CN116990827A - 一种激光测距方法和激光雷达 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种激光测距方法和激光雷达。在该方法中，激光雷达按照预先设定的像素周期发射第一脉冲波，并且当确定在设定接收时长内接收到第一脉冲波对应的第一回波信号时，以第一峰值功率发射第二脉冲波，其中，第一峰值功率大于第一脉冲波的峰值功率，且小于激光人眼安全标准功率；然后，激光雷达接收第二脉冲波对应的第二回波信号，并基于第二回波信号，确定激光雷达与障碍物之间的距离。由于本申请是在接收到第一回波信号后，发射第二脉冲波，使得激光雷达能够以第一回波信号和第一脉冲波为基准，确定并接收第二脉冲波对应的第二回波信号，从而提高了第二回波信号的接收准确率，同时防止了多机串扰问题的发生，进而提高了测距的准确率。

Description

一种激光测距方法和激光雷达
技术领域
本申请涉及激光雷达控制领域，尤其涉及一种激光测距方法和激光雷达。
背景技术
激光雷达是一种目标探测技术。使用激光作为信号光源，通过向目标对象发射激光，从而采集目标对象的反射信号，以此获得目标对象的方位、速度等信息。
随着激光技术的不断发展，激光雷达在各个领域得到越来越广泛的使用。例如，在智能驾驶领域，激光雷达常用于检测目标的位置、速度等特征量。
在现有技术中，激光雷达常常采用的测距方式为：发送脉冲波，根据接收到的回波信号确定与障碍物之间的距离；但是，这种方式会存在多机串扰问题，即激光雷达接收到的回波信号并不一定是激光雷达发射的脉冲波对应的回波信号，很有可能将其他激光雷达发射的脉冲波当做回波信号接收，导致测距结果不准确。
发明内容
本申请提供一种激光测距方法和激光雷达，用以解决多机串扰问题，提高测距的准确性。
第一方面，提供一种激光测距方法，应用于激光雷达，所述方法包括：
按照设定的像素周期发射第一脉冲波；其中，像素周期为激光雷达扫描一个像素点所需的时间；并且，当确定在设定接收时长内接收到第一脉冲波对应的第一回波信号时，以第一峰值功率发射第二脉冲波；其中，设定接收时长小于像素周期的时长，第一峰值功率大于第二脉冲波的峰值功率，且小于激光人眼安全标准功率；然后，接收第二脉冲波对应的第二回波信号，并基于第二回波信号，确定激光雷达与障碍物之间的距离。
在该方法中，激光雷达在一个设定的像素周期内，发射第一脉冲波，并在设定接收时长内接收到第一脉冲波对应的第一回波信号后，发射第二脉冲波，使得激光雷达能够以第一脉冲波和第一回波信号为基准，确定并接收第二脉冲波对应的第二回波信号，在提高激光雷达接收第二回波信号的准确率的同时，防止了多机串扰问题的发生，进而提高了激光雷达的抗干扰能力；并且，由于激光雷达是根据接收到的第二回波信号确定激光雷达与障碍物之间的距离的，进而可以提高了测距的准确性。
在一种可能的设计中，激光雷达在确定在设定接收时长内未接收到第一回波信号后，以第二峰值功率发射第三脉冲波；其中，第二峰值功率大于激光人眼安全标准功率，且以第二峰值功率发射的第三脉冲波在传输预设距离后的峰值功率小于激光人眼安全标准功率，并且，预设距离是根据设定接收时长和脉冲波传输速率确定的；激光雷达在接收到第三脉冲波对应的第三回波信号后，基于第三回波信号，确定激光雷达与障碍物之间的距离。
通过该设计，激光雷达在确定在设定接收时长内未接收到第一脉冲波对应的第一回波信号时，能够通过发射峰值功率大于激光人眼安全标准功率的第三脉冲波来测量远距离的障碍物，在突破了激光人眼安全限制的同时，提高了激光雷达的测远性能；并且，以第二峰值功率发射的第三脉冲波在传输预设距离后小于激光人眼安全标准，保证了第三脉冲波在后续传输时的安全性。
在一种可能的设计中，激光雷达确定像素周期对应的脉冲波发射时间间隔，并在发射第一脉冲波的时刻开始经过脉冲波发射时间间隔之后，以第一峰值功率发射第二脉冲波。
通过该设计，激光雷达在发射第一脉冲波的时刻开始经过脉冲波发射时间间隔之后，以第一峰值功率发射第二脉冲波，可以使激光雷达能够根据脉冲波发射时间间隔，确定第二脉冲波对应的第二回波信号，进而防止多机串扰问题的发生。
在一种可能的设计中，第二回波信号的接收时刻与第一回波信号的接收时刻之间的时间间隔等于脉冲波发射时间间隔。
通过该设计，激光雷达可以根据脉冲发射时间间隔，从接收到的信号中确定第二回波信号，防止多机串扰问题的发生，提高激光雷达的抗干扰能力。
在一种可能的设计中，确定第二回波信号的接收时刻与第二脉冲波的发射时刻之间的时间差，并根据得到的时间差，确定激光雷达与障碍物之间的距离。
通过该设计，激光雷达根据第二回波信号的接收时刻与第二脉冲波的发射时刻之间的时间差，能够保证确定激光雷达与障碍物之间距离的准确性。
第二方面，提供一种激光雷达，所述激光雷达包含：控制器、回波接收器和激光发射器；其中，
所述激光发射器，用于发射脉冲波；
所述回波接收器，用于接收所述脉冲波对应的回波信号，并将接收到的回波信号发送给所述控制器；
所述控制器，用于按照设定的像素周期控制所述激光发射器发射第一脉冲波；所述像素周期为所述激光雷达扫描一个像素点所需的时间；当在设定接收时长内未接收到所述第一脉冲波对应的第一回波信号时，控制所述激光发射器以第一峰值功率发射第二脉冲波；其中，所述设定接收时长小于所述像素周期的时长；所述第一峰值功率大于所述第一脉冲波的峰值功率，且小于激光人眼安全标准功率；接收所述第二脉冲波对应的第二回波信号；基于所述第二回波信号，确定所述激光雷达与障碍物之间的距离。
在一种可能的设计中，在按照设定的像素周期发射第一脉冲波之后，所述控制器还用于：
当在所述设定接收时长内接收到所述第一回波信号时，控制所述激光发射器以第二峰值功率发射第三脉冲波；其中，所述第二峰值功率大于所述激光人眼安全标准功率，且以所述第二峰值功率发送的第三脉冲波在传输预设距离后的峰值功率小于所述激光人眼安全标准功率；其中，所述预设距离是根据所述设定接收时长和脉冲波传输速率确定的；
接收所述第三脉冲波对应的第三回波信号；基于所述第三回波信号，确定所述激光雷达与障碍物之间的距离。
在一种可能的设计中，所述控制器具体用于：
确定所述像素周期对应的脉冲波发射时间间隔；
在发射所述第一脉冲波的时刻开始经过所述脉冲波发射时间间隔之后，控制所述激光发射器以所述第一峰值功率发射所述第二脉冲波。
在一种可能的设计中，所述第二回波信号的接收时刻与所述第一回波信号的接收时刻之间的时间间隔等于所述脉冲波发射时间间隔。
在一种可能的设计中，所述控制器具体用于：
确定所述第二回波信号的接收时刻与所述第二脉冲波的发射时刻之间的时间差；
根据所述时间差，确定所述激光雷达与障碍物之间的距离。
第三方面，提供一种激光测距装置，所述激光测距装置应用于激光雷达中的控制器；所述装置包括：
第一发射模块，用于按照设定的像素周期发射第一脉冲波；所述像素周期为所述激光雷达扫描一个像素点所需的时间；
第二发射模块，用于当在设定接收时长内接收到所述第一脉冲波对应的第一回波信号时，以第一峰值功率发射第二脉冲波；其中，所述设定接收时长小于所述像素周期的时长；所述第一峰值功率大于所述第一脉冲波的峰值功率，且小于激光人眼安全标准功率；
确定模块，用于接收所述第二脉冲波对应的第二回波信号；基于所述第二回波信号，确定所述激光雷达与障碍物之间的距离。
在一种可能的设计中，在按照设定的像素周期发射第一脉冲波之后，所述第二发射模块还用于：
当在所述设定接收时长内未接收到所述第一回波信号时，以第二峰值功率发射第三脉冲波；其中，所述第二峰值功率大于所述激光人眼安全标准功率，且以所述第二峰值功率发射的第三脉冲波在传输预设距离后的峰值功率小于所述激光人眼安全标准功率；其中，所述预设距离是根据所述设定接收时长和脉冲波传输速率确定的；
接收所述第三脉冲波对应的第三回波信号；基于所述第三回波信号，确定所述激光雷达与障碍物之间的距离。
在一种可能的设计中，第二发射模块具体用于：
确定所述像素周期对应的脉冲波发射时间间隔；
在发射所述第一脉冲波的时刻开始经过所述脉冲波发射时间间隔之后，以所述第一峰值功率发射所述第二脉冲波。
在一种可能的设计中，所述第二回波信号的接收时刻与所述第一回波信号的接收时刻之间的时间间隔等于所述脉冲波发射时间间隔。
在一种可能的设计中，确定模块具体用于：
确定所述第二回波信号的接收时刻与所述第二脉冲波的发射时刻之间的时间差；
根据所述时间差，确定所述激光雷达与障碍物之间的距离。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序或指令，当该计算机程序或指令被执行时，使得计算机执行上述第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式中的方法。
第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，当计算机执行计算机程序产品时，使得计算机执行上述第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式中的方法。
上述第二方面和第三方面的有益效果，请参见上述第一方面的有益效果的描述，这里不再重复赘述。
附图说明
图1为本申请实施例提供的方案的一种可能的激光测距的应用场景示意图；
图2为本申请实施例提供的方案的一种可能的激光雷达的架构示意图；
图3为本申请实施例提供的方案的一种可能的激光测距方法的示意图；
图4为本申请实施例提供的方案的一种可能的脉冲波发射时序的示意图；
图5为本申请实施例提供的方案的一种可能的峰值功率与探测距离关系的示意图；
图6为本申请实施例提供的方案的一种可能的激光测距方法的完整流程示意图；
图7为本申请实施例提供的方案的一种激光雷达的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的方案的一种激光测距装置的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供一种激光测距的方法及激光雷达。其中，方法和激光雷达是基于同一构思的，由于方法及激光雷达解决问题的原理相似，因此激光雷达与方法的实施可以相互参见，重复之处不再赘述。
为了使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例作进一步地详细描述。其中，在本申请实施例的描述中，以下，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。
为了便于理解，示例性的给出了与本申请相关概念的说明以供参考。
1)激光人眼安全标准，是指激光雷达需要符合的激光产品安全标准IEC 60825-1所定义的Class 1等级标准。
2)多机串扰，是指多台激光雷达处于同一个空间时，一台激光雷达的回波信号会被其他激光雷达的发射的脉冲波干扰。
3)像素周期，是指激光雷达扫描一个像素点所需的时间；例如，激光雷达扫描一行周期为T，一行共生成x个像素点，则一个像素周期Tp＝T/x。
4)回波信号，是指脉冲波在传输至障碍物时，经障碍物反射得到的信号。
本申请实施例的描述中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请中所涉及的至少一个是指一个或多个；多个，是指两个或两个以上。另外，需要理解的是，在本申请的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。下面将结合附图，对本申请实施例进行详细描述。
通常，在通过激光雷达进行测距时，激光雷达会发送脉冲波，然后根据接收到的回波信号确定与障碍物之间的距离。但是，激光雷达在执行测距操作时，会存在多机串扰问题，使得接收到的回波信号中存在其他激光雷达发射的脉冲波，导致测距结果的准确率较低。
为了解决多机串扰问题，保证激光雷达测距的准确性，本申请实施例提供了一种激光测距方法，应用于激光雷达。可选地，该激光雷达可以为车载激光雷达，也可以为其他激光雷达。在该方法中，激光雷达按照设定的像素周期发射第一脉冲波，并在设定接收时长内接收到第一脉冲波对应的第一回波信号后，发射第二脉冲波，能够准确地接收第二脉冲波对应的第二回波信号，同时防止多机串扰问题的发生；并且，基于第二回波信号确定激光雷达与障碍物之间的距离，能保证确定出距离的准确性。
下面将以车载激光雷达为例，结合附图，对本申请实施例进行详细描述。
图1为本申请实施例提供的方案适用的一种可能的激光测距方法的应用场景示意图。如图1所示，该应用场景中包括车辆10，障碍物20；其中，车辆10上安装有激光雷达30。
在一种实施方式中，车辆10在道路上行驶时，激光雷达30按照设定的像素周期发射第一脉冲波。第一脉冲波在传输至障碍物20时，经障碍物20反射得到第一回波信号。当激光雷达30在设定接收时长内接收到第一回波信号，表示在距离激光雷达30的设定距离内存在障碍物20，其中，该设定接收时长与该设定距离之间具有相关性。此时，激光雷达30可以发射第二脉冲波，并接收经障碍物30反射得到的第二回波信号，然后根据第二回波信号确定与障碍物20之间的距离。最后，激光雷达30在确定与障碍物20之间的距离后，可以根据确定出的距离，生成点云。激光雷达30可以将点云发送给车辆10中的智能驾驶系统，以使智能驾驶系统根据点云做出自动驾驶决策。
图2为本申请实施例提供的方案适用的一种可能的激光雷达的架构示意图。如图2所示，该激光雷达中至少包括控制器，激光发射器，回波接收器和扫描器。
其中，控制器中可以包括由时间数字转换器(Time to Digital Convert，TDC)和现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)组成的处理系统，也可以包括其他处理系统，在此并不作限。
在一种实施方式中，TDC用于测量脉冲波的发射时刻与回波信号的接收时刻的时间差。FPGA用于激光发射策略控制和TDC时间数据处理，最终生成点云输出。
在一种实施方式中，激光发射器可以包括激光控制器、激光器和光机系统。其中，激光控制器用于控制激光器发射脉冲波；激光器用于发射脉冲波；光机系统用于激光脉冲光束整形和回波信号接收。
在图2所示的激光发射器中，光机系统包括准直镜、偏振合束镜和反射镜；其中，反射镜中间有一小孔，使得脉冲波通过该小孔传输至扫描器。
在一种实施方式中，扫描器包括微振镜和微振镜控制器。其中，微振镜用于反射脉冲波，对脉冲波的方向进行偏转，使激光雷达能够对障碍物进行多点扫描，以及用于将回波信号反射至激光发射器中的反射镜。微振镜控制器用于控制微振镜按一定频率和角度周期性振动。
在一种实施方式中，回波接收器包括光电探测器、信号放大器和信号滤波器。其中，光电探测器用于将接收到的回波信号转化为电信号，并将得到的电信号传输给信号放大器和滤波器。信号放大器和滤波器用于对电信号进行信号处理，并将处理后的回波信号传输给控制器。
在一种实施方式中，控制器通过处理系统按照设定的像素周期控制激光发射器发送第一脉冲波；可选地，激光发射器通过激光控制器确定激光器发射第一脉冲波的峰值功率，并通过激光器发射第一脉冲波。
第一脉冲波经激光发射器中的光机系统传输至扫描器，并经过扫描器中的微振镜的偏转传输至障碍物。第一脉冲波经障碍物反射得到第一回波信号，第一回波信号经扫描器中的微振镜的偏转传输至激光发射器中的反射镜，并经反射镜的偏转传输至回波接收器。回波接收器通过光电探测器将接收到的第一回波信号从光信号转换至电信号，并通过信号放大器和信号滤波器对第一回波信号进行信号处理，并将处理后的第一回波信号传输至控制器。
控制器根据第一回波信号的接收时刻，以及第一脉冲波的发射时刻，确定是否在设定接收时长内接收到第一回波信号。当控制器确定在设定接收时长内接收到第一回波信号时，控制激光发射器发射第二脉冲波，并接收第二脉冲波对应的第二回波信号。控制器根据接收到的第二回波信号确定激光雷达与障碍物之间的距离。
需要说明的是，上述图2所示的激光雷达仅是对本申请方案适用的激光雷达的一种示例性说明，并不对本申请方案适用的激光雷达架构造成限制。上述激光雷达架构中也可以增加其它的装置或模块，或者减少、修改部分装置或模块。
下面结合具体实施例对本申请提供的方案进行介绍。
实施例1
图3为本申请实施例提供的一种激光测距方法的示意图，可以应用于如图2所示的激光雷达。如图3所示，该方法包括：
S301：激光雷达按照设定的像素周期发射第一脉冲波。
激光雷达按照设定的像素周期，以设定的峰值功率发射第一脉冲波。
需要说明的是，第一脉冲波的峰值功率小于激光人眼安全标准功率。
例如，当激光雷达扫描一行的周期为T＝1ms时，且扫描一行生成x＝125个像素点，则像素周期为Tp＝T/x＝8us；激光雷达每隔8us发射一次第一脉冲波。
激光雷达在按照设定的像素周期发射第一脉冲波后，确定是否在设定接收时长内接收到第一脉冲波对应的第一回波信号。
在一种实施方式中，激光雷达通过确定是否在设定接收时长内接收到第一回波信号，来确定预设距离内是否存在障碍物。
需要说明的是，预设距离是根据设定接收时长和脉冲波传输速率确定的，并且，预设距离为第一脉冲波的最大探测距离。
S302：激光雷达在设定接收时长内接收到第一脉冲波对应的第一回波信号后，以第一峰值功率发射第二脉冲波。
需要说明的是，设定接收时长小于像素周期的时长；第一峰值功率大于第一脉冲波的峰值功率，且小于激光人眼安全标准功率。
激光雷达在设定接收时长内接收到第一回波信号时，表示在设定距离内存在障碍物。其中，设定距离内存在的障碍物有可能是人或动物，那么为了保证在该设定距离内具有生命的障碍物的安全，则后续发射的第二脉冲波的峰值功率需要小于激光人眼安全标准功率。并且，为了使第二脉冲波能够测量到更远处的障碍物，第二脉冲波的峰值功率需要大于第一脉冲波的峰值功率。
在一种实施方式中，激光雷达根据第一回波信号的接收时刻与第一脉冲波的发射时刻的时间差，确定是否在设定接收时长内接收到第一回波信号。
其中，激光雷达确定是否在设定接收时长内接收到第一回波信号，用以确定预设距离内是否存在障碍物。
需要说明的是，预设距离是根据设定接收时长和脉冲波传输速率确定的；其中，脉冲波传输速率为光速。
在一种实施方式中，激光雷达在确定在设定接收时长内接收到第一脉冲波对应的第一回波信号时，以第一峰值功率发射第二脉冲波。
可选的，激光雷达可以但不限于通过以下步骤，发射第二脉冲波。
A1：激光雷达确定像素周期对应的脉冲波发射时间间隔。
需要说明的是，脉冲波发射时间间隔小于像素周期。
在一种实施方式中，一个像素周期对应一个脉冲波发射时间间隔。其中，任一个像素周期对应的脉冲波发射时间间隔可通过编码设置。例如，脉冲波发射时间间隔可以设置为t+nj(j＝1,2,3···x)。
具体地，t可以设置为2us；nj可以设置为一个编码的不固定的时间，其具体值可以因编码方式的不同而取不同的值。
在一种实施方式中，nj可以设置为1ns、2ns、3ns、4ns，循环使用。
A2：激光雷达在发射第一脉冲波的时刻开始经过脉冲波发射时间间隔之后，以第一峰值功率发射第二脉冲波。
在一种实施方式中，激光雷达在确定出像素周期对应的脉冲波发射时间间隔后，在发射第一脉冲波的时刻开始经过脉冲波发射时间间隔之后，以大于第一脉冲波的峰值功率的第一峰值功率发射第二脉冲波。
由于第一峰值功率大于第一脉冲波的峰值功率，使得以第一峰值功率发射的第二脉冲波的探测距离大于第一脉冲波的探测距离，进而激光雷达可以通过发射第二脉冲波来探测较远距离的障碍物；其中，第一脉冲波的最大探测距离为预设距离。
并且，激光雷达在确定在设定接收时长内接收到第一回波信号时，以第一峰值功率发射第二脉冲波，其中，第一峰值功率小于激光人眼安全标准功率，可以保证预设距离内的障碍物为人时，人眼不被第二脉冲波伤害，符合激光人眼安全标准。
S303：激光雷达接收第二脉冲波对应的第二回波信号，并基于第二回波信号，确定激光雷达与障碍物之间的距离。
需要说明的是，第二回波信号的接收时刻与第一回波信号的接收时刻之间的时间间隔等于脉冲波发射时间间隔。
当第一回波信号和第二回波信号是同一个障碍物反弹回来的时，第一回波信号与第二回波信号从障碍物反弹至激光雷达所花费的时间相同。同时，第一脉冲波与第二脉冲波传输至同一障碍物所花费的时间也相同。也就是说，当第一脉冲波和第二脉冲波传输至同一障碍物时，第一回波信号的接收时刻与第一脉冲波的发射时刻之间的时间间隔等于第二回波信号的接收时刻与第二脉冲波的发射时刻之间的时间间隔。因此，当第二回波信号的接收时刻与第一回波信号的接收时刻之间的时间间隔等于脉冲波发射时间间隔时，可以确定第一回波信号和第二回波信号是同一个障碍物反射回来的。
在一种实施方式中，由于激光雷达是在设定接收时长内接收到第一回波信号后，发射的第二脉冲波，进而激光雷达可以以第一回波信号为基准，来接收第二回波信号。
由于激光雷达只接收，接收时刻与第一回波信号的接收时刻之间的时间间隔为脉冲波发射时间间隔的第二回波信号，能够有效防止多机串扰问题的发生，保证激光雷达接收第二回波信号的准确率。
例如，脉冲波发射时间间隔为2us，激光雷达只接收，接收时刻与第一回波信号的接收时刻之间时间间隔为2us的第二回波信号。
在一种实施方式中，激光雷达在接收到第二回波信号后，基于第二回波信号，确定激光雷达与障碍物之间的距离。
具体地，本申请可以但不限于通过以下步骤，确定激光雷达与障碍物之间的距离。
B1：确定第二回波信号的接收时刻与第二脉冲波的发射时刻之间的时间差。
B2：根据时间差，确定激光雷达与障碍物之间的距离。
在一种实施方式中，激光雷达根据确定出的时间差，以及脉冲波传输速率，确定激光雷达与障碍物之间的距离。
S304：激光雷达在确定在设定接收时长内未接收到第一脉冲波对应的第一回波信号时，以第二峰值功率发射第三脉冲波。
需要说明的是，第二峰值功率大于激光人眼安全标准功率，且以第二峰值功率发射的第三脉冲波在传输预设距离后的峰值功率小于激光人眼安全标准功率。
激光雷达在确定在设定接收时长内未接收到第一回波信号时，确定预设距离内不存在障碍物，可以以大于激光人眼安全标准功率的第二峰值功率发射第三脉冲波，突破了激光人眼安全标准限定的同时，提高了激光雷达的测远性能。并且，在设定接收时长内未接收到第一回波信号，仅表示预设距离内不存在障碍物，但并不确定预设距离外是否存在障碍物(有可能是人或动物)。那么以第二峰值功率发射的第三脉冲波在传输预设距离后的峰值功率小于激光人眼安全标准功率，符合激光人眼安全标准，保证了第三脉冲波在预设距离之后传输过程中对人眼的安全性。
在一种实施方式中，激光雷达以第二峰值功率发射第三脉冲波的具体过程，与实施例1中的以第一峰值功率发射第二脉冲波的过程相同，在此并不再赘述。
在一种实施方式中，激光雷达接收第三脉冲波对应的第三回波信号，其中，第三回波信号的接收时刻与第一回波信号的接收时刻之间的时间间隔等于脉冲波发射时间间隔。
例如，激光雷达确定信号的接收时刻，当接收时刻与第一回波信号的接收时刻之间的时间间隔等于脉冲波发射时间间隔时，将该信号作为第三回波信号进行接收；当信号的接收时刻与第一回波信号的接收时刻之间的时间间隔不等于脉冲波发射时间间隔时，不接收该信号。
S305：激光雷达在接收到第三脉冲波对应的第三回波信号后，基于第三回波信号，确定激光雷达与障碍物之间的距离。
激光雷达基于第三回波信号确定激光雷达与障碍物之间的距离的具体实施方式，与实施例1中基于第二回波信号确定激光雷达与障碍物之间的距离的具体实施方式相同，在此不再赘述。
基于实施例1所示的方案，本申请提供一种可能的脉冲波发射时序的示意图，如图4所示，每个像素周期均采用实施例1中的方式发射脉冲波。其中，每间隔像素周期以峰值功率P1发射第一脉冲波；从第一脉冲波的发射时刻开始经过脉冲波发射时间间隔t+nj之后，以第一峰值功率P2发射第二脉冲波，或从第一脉冲波的发射时刻开始经过脉冲波发射时间间隔t+nj之后，以第二峰值功率P3第三脉冲波。
基于实施例1所示的方案，本申请提供一种可能的峰值功率与探测距离关系的示意图，如图5所示。其中，当第一脉冲波的峰值功率P1＝5W时，第一脉冲波的最大探测距离(预设距离)L1＝3m，即第一脉冲波用于探测0-L1距离范围内是否存在障碍物。当第二脉冲波的峰值功率(第一峰值功率)P2＝105W，第二脉冲波的最大探测距离L2＝135m，即第二脉冲波用于探测0-L2距离范围内的障碍物。当第三脉冲波的峰值功率(第二峰值功率)P3＝170W，第三脉冲波的最大探测距离L3＝175m，其中，P3在0-L1的距离范围内大于激光人眼安全标准功率，在L1距离外，P3小于激光人眼安全标准功率，即第三脉冲波用于探测L1-L3距离范围内的障碍物。
基于实施例1所示的激光测距方案，下面通过图6对该方案进行具体介绍。图6为本申请实施例提供的一种激光测距方法的完整流程示意图，下面参阅图6对该方法的具体流程进行说明。
S601：激光雷达按照设定的像素周期发射第一脉冲波。
S602：激光雷达确定是否在设定接收时长内接收到第一脉冲波对应的第一回波信号；若是，则执行步骤S603；若否，则执行步骤S606。
需要说明的是，设定接收时长小于像素周期的时长。
S603：激光雷达确定像素周期对应的脉冲波发射时间间隔。
S604：激光雷达在发射第一脉冲波的时刻开始经过脉冲波发射时间间隔之后，以第一峰值功率发射所述第二脉冲波。
需要说明的是，第一峰值功率大于第一脉冲波的峰值功率，且小于激光人眼安全标准功率。
S605：激光雷达接收第二脉冲波对应的第二回波信号，并基于第二回波信号，确定激光雷达与障碍物之间的距离。
S606：激光雷达确定像素周期对应的脉冲波发射时间间隔。
S607：激光雷达在发射第一脉冲波的时刻开始经过脉冲波发射时间间隔之后，以第二峰值功率发射第三脉冲波。
需要说明的是，第二峰值功率大于激光人眼安全标准功率，且以第二峰值功率发射的第三脉冲波在传输预设距离后的峰值功率小于激光人眼安全标准功率；其中，预设距离是根据设定接收时长和脉冲波传输速率确定的。
S608：激光雷达接收第三脉冲波对应的第三回波信号，并基于第三回波信号，确定激光雷达与障碍物之间的距离。
在图6所示的实施例中，由于激光雷达在按照设定的像素周期发射第一脉冲波后，需要在确定是否在设定接收时长内接收到第一脉冲波对应的第一回波信号后，确定在该像素周期内后续发送脉冲波的峰值功率，能够根据实际路况信息，灵活选择用于测距的脉冲波的峰值功率，提高了激光测距的灵活性。其次，激光雷达是在发射了用于判断的第一脉冲波后，发射用于测距的第二脉冲波或第三脉冲波，使得在后续接收第二脉冲波对应的第二回波信号，或第三脉冲波对应的第三回波信号时，有第一脉冲波作为接收第二回波信号或第三回波信号的基准，避免了将同环境中其他激光雷达发射的脉冲波当做第二回波信号或第三回波信号接收，进而提高了测距的准确性。另外，激光雷达在确定在设定接收时长内未接收到第一回波信号后，即确定预设距离内不存在障碍物后，以大于激光人眼安全标准功率的第二峰值功率发射第三脉冲波，突破了激光人眼安全的限制，大幅度提升了激光雷达的探测距离，并且，第三脉冲波在传输预设距离后的峰值功率小于激光人眼安全标准功率，满足激光人眼安全标准，保证激光雷达在使用过程中的安全性。
基于以上实施例及相同构思，本申请实施例还提供了一种激光雷达。如图7所示，所述激光雷达700包括：激光发射器701、回波接收器702和控制器703；
激光发射器701，用于发射脉冲波；
回波接收器702，用于接收脉冲波对应的回波信号，并将接收到的回波信号发送给所述控制器703；
控制器703，用于按照设定的像素周期控制所述激光发射器701发射第一脉冲波；所述像素周期为所述激光雷达扫描一个像素点所需的时间；当在设定接收时长内未接收到所述第一脉冲波对应的第一回波信号时，控制所述激光发射器701以第一峰值功率发射第二脉冲波；其中，所述设定接收时长小于所述像素周期的时长；所述第一峰值功率大于所述第一脉冲波的峰值功率，且小于激光人眼安全标准功率；接收所述第二脉冲波对应的第二回波信号；基于所述第二回波信号，确定所述激光雷达与障碍物之间的距离。
在一种可能的设计中，在按照设定的像素周期发射第一脉冲波之后，所述控制器703还用于：
当在所述设定接收时长内接收到所述第一回波信号时，控制所述激光发射器701以第二峰值功率发射第三脉冲波；其中，所述第二峰值功率大于所述激光人眼安全标准功率，且以所述第二峰值功率发送的第三脉冲波在传输预设距离后的峰值功率小于所述激光人眼安全标准功率；其中，所述预设距离是根据所述设定接收时长和脉冲波传输速率确定的；
接收所述第三脉冲波对应的第三回波信号；基于所述第三回波信号，确定所述激光雷达与障碍物之间的距离。
在一种可能的设计中，所述控制器703具体用于：
确定所述像素周期对应的脉冲波发射时间间隔；
在发射所述第一脉冲波的时刻开始经过所述脉冲波发射时间间隔之后，控制所述激光发射器以所述第一峰值功率发射所述第二脉冲波。
在一种可能的设计中，所述第二回波信号的接收时刻与所述第一回波信号的接收时刻之间的时间间隔等于所述脉冲波发射时间间隔。
在一种可能的设计中，所述控制器703具体用于：
确定所述第二回波信号的接收时刻与所述第二脉冲波的发射时刻之间的时间差；
根据所述时间差，确定所述激光雷达与障碍物之间的距离。
基于以上实施例及相同构思，本申请实施例还提供了一种激光测距装置。如图8所示，所述激光测距装置800应用于激光雷达中的控制器；所述装置800包括：
第一发射模块801，用于按照设定的像素周期发射第一脉冲波；所述像素周期为所述激光雷达扫描一个像素点所需的时间；
第二发射模块802，用于当在设定接收时长内接收到所述第一脉冲波对应的第一回波信号时，以第一峰值功率发射第二脉冲波；其中，所述设定接收时长小于所述像素周期的时长；所述第一峰值功率大于所述第一脉冲波的峰值功率，且小于激光人眼安全标准功率；
确定模块803，用于接收所述第二脉冲波对应的第二回波信号；基于所述第二回波信号，确定所述激光雷达与障碍物之间的距离。
在一种可能的设计中，在按照设定的像素周期发射第一脉冲波之后，所述第二发射模块802还用于：
当在所述设定接收时长内未接收到所述第一回波信号时，以第二峰值功率发射第三脉冲波；其中，所述第二峰值功率大于所述激光人眼安全标准功率，且以所述第二峰值功率发射的第三脉冲波在传输预设距离后的峰值功率小于所述激光人眼安全标准功率；其中，所述预设距离是根据所述设定接收时长和脉冲波传输速率确定的；
接收所述第三脉冲波对应的第三回波信号；基于所述第三回波信号，确定所述激光雷达与障碍物之间的距离。
在一种可能的设计中，第二发射模块802具体用于：
确定所述像素周期对应的脉冲波发射时间间隔；
在发射所述第一脉冲波的时刻开始经过所述脉冲波发射时间间隔之后，以所述第一峰值功率发射所述第二脉冲波。
在一种可能的设计中，所述第二回波信号的接收时刻与所述第一回波信号的接收时刻之间的时间间隔等于所述脉冲波发射时间间隔。
在一种可能的设计中，确定模块803具体用于：
确定所述第二回波信号的接收时刻与所述第二脉冲波的发射时刻之间的时间差；
根据所述时间差，确定所述激光雷达与障碍物之间的距离。
应理解，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，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。另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以通过软件实现或者通过硬件实现。
本申请中，“通过软件实现”是指处理器读取并执行存储在存储器中的程序指令来实现上述模块或单元所对应的功能，其中，处理器是指具有执行程序指令功能的处理电路，包括但不限于以下至少一种：中央处理单元(central processing unit，CPU)、微处理器、数字信号处理器(digital signal processing，DSP)、微控制器(microcontroller unit，MCU)、或人工智能处理器等各类能够运行程序指令的处理电路。在另一些实施例中，处理器还可以包括其他处理功能的电路(如用于硬件加速的硬件电路、总线和接口电路等)。处理器可以以集成芯片的形式呈现，例如，以处理功能仅包括执行软件指令功能的集成芯片的形式呈现，或者还可以以SoC(system on a chip，片上系统)的形式呈现，即在一个芯片上，除了包括能够运行程序指令的处理电路(通常被称为“核”)外，还包括其他用于实现特定功能的硬件电路(当然，这些硬件电路也可以是基于ASIC、FPGA单独实现)，相应的，处理功能除了包括执行软件指令功能外，还可以包括各种硬件加速功能(如AI计算、编解码、压缩解压等)。
本申请中，“通过硬件实现”是指通过不具有程序指令处理功能的硬件处理电路来实现上述模块或者单元的功能，该硬件处理电路可以通过分立的硬件元器件组成，也可以是集成电路。为了减少功耗、降低尺寸，通常会采用集成电路的形式来实现。硬件处理电路可以包括ASIC(application-specific integrated circuit，专用集成电路)，或者PLD(programmable logic device，可编程逻辑器件)；其中，PLD又可包括FPGA(fieldprogrammable gate array，现场可编程门阵列)、CPLD(complex programmable logicdevice，复杂可编程逻辑器件)等等。这些硬件处理电路可以是单独封装的一块半导体芯片(如封装成一个ASIC)；也可以跟其他电路(如CPU、DSP)集成在一起后封装成一个半导体芯片，例如，可以在一个硅基上形成多种硬件电路以及CPU，并单独封装成一个芯片，这种芯片也称为SoC，或者也可以在硅基上形成用于实现FPGA功能的电路以及CPU，并单独封闭成一个芯片，这种芯片也称为SoPC(system on a programmable chip，可编程片上系统)。
需要说明的是，本申请在通过软件、硬件或者软件硬件结合的方式实现时，可以使用不同的软件、硬件，并不限定只使用一种软件或者硬件。例如，其中，其中一个模块或者单元可以使用CPU来实现，另一个模块或者单元可以使用DSP来实现。同理，当使用硬件实现时，其中一个模块或者单元可以使用ASIC来实现，另一个模块或者单元可以使用FPGA实现。当然，也不限定部分或者所有的模块或者单元使用同一种软件(如都通过CPU)或者同一种硬件(如都通过ASIC)来实现。此外，对于本领域技术人员，可以知道，软件通常来说灵活性更好，但性能不如硬件，而硬件正好相反，因此，本领域技术人员可以结合实际需求来选择软件或者硬件或者两者结合的形式来实现。
基于上述内容和相同构思，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序或指令，当该计算机程序或指令被执行时，以使得计算设备执行上述方法实施例中的方法。
基于上述内容和相同构思，本申请提供一种计算机程序产品，当计算机执行计算机程序产品时，以使得计算设备执行上述方法实施例中的方法。
本申请是参照根据本申请的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种激光测距方法，应用于激光雷达，其特征在于，所述方法包括：
按照设定的像素周期发射第一脉冲波；所述像素周期为所述激光雷达扫描一个像素点所需的时间；
当在设定接收时长内接收到所述第一脉冲波对应的第一回波信号时，以第一峰值功率发射第二脉冲波；其中，所述设定接收时长小于所述像素周期的时长；所述第一峰值功率大于所述第一脉冲波的峰值功率，且小于激光人眼安全标准功率；
接收所述第二脉冲波对应的第二回波信号；基于所述第二回波信号，确定所述激光雷达与障碍物之间的距离。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在按照设定的像素周期发射第一脉冲波之后，所述方法还包括：
当在所述设定接收时长内未接收到所述第一回波信号时，以第二峰值功率发射第三脉冲波；其中，所述第二峰值功率大于所述激光人眼安全标准功率，且以所述第二峰值功率发射的第三脉冲波在传输预设距离后的峰值功率小于所述激光人眼安全标准功率；其中，所述预设距离是根据所述设定接收时长和脉冲波传输速率确定的；
接收所述第三脉冲波对应的第三回波信号；基于所述第三回波信号，确定所述激光雷达与障碍物之间的距离。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以第一峰值功率发射第二脉冲波，包括：
确定所述像素周期对应的脉冲波发射时间间隔；
在发射所述第一脉冲波的时刻开始经过所述脉冲波发射时间间隔之后，以所述第一峰值功率发射所述第二脉冲波。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二回波信号的接收时刻与所述第一回波信号的接收时刻之间的时间间隔等于所述脉冲波发射时间间隔。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，基于所述第二回波信号，确定所述激光雷达与障碍物之间的距离；
确定所述第二回波信号的接收时刻与所述第二脉冲波的发射时刻之间的时间差；
根据所述时间差，确定所述激光雷达与障碍物之间的距离。
6.一种激光雷达，所述激光雷达包含：控制器、回波接收器和激光发射器；其特征在于，包括：
所述激光发射器，用于发射脉冲波；
所述回波接收器，用于接收所述脉冲波对应的回波信号，并将接收到的回波信号发送给所述控制器；
所述控制器，用于按照设定的像素周期控制所述激光发射器发射第一脉冲波；所述像素周期为所述激光雷达扫描一个像素点所需的时间；当在设定接收时长内未接收到所述第一脉冲波对应的第一回波信号时，控制所述激光发射器以第一峰值功率发射第二脉冲波；其中，所述设定接收时长小于所述像素周期的时长；所述第一峰值功率大于所述第一脉冲波的峰值功率，且小于激光人眼安全标准功率；接收所述第二脉冲波对应的第二回波信号；基于所述第二回波信号，确定所述激光雷达与障碍物之间的距离。
7.根据权利要求6所述的激光雷达，其特征在于，在按照设定的像素周期发射第一脉冲波之后，所述控制器还用于：
当在所述设定接收时长内接收到所述第一回波信号时，控制所述激光发射器以第二峰值功率发射第三脉冲波；其中，所述第二峰值功率大于所述激光人眼安全标准功率，且以所述第二峰值功率发送的第三脉冲波在传输预设距离后的峰值功率小于所述激光人眼安全标准功率；其中，所述预设距离是根据所述设定接收时长和脉冲波传输速率确定的；
接收所述第三脉冲波对应的第三回波信号；基于所述第三回波信号，确定所述激光雷达与障碍物之间的距离。
8.根据权利要求6所述的激光雷达，其特征在于，所述控制器具体用于：
确定所述像素周期对应的脉冲波发射时间间隔；
在发射所述第一脉冲波的时刻开始经过所述脉冲波发射时间间隔之后，控制所述激光发射器以所述第一峰值功率发射所述第二脉冲波。
9.根据权利要求8所述的激光雷达，其特征在于，所述第二回波信号的接收时刻与所述第一回波信号的接收时刻之间的时间间隔等于所述脉冲波发射时间间隔。
10.根据权利要求6-9任一项所述的激光雷达，其特征在于，所述控制器具体用于：
确定所述第二回波信号的接收时刻与所述第二脉冲波的发射时刻之间的时间差；
根据所述时间差，确定所述激光雷达与障碍物之间的距离。
11.一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指令，当所述计算机指令在计算机或处理器上运行时，使得所述计算机或所述处理器执行如权利要求1-5任一项所述的方法。
12.一种计算机程序产品，其特征在于，当所述计算机程序产品在计算机或处理器上运行时，使得所述计算机或所述处理器执行如权利要求1-5任一项所述的方法。
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