的所述接收单元内不同位置的像素在所述不同反射率下的实际校正系数。

可选地，所述当预设位置的接收单元接收到回波后，根据该接收单元内不同位置的像素的校正系数进行回波强度修正计算，得到预设位置的接收单元内不同位置的像素对应的回波强度修正数据的步骤之后还包括：

对相邻所述接收单元内基准位置的像素的修正强度数据进行强度滤波处理并输出，并根据滤波后的所述修正回波强度数据确定待测物的距离信息。

可选地，所述对相邻所述接收单元内基准像素的修正强度数据进行强度滤波处理的步骤具体包括：

接收相邻所述接收单元内基准像素的回波强度信息；

对所述相邻接收单元内基准像素的回波数据分别进行滤波处理。

可选地，所述基准像素包括：

相邻两个所述接收单元的中心区域对应的多列或者多行的像素。

本发明实施例的第二方面提出了一种激光雷达设备，包括激光发射模块、激光接收模块和分别与所述激光发射模块和所述激光接收模块连接的控制电路，所述控制电路包括驱动转换电路、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，所述处理器执行所述计算机程序时对应控制所述驱动转换电路实现如上所述激光雷达设备的测距调节方法的步骤；

其中，所述激光接收模块包括阵列排布的接收单元，所述激光发射模块包括单个发射单元或者阵列排布的多个发射单元。

可选地，所述发射单元包括激光器，所述激光发射模块还包括对应于所述激光器设置的发射镜头；

所述接收单元包括阵列排布的像素，所述激光接收模块还包括对应于阵列排布的所述像素设置的至少一个接收镜头。

可选地，所述驱动转换电路包括：

与所述处理器和所述激光发射模块分别连接的激光驱动电路，所述激光驱动电路根据所述处理器输出的控制信号对应开启或者关闭，以及调节所述发射单元在一帧扫描图像中的激光发射次数和/或发射功率；

与所述激光接收模块和所述处理器分别连接的信号转换电路，所述信号转换电路用于将所述接收单元转换输出的电流信号转换为对应回波脉冲信号，并输出所述回波脉冲信号至所述处理器。

可选地，所述像素包括光电转换二极管。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的激光雷达设备的测距调节方法首先标定出接收单元内不同像素位置的回波强度，以及对应的校正系数，并根据校正系数对不同位置的像素输出的强度数据进行修正，从而使得同一接收单元的对应像素输出的强度数据具有一致性，并根据修正强度数据确定待测物的距离信息，提高测距精准度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的激光雷达设备的第一种结构示意图；

图2为传统的接收单元的结构示意图；

图3为图2所示的接收单元中的像素的电路示意图；

图4为本发明实施例提供的激光雷达设备的测距调节方法的第一种流程示意图；

图5为本发明实施例提供的激光雷达设备的测距调节方法的第二种流程示意图；

图6为图4所示的测距调节方法中步骤S10流程图；

图7为本发明实施例提供的激光雷达设备的测距调节方法的第三种流程示意图；

图8为图7所示的测距调节方法中步骤S40的流程示意图；

图9为图7所示的测距调节方法中步骤S40的另一流程示意图；

图10为本发明实施例提供的测距调节方法中滤波处理的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的激光雷达设备的第二种结构示意图；

图12为本发明实施例提供的激光雷达设备的第三种结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明实施例的第一方面提出了一种激光雷达设备1的测距调节方法，如图1所示，激光雷达设备1包括激光发射模块10和激光接收模块20，激光发射模块10和激光接收模块20由对应的控制电路30驱动进行激光收发工作，激光发射模块10由单个发射单元或者m1行*n1列阵列排布的发射单元组成，激光接收模块20由m2行*n2列阵列排布的接收单元组成，其中，m1和n1均大于或者等于1，m2和n2均大于或者等于1，m1和m2可相等或者不等，同理，n1和n2可相等或者不等，即可选地，发射阵列和接收阵列的行数和列数可以一一对应，可选的，发射阵列和接收阵列的可以行数不等，列数相等，可选地，发射阵列和接收阵列可以行数相等，列数不等，本申请对于发射阵列和接收阵列的具体结构不限。

可以理解的是，本申请对于激光雷达设备1的扫描形式也不限制，该激光雷达设备1可以包括扫描件如转镜、振镜等，该激光雷达设备1也可以为机械旋转式激光雷达设备1，即转台带动发射阵列和接收阵列进行旋转扫描。可选地，本申请中的激光雷达设备1也可以为纯固态激光雷达设备1，本申请对于激光雷达设备1的具体类型不作限制。

即激光雷达设备1为至少具有一行或者一列接收单元的激光雷达设备1，例如包括一个发射单元和阵列接收单元，一个发射单元以对应次数发射激光，多个接收单元同时或者按照预设时序接收相同次数的回波激光信号，或者激光雷达设备1包括阵列发射单元和阵列接收单元，每一发射单元与每一接收单元一对一、一对多或者多对多进行激光的收发工作，因此，发射单元与接收单元具体对应关系根据激光雷达设备1的结构和需求进行具体设置，在此不做具体限定，例如阵列型激光雷达设备1，使用阵列发射器件和阵列接收器件，在雷达内部没有运动部件，是目前一种提升激光雷达设备1可靠性的有效设计结构。

激光发射模块10还包括设置于发射单元的发射镜头，发射镜头由一个或多个镜片组成，激光接收模块20同样包括设置于阵列结构的接收镜头，接收镜头由一个或多个镜片组成，激光发射模块10在控制电路30的驱动下发射出对应功率和/或次数的激光至待测物2，激光在待测物2反射回激光接收模块20，接收单元通过接收镜头接收到对应的回波信号，并转换为对应的电信号。

以阵列型激光雷达设备1为例，发射部分由多个发射单元组成阵列结构，接收部分由多个接收单元组成阵列结构，设置于阵列结构的发射镜头由一个或多个镜片组成，接收镜头由一个或多个镜片组成，如图2所示，接收单元包括多个像素，像素可阵列排布或者其他方式排布，像素包括光电转换元件，其中，光电转换元件包括但不限于光电转换二极管，如还可以是Pin型光电二极管，同时，像素还可包括对应的晶体管，例如传输晶体管TX、复位晶体管RST、源极跟随晶体管SF以及行选择晶体管SEL，光电转换元件、传输晶体管TX、复位晶体管RST、源极跟随晶体管SF以及行选择晶体管SEL的个数可为一个或者多个，即像素的结构可对应选择，具体结构不限，如图3所示，以基础像素为例，像素包括光电二极管PD、传输晶体管TX、复位晶体管RST、源极跟随晶体管SF、行选择晶体管SEL，其中，光电二极管PD的阴极与传输晶体管TX的第一端连接，传输晶体管TX的第二端、复位晶体管RST的第一端以及源极跟随晶体管SF的受控端均耦接至浮动扩散节点，光电二极管PD的阳极接地，复位晶体管RST的第二端和源极跟随晶体管SF的第一端均与正电源端VDD连接，源极跟随晶体管SF的第二端与行选择晶体管SEL的第一端连接，行选择晶体管SEL的第二端构成像素的输出端，并用于输出对应的电信号。

当发射单元的光斑照射在其中一个接收单元时，往往会使得一个接收单元的中间位置的像素的能量更强，而边缘位置的能量相对弱些，能量变弱，则回波信号变弱，使得接收单元中的探测器所能接收到的光子数会降低，进而导致测距能力变弱。例如中间位置的测距能力可以达到100m，而边缘位置的测距能力只能达到80m，出现测距不均匀性，影响测距精准度。

为了使得处于不同接收单元不同位置下的像素的测距能力达到平衡一致，提高测距精准度，提出了一种测距调节方法，如图4所示，测距调节方法包括如下步骤：

步骤S10、标定出接收单元内不同像素位置的回波强度，基于回波强度确定接收单元内不同位置的像素的校正系数。

本实施例中，可通过反射材质或者理论计算获取接收单元内不同像素位置的回波强度并进行标定，例如图2中像素Pixel(1,1)至像素Pixel(3,5)的对应位置的回波强度，从而得出回波强度对应的校正系数，其中，校正系数指的是，对比于基准像素的基准回波强度的比值，例如像素（2,2）为基准像素，其回波强度为1，基准系数为1，像素（3,2）的回波强度为0.7，则像素（3,2）的校正系数为0.7。

步骤S20、当预设位置的接收单元接收到回波后，根据该接收单元内不同位置的像素的校正系数进行回波强度修正计算，得到预设位置的接收单元内不同位置的像素对应的回波强度修正数据。

步骤S30、根据回波强度修正数据确定待测物2的距离信息。

后续测距时，像素接收到光信号后输出电信号，同时，对除基准像素以外的像素进行电信号的强度修正，其中，由于同一接收单元的每一像素接收到的光强不同，输出的电信号的大小不同，电信号的大小对应于校正系数的大小，例如基准像素的输出电信号为1A，另一像素A的校正系数为0.7，输出的电信号为0.7A，对另一像素A的电信号进行校正，将得到的电信号除以校正系数，即0.7A/0.7=1A，最终得到与基准像素的电信号等大的电信号，即得到预设位置的接收单元内不同位置的像素的修正强度数据，并输出至后端测距模块，后端测距模块根据各修正后的修正强度数据确定该接收单元待测物2的距离信息，由于同一接收单元的不同位置像素的回波强度对应的电信号经修正后接近一致，提高测距精准度。

同时，由于对激光接收模块20的各接收单元的各像素进行标定不同像素位置的校正系数时，当整个激光雷达设备1的像素数量较多时，得到的校正系数非常多，存在运算单元的计算量增加，或者存储单元的存储量不足的问题。

为了解决此技术问题，本实施例中，只对激光接收模块20的预设位置的接收单元进行标定和校正，即对指定位置进行标定和校正，为此，在本申请的另一可选的实施例中，在校正前，需要获取待校正的预设位置的接收单元，可选地，如图5所示，步骤S10之前还包括：

步骤S40、获取当前接收回波的接收单元所处的接收阵列中的位置；

步骤S50、当接收单元处于预设位置，则进行该接收单元的标定。

本实施例中，在标定和校正前，设定好预设位置的信息，并获取接收阵列的当前接收回波的接收单元的位置信息，将当前接收回波的接收单元的位置信息与预设位置信息进行匹配，信息匹配时，确定接收单元处于预设位置，并对处于预设位置的接收单元进行标定，以及当信息不匹配时，确定接收单元处于非预设位置，则不对该位置的接收单元进行标定，例如，设定接收阵列中的中心视场区域为预设位置，则在标定校正前，判断接收阵列的各接收单元是否处于中心视场区域，当判断对应接收单元处于中心视场区域时，则对中心视场区域的接收单元进行标定和校正，以及当判断对应接收单元处于非中心视场区域时，例如边缘视场区域时，则不对该位置的接收单元进行标定和校正处理。

其中，接收单元包括多个接收像素，当接收单元处于预设位置，则进行接收单元的标定包括：当接收单元处于预设位置，则根据接收单元内的不同位置的像素的校正系数进行回波强度修正计算，得到预设位置的接收单元内不同位置的像素的回波修正数据。

其中，可以理解的是，中心视场为激光雷达设备1中，垂直和水平视场位置位于总的视场中心的区域。具体中心视场的探测范围根据探测需求进行调整。举例来说，若激光雷达设备1的水平探测范围为（-60°~60°），垂直的探测范围为（-15°~15°）。则中心视场水平的探测范围可以为（-30°~30°），垂直的探测范围为（-5°~5°）。可以理解的是，具体的中心视场的范围可以根据探测精度要求进行调整，例如，雷达要求探测精度高的区域为水平探测视场范围为（-40°~40°），垂直的探测范围为（-7.5°~7.5°）。则可以调整中心区域为水平（-40°~40°），垂直的探测范围为（-7.5°~7.5°）。

可选地，作为本申请的另一实施例，预设位置也可为激光接收模块20的接收阵列中心区域或者接收阵列边缘区域，即只对接收阵列中间区域的多个接收单元的对应位置像素进行校正，或者只对接收阵列边缘区域的接收单元的对应位置像素进行校正，因此，校正系数的计算量减小，减轻了运算单元的计算量，以及减少了存储单元的存储量。

可选地，作为本申请的另一实施例，预设位置也可以为变化的，即基于接收单元接收回波的时间来确认的，当该接收单元接收回波时间小于预设值，则对该接收单元的回波强度进行校正；当该接收单元接收回波的时间大于预设值，则对该接收单元的回波强度不进行校正。可以理解的是，当接收单元接收到的回波时间小于预设值，说明探测物体距离雷达较近，则根据探测需求，则需要的探测精度较高。当接收单元接收到的回波时间大于预设值，说明探测物体距离雷达较远，则不对该接收单元的回波强度进行校正。即根据接收到的回波的时间确定探测物体的位置是否处于预设距离范围内，当处于预设距离范围内，则对该接收单元进行回波强度校正，从而进一步提升探测需求内的接收单元的探测精度。

同时，为了提高校正系数的精准度，如图6所示，可选地，步骤S10的步骤具体包括：

步骤S11、采用不同标定反射率的反射材质对预设位置的接收单元内不同像素位置的回波强度进行多次标定，得到预设位置的接收单元内不同位置的像素的不同反射率下的校正系数；

步骤S12、对不同位置的像素的不同反射率的校正系数进行线性插值计算，得到预设位置的接收单元内不同位置的像素在不同反射率下的实际校正系数。

本实施例中，反射材质可选择为对应的反光材料，例如反光膜、反光布，反射材质具有对应大小的反射率，例如10%、40%、80%的反射率。

在经过一次扫描后，在预设位置的接收单元上多次设置不同的反射材质，不同反射率的反射材质接收到激光发射模块10输出的激光脉冲信号后，将原激光脉冲信号以对应反射率进行反射，并反射至对应光强检测模块，从而获取预定位置的接收单元内不同反射率下的不同像素位置的回波强度，例如图2中像素Pixel(1,1)至像素Pixel(3,5)的对应位置的回波强度，从而得出多组回波强度对应的多组校正系数，例如分别采用反射率分别为10%、40%、90%的反射材质，得到不同反射率不同像素位置的回波强度，以及对应多组校正系数，然后对强度修正对应的修正系数计算时，根据实际回波强度所在的范围进行线性插值，进行实际的修正系数的计算。

同时，强度计算的校正系数，可以使用理论仿真得到，也可以使用标定方式得到。例如所有的接收单元均以自身接收单元内部的中心区域为基准，而边缘区域均按自身接收单元的校正系数进行校正，由于不同的接收单元的中心区域在实际标定时，总会存在一小部分偏差，使得不同的接收单元的校正系数依然会存在较小的偏差，为了减小不同接收单元的校正系数的偏差，在接收光强后，对每个像素按照滤波窗的大小，进行强度滤波处理，即如图7所示，可选地，步骤S20之后还包括：

步骤S60、对相邻接收单元内基准像素的修正强度数据进行强度滤波处理并输出，并根据滤波后的修正回波强度数据确定待测物2的距离信息。

本实施例中，当采用相同反射率的反射材质对预设位置的接收单元进行回波强度以及校正系数确定，接收单元中，以中心位置的像素作为基准像素，但是，不同位置的接收单元，其基准像素对应的基准系数的大小由于位置不同可能存在差异，例如，如图2所示，左侧接收单元的中心像素Pixel（2,3）的反射强度修正系数为1，右侧接收单元的中心像素Pixel（2,3）的反射强度修正系数为1.4，为了保证探测的准确性，相邻的接收单元的基准像素（中心像素）的回波强度的差异要在预设范围内，因此，需要对不同基准系数下的像素的校正系数进行强度修正计算后，再进行强度滤波处理。

例如，左侧接收单元的中心像素Pixel（2,3）的基准系数为1，右侧接收单元的中心像素Pixel（2,3）的基准系数为1.4，在同一强度的光斑照射下，回波强度相同，由于基准系数不同，生成的电信号大小不同，或者，左侧接收单元的像素Pixel（2,5）的校正系数为0.5，而右侧接收单元的像素Pixel（2,5）的校正系数为0.7，在同一强度的光斑照射下，回波强度相同，由于校正系数不同，生成的电信号大小不同。

为了使得相邻接收单元的同一位置的修正强度数据相同，通过对相邻接收单元内同一位置的基准像素的修正强度数据进行强度滤波处理并输出，例如对左侧接收单元的中心像素Pixel（2,3）和右侧接收单元的中心像素Pixel（2,3）的输出电信号进行滤波处理，使其电信号接近一致，且对左侧接收单元的像素Pixel（2,5）和右侧接收单元的像素Pixel（2,5）的输出电信号进行滤波处理，使得不同校正系数的像素的对应输出的电信号的修正强度数据一致，提高测距精准度。

其中，采用滑窗滤波器选定对应位置的像素进行分别滤波，按照对应位置进行不同强度的滤波，如图8所示，可选地，步骤S60具体包括：

步骤S61、接收相邻接收单元内基准像素的回波强度信息；

步骤S62、对相邻接收单元内基准像素的回波数据分别进行滤波处理。

如图9所示，可选地，步骤S60还包括：

步骤S71、获取滤波后的基准像素的修正强度数据；

步骤S72、根据滤波后的基准像素的修正强度数据进行边缘像素的修正系数调整。

本实施例中，根据滤波后的基准像素的修正系数进行边缘像素的强度修正系数的调整，使得对应相邻接收单元的边缘像素具有一致的强度修正数据，提高测距精准度。

滑窗滤波器的范围，即需进行滤波的像素位置的组合范围，可选择两个相邻像素的整体范围，或者局部，为了减少数据计算量，可选地，如图10所示，边缘像素包括：

相邻两个接收单元的中心区域间的多列或者多行的像素，即滤波窗的大小，与像素位置大小相关，滤波窗的大小是好能覆盖上相邻两个接收单元的像素中心区域，同时滤波窗的大小不要超过两个接收单元。

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，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的激光雷达设备1的测距调节方法首先采用标定反射率的反射材质标定出预设位置的接收单元内不同像素位置的回波强度，以及对应的校正系数，以及根据校正系数对不同位置的像素输出的强度数据进行修正，从而使得同一接收单元的对应像素输出的强度数据具有一致性，并根据修正强度数据确定待测物2的距离信息，提高测距精准度。

本发明实施例的第二方面提出了一种激光雷达设备1，如图11所示，激光雷达设备1包括激光发射模块10、激光接收模块20和分别与激光发射模块10和激光接收模块20连接的控制电路30，控制电路30包括驱动转换电路31、存储器33、处理器32以及存储在存储器33中并可在处理器32上运行的计算机程序，处理器32执行计算机程序时对应控制驱动转换电路31实现如上激光雷达设备1的测距调节方法的步骤；

其中，激光接收模块20包括阵列排布的接收单元。

本实施例中，激光发射模块10由单个发射单元或者m1行*n1列阵列排布的发射单元组成，激光接收模块20由m2行*n2列阵列排布的接收单元组成，其中，m1和n1均大于或者等于1，m2和n2均大于或者等于1，m1和m2可相等或者不等，同理，n1和n2可相等或者不等，即可选地，发射阵列和接收阵列的行数和列数可以一一对应，可选的，发射阵列和接收阵列的可以行数不等，列数相等，可选地，发射阵列和接收阵列可以行数相等，列数不等，本申请对于发射阵列和接收阵列的具体结构不限。

可以理解的是，本申请对于激光雷达设备1的扫描形式也不限制，该激光雷达设备1可以包括扫描件如转镜、振镜等，该激光雷达设备1也可以为机械旋转式激光雷达设备1，即转台带动发射阵列和接收阵列进行旋转扫描。可选地，本申请中的激光雷达设备1也可以为纯固态激光雷达设备1，本申请对于激光雷达设备1的具体类型不作限制。

激光发射模块10还包括设置于发射单元的发射镜头，发射镜头由一个或多个镜片组成，激光接收模块20同样包括设置于阵列结构的接收镜头，接收镜头由一个或多个镜片组成，激光发射模块10在控制电路30的驱动下发射出对应功率和/或次数的激光至待测物2，激光在待测物2反射回激光接收模块20，接收单元通过接收镜头接收到对应的回波信号，并转换为对应的电信号。

以阵列型激光雷达设备1为例，发射部分由多个发射单元组成阵列结构，接收部分收多个接收单元组成阵列结构，设置于阵列结构的发射镜头由一个或多个镜片组成，接收镜头由一个或多个镜片组成，如图2所示，接收单元包括阵列排布的像素，像素包括光电转换元件，其中，光电转换元件包括但不限于光电转换二极管，如还可以是Pin型光电二极管，同时，像素还可包括对应的晶体管，例如传输晶体管TX、复位晶体管RST、源极跟随晶体管SF以及行选择晶体管SEL，光电转换元件、传输晶体管TX、复位晶体管RST、源极跟随晶体管SF以及行选择晶体管SEL的个数可为一个或者多个，即像素的结构可对应选择，具体结构不限，如图3所示，以基础像素为例，像素包括光电二极管PD、传输晶体管TX、复位晶体管RST、源极跟随晶体管SF、行选择晶体管SEL，其中，光电二极管PD的阴极与传输晶体管TX的第一端连接，传输晶体管TX的第二端、复位晶体管RST的第一端以及源极跟随晶体管SF的受控端均耦接至浮动扩散节点，光电二极管PD的阳极接地，复位晶体管RST的第二端和源极跟随晶体管SF的第一端均与正电源端VDD连接，源极跟随晶体管SF的第二端与行选择晶体管SEL的第一端连接，行选择晶体管SEL的第二端构成像素的输出端，并用于输出对应的电信号。

为了使得处于不同接收单元不同位置下的像素的测距能力达到平衡一致，处理器32对应控制驱动转换电路31实现如上激光雷达设备1的测距调节方法，即在经过一次扫描后，在预设位置的接收单元上设置反射材质，反射材质接收到激光发射模块10输出的激光脉冲信号后，将原激光脉冲信号以对应反射率进行反射，并反射至对应光强检测模块，从而获取预定位置的接收单元内不同像素位置的回波强度，例如图中像素Pixel(1,1)至像素Pixel(3,5)的对应位置的回波强度，从而得出回波强度对应的校正系数，其中，校正系数指的是，对比于基准像素的基准回波强度的比值，例如像素（2,2）为基准像素，其回波强度为1，基准系数为1，像素（3,2）的回波强度为0.7，则像素（3,2）的校正系数为0.7。

后续测距时，像素接收到光信号后输出电信号，同时，对除基准像素以外的像素进行电信号的强度修正，其中，由于同一接收单元的每一像素接收到的光强不同，输出的电信号的大小不同，电信号的大小对应于校正系数的大小，例如基准像素的输出电信号为1A，另一像素A的校正系数为0.7，输出的电信号为0.7A，对另一像素A的电信号进行校正，将得到的电信号除以校正系数，即0.7A/0.7=1A，最终得到与基准像素的电信号等大的电信号，即得到预设位置的接收单元内不同位置的像素的修正强度数据，并输出至后端测距模块，后端测距模块根据各修正后的修正强度数据确定该接收单元待测物2的距离信息，由于同一接收单元的不同位置像素的回波强度对应的电信号经修正后接近一致，提高测距精准度。

其中，发射单元包括激光器，例如气体激光器、固体激光器、半导体激光器，激光器在驱动转换电路31的作用下发射激光，激光发射模块10还包括对应于激光器设置的发射镜头，发射镜头相对一个或者多个激光器设置，同时，接收单元包括阵列排布的像素，激光接收模块20还包括对应于多个阵列排布的像素设置的至少一个接收镜头，像素将反射回的回波激光信号转换为对应电信号类型的回波脉冲信号，并通过驱动转换电路31转换输出至处理器32，进行校正系数、修正强度数据以及待测物2距离信息的确定。

像素可采用对应的光电结构，可选地，像素包括光电转换二极管，光电转换二极管完成光电转换，光电转换二极管可选择Si光电二极管、雪崩光电二极管、PIN光电二极管、肖特基势垒光电二极管、HgCdTe光伏二极管等中的任意一种，具体根据激光雷达设备1的需求进行选择，可选地，光电转换二极管为单光子雪崩二极管(Single Photon AvalancheDiode，SPAD)。

驱动转换电路31完成发射单元的驱动工作以及接收单元的信号转换工作，可采用对应的激光驱动电路311和信号处理电路，例如充放电电路、放大器等结构，如图12所示，可选地，驱动转换电路31包括：

与处理器32和激光发射模块10分别连接的激光驱动电路311，激光驱动电路311根据处理器32输出的控制信号对应开启或者关闭，以及调节发射单元在一帧扫描图像中的激光发射次数和/或发射功率；

与激光接收模块20和处理器32分别连接的信号转换电路312，信号转换电路312用于将接收单元转换输出的电流信号转换为对应回波脉冲信号，并输出回波脉冲信号至处理器。

激光驱动电路311受处理器32输出的驱动控制信号驱动激光器工作，激光器以预设功率以及对应发射次数发射激光，从而使得接收单元多次接收到对应的回波激光信号，同时，在接收到回波激光信号时，像素、信号转换电路312依次进行光信号至电流信号、电流信号至电压信号的转换，以及进行校正系数的修正、滤波工作，从而输出多个回波脉冲信号至处理器32，处理器32确定待测物2的距离信息。

其中，激光驱动电路311可采用对应的充放电电路，充放电电路与激光器对应连接，实现多次充放电驱动工作，信号转换电路312可采用跨导放大器、检波电路等，完成电信号的转换，以及对回波信号进行检波采集，转换输出多个回波脉冲信号至处理器32，处理器32根据多个回波脉冲信号得到对应的直方图数据，进而实现对待测物2的测距目的。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种激光雷达设备的测距调节方法，所述激光雷达设备包括激光发射模

块和激光接收模块，所述激光接收模块包括阵列排布的接收单元，所述接收单元包括多个像素；其特征在于，所述测距调节方法包括：

标定出所述接收单元内不同像素位置的回波强度，基于所述回波强度确定所述接收单元内不同位置的像素的校正系数；

当预设位置的接收单元接收到回波后，根据该接收单元内不同位置的像素的校正系数进行回波强度修正计算，得到预设位置的接收单元内不同位置的像素对应的回波强度修正数据，其中，同一所述接收单元的每一所述像素接收到的光强不同；

对相邻所述接收单元内基准位置的像素的修正强度数据进行强度滤波处理并输出，获取滤波后的基准像素的修正强度数据；

根据滤波后的基准像素的修正强度数据进行边缘像素的修正系数调整，并根据滤波后的所述修正强度数据确定待测物的距离信息。

2.如权利要求1所述的激光雷达设备的测距调节方法，其特征在于，所述标定出所述接收单元内不同像素位置的回波强度，基于所述回波强度确定所述接收单元内不同位置的像素的校正系数之前，所述测距调节方法还包括：

获取当前接收回波的接收单元所处的接收阵列中的位置；

当所述接收单元处于预设位置，则进行所述接收单元的标定。

3.如权利要求2所述的激光雷达设备的测距调节方法，其特征在于，所述标定出所述接收单元内不同像素位置的回波强度，基于所述回波强度确定接收单元内不同位置的像素的校正系数的步骤具体包括：

采用不同标定反射率的反射材质对预设位置的所述接收单元内不同像素位置的回波强度进行多次标定，得到预设位置的所述接收单元内不同位置的像素的不同反射率下的校正系数；

对不同位置的像素的不同反射率的校正系数进行线性差值计算，得到预设位置的所述接收单元内不同位置的像素在所述不同反射率下的实际校正系数。

4.如权利要求1所述的激光雷达设备的测距调节方法，其特征在于，所述对相邻所述接收单元内基准像素的修正强度数据进行强度滤波处理的步骤具体包括：

接收相邻所述接收单元内基准像素的回波强度信息；

对相邻所述接收单元内基准像素的回波数据分别进行滤波处理。

5.如权利要求4所述的激光雷达设备的测距调节方法，其特征在于，所述基准像素包括：

相邻两个所述接收单元的中心区域对应的多列或者多行的像素。

6.一种激光雷达设备，其特征在于，包括激光发射模块、激光接收模块和分别与所述激光发射模块和所述激光接收模块连接的控制电路，所述控制电路包括驱动转换电路、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，所述处理器执行所述计算机程序时对应驱动所述驱动转换电路实现如权利要求1至5任一项所述激光雷达设备的测距调节方法的步骤；

其中，所述激光接收模块包括阵列排布的接收单元，所述激光发射模块包括单个发射单元或者阵列排布的多个发射单元。

7.如权利要求6所述的激光雷达设备，其特征在于，所述发射单元包括激光器，所述激光发射模块还包括对应于所述激光器设置的发射镜头；

所述接收单元包括阵列排布的像素，所述激光接收模块还包括对应于阵列排布的所述像素设置的至少一个接收镜头。

8.如权利要求6所述的激光雷达设备，其特征在于，所述驱动转换电路包括：

与所述处理器和所述激光发射模块分别连接的激光驱动电路，所述激光驱动电路根据所述处理器输出的控制信号对应开启或者关闭，以及调节所述发射单元在一帧扫描图像中的激光发射次数和/或发射功率；

与所述激光接收模块和所述处理器分别连接的信号转换电路，所述信号转换电路用于将所述接收单元转换输出的电流信号转换为对应回波脉冲信号，并输出所述回波脉冲信号至所述处理器。

9.如权利要求7所述的激光雷达设备，其特征在于，所述像素包括光电转换二极管。