CN117355765A - 一种检测方法及装置 - Google Patents
一种检测方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117355765A CN117355765A CN202180098312.9A CN202180098312A CN117355765A CN 117355765 A CN117355765 A CN 117355765A CN 202180098312 A CN202180098312 A CN 202180098312A CN 117355765 A CN117355765 A CN 117355765A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- detection
- light wave
- information
- detection module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 960
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 71
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 36
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 271
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- 238000013507 mapping Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 28
- 230000006870 function Effects 0.000 description 20
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
一种检测方法、装置、激光雷达、终端及计算机可读介质,涉及传感器技术领域,应用于测绘、自动驾驶或者辅助驾驶。该装置可以用于检测激光雷达的视窗,其中,该装置包括:扫描模块(904)、处理模块及距离为d的第一探测模块(901)和第二探测模块(902)。其中,通过光路调整模块(903)和扫描模块(904),使得第一探测模块(901)在第一时刻接收透过视窗的第一区域的第一光波并生成第一信息,第二探测模块(902)在第二时刻接收透过视窗的第二区域的第二光波并生成第二信息,第一光波和第二光波为来自视窗外的同一探测区域的光波。通过处理模块获取第一信息和第二信息,并输出第三信息,以指示第一区域或者第二区域存在遮挡,或者用于指示执行清洗操作。
Description
本申请涉及传感器技术领域,尤其涉及一种检测方法及装置。
激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)为发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。激光雷达的工作原理是向目标物体(例如车辆、飞机或导弹)发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标物体反射回来的信号(回波信号)与发射信号进行比较和处理后,可获得目标物体的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而可对目标物体进行探测、跟踪和识别。
目前,激光雷达被广泛应用在无人驾驶,测绘,机器人等领域。激光雷达为了避免外界环境对内部光学器件的污染,会有壳体进行隔离保护。壳体中的视窗在隔离外界污染的同时,能保证激光正常透射出去。但是激光雷达在使用过程中,外界污染物,如雨雪、冰霜、尘土、飞虫等,会附着在视窗上,导致激光无法正常透射,进而影响激光雷达的探测性能。因此亟需一种检测方法对视窗是否被遮挡进行检测。
发明内容
本申请通过一种检测方法及装置,用于检测激光雷达等设备中的视窗是否被遮挡物遮挡。
第一方面,本申请提供一种检测装置,包括:光路调整模块、扫描模块和处理模块,距离为d的第一探测模块和第二探测模块,d大于0;扫描模块,用于在第一时刻接收并反射透过视窗的第一区域的第一光波,第一光波经由光路调整模块被第一探测模块接收并生成第一信息;扫描模块,用于第二时刻接收并反射透过视窗的第二区域的第二光波,第二光波经由光路调整模块被第二探测模块接收并生成第二信息;扫描模块在第一时刻和第二时刻的扫描角度差为n*a,a为步进角度且大于0,n为正整数;光路调整模块包括第一透镜组,第一光波和第二光波在第一透镜组的焦平面上所成的像之间的距离c和扫描角度差n*a有关;或者,第一光波和第二光波在第一透镜组的焦平面上所成的像之间的距离c与第一透镜组的焦距f的比值,和扫描角度差n*a有关,距离c为距离d的m倍,c、f、m为正数;
处理模块,用于控制扫描模块以步进角度a进行转动;并获取来自第一探测模块的第一信息和来自第二探测模块的第二信息,第一信息指示第一光波的强度,以及第二信息用于指示第二光波的强度;处理模块,还用于根据第一信息和第二信息,输出第三信息,第三信息用于指示第一区域或者第二区域存在遮挡,或者用于指示执行清洗操作。
通过上述方案,在第一时刻,第一光波通过视窗上的第一区域透射后被第一探测模块接收。在第二时刻,第二光波通过视窗上的第二区域透射后被第二探测模块接收,即第一光波和第二光波在视窗上的不同位置透射。考虑到视窗上存在遮挡物时,例如,在视窗上的第一区域或第二区域存在遮挡物时,可以根据第一探测模块接收到的第一光波被第一区域透射后的第一信息,及第二探测模块接收到的第二光波被第二区域透射后的第二信息进 行比较,确定第一区域和第二区域之间是否存在透射上的差异,从而,确定出第一区域或者第二区域是否存在遮挡,从而,可以用于指示是否对视窗进行清洗操作,有效的保证了激光雷达或摄像头等器件的正常工作的性能。
需要说明的是,为保证第一光波和第二光波被视窗透射后可以比较,该方案中,通过扫描模块和光路调整模块,使得第一探测模块在第一时刻接收到的第一光波和第二探测模块在第二时刻接收到的第二光波为来自视窗外的同一探测区域。
其中,在第一时刻,来自同一探测区域的第一光波在第一时刻经扫描模块并通过光路调整模块的第一透镜组聚焦后,使得第一光波对应的探测区域成像在第一透镜组的焦平面上,进而,第一光波对应的第一信息被第一探测模块接收。在第二时刻,经扫描模块旋转角度n*a,使得第二光波经扫描模块后,并通过光路调整模块的第一透镜组聚焦后,成像在第一透镜组的焦平面上,且第二光波成像的位置与第一光波成像的位置之间的距离为c,实现第二光波对应的第二信息被第二探测模块接收。
举例来说,在n为1时,第二时刻相对第一时刻,扫描模块旋转角度a。该旋转角度a对应第一探测模块接收第一信息的光路和第二探测模块接收第二信息的光路之间的角度,即扫描模块在第一时刻时段第一探测模块接收到第一光波对应的第一信息,经过扫描模块的一次步进后,由于第一光波和第二光波在第一透镜组的焦平面上所成的像之间的距离c与第一透镜组的焦距f的比值,和扫描角度差a有关,使得第二探测模块可以接收到第二光波对应的第二信息。即通过扫描模块的一次步进,使得第一探测模块和第二探测模块接收到来自同一探测区域的光波。
另外,在对扫描模块的步进角度a进行调整时,可以相应调整第一探测模块对应的第一区域和第二探测模块对应的第二区域的关系,相应的,还可以调整第一区域和第二区域的大小,提高检测装置检测视窗的灵活性。
一种可能的实现方式,第一光波与第二光波平行;第一光波和第二光波来源于视窗外的同一探测区域。
通过上述方案,通过第一探测模块在第一时刻接收透射到视窗内的一个探测区域的第一光波,并通过第二探测模块在第二时刻接收透射到视窗内的同一个探测区域的第二光波,而第一光波通过视窗上的第一区域透射到第一探测模块,第二光波通过视窗上的第二区域透射到第二探测模块,从而,基于来自同一探测区域的第一光波和第二光波,实现对视窗上的不同区域的差异性进行比较,由于考虑的是光波在视窗上的透过率,相比通过反射回波信号对视窗进行检测的方案,可以更准确的判断视窗上是否存在遮挡物,有效的保证了激光雷达或摄像头等器件的正常工作的性能。
一种可能的实现方式,第一时刻和第二时刻的扫描角度差满足:
n*a=arctan(c/f)
其中,f为光路调整模块的焦距,c为第一光波和第二光波在光路调整模块的焦平面上所成的像之间的距离,a为扫描模块的步进角度,c、f、a大于0;n为正整数。
通过上述方案,通过第一时刻和第二时刻的扫描角度差与第一光波和第二光波在光路调整模块的焦平面上所成的像之间的距离c通过第一透镜组建立联系,使得第一透镜组可以将第一光波分别通过第一时刻透射到第一探测模块,将第二光波透射到第二探测模块,实现检测装置可以通过视窗上的不同区域接收来自同一探测区域的第一光波和第二光波,降低了实现的难度。
一种可能的实现方式,第一透镜组用于对来自扫描模块的第一光波进行聚焦,并将聚焦后的第一光波传输给第一探测模块;对来自扫描模块的第二光波进行聚焦,并将聚焦后的第二光波传输给第二探测模块;第一探测模块和第二探测模块位于透镜组件的像方焦平面上;c与d相等。
通过上述方案,通过第一透镜组,第一探测模块实现在第一时刻接收第一光波,第二探测模块实现在第二时刻接收第二光波,方案更易实现。
一种可能的实现方式,光路调整模块还包括第二透镜组,第二透镜组为准直系统;第二透镜组,用于对来自第一透镜组的第二光波进行聚焦,并将聚焦后的第一光波传输给第一探测模块;对来自第一透镜组的第二光波进行聚焦,并将聚焦后的第二光波传输给第二探测模块;准直系统的入光口位于第一透镜组的焦平面上,第一探测模块和第二探测模块位于准直系统的焦平面上,m与准直系统的焦距有关。
通过上述方案,通过第二透镜组,增加了光路调整模块和第一探测模块与第二探测模块设置的灵活性,在满足第一探测模块实现在第一时刻接收第一光波,第二探测模块实现在第二时刻接收第二光波的前提下,提高了检测装置的灵活性。
一种可能的实现方式,处理模块,具体用于在第一光波的强度与第二光波的强度的差异大于预设阈值时,确定第一区域或第二区域存在遮挡。
通过上述方案,基于遮挡物在视窗上的透射率的不同,通过上述方案,可以根据第一光波的强度与第二光波的强度的差异,确定出第一区域或第二区域存在遮挡,从而,为后续视窗的清洗提供更多的信息。
一种可能的实现方式,处理模块,还用于根据第一光波的强度与第二光波的强度的差异值,确定视窗上的遮挡物的类型。
在确定存在遮挡物的同时,还可以基于不同遮挡物在透射上的特性的不同,通过第一光波和第二光波之间的差异值,确定遮挡物的类型,从而执行相应遮挡物类型的清洗操作,在及时对遮挡物识别的同时,还可以对遮挡物进行适应性的处理,提高视窗的维护效果。
例如,在确定第一区域存在雨水类型的遮挡物时,可以开启雨刷器执行对第一区域的清洗操作。再比如,在确定第一区域存在灰尘类型的遮挡物时,可以开启清洁剂喷洒部件喷洒视窗的清洁剂,及开启雨刷器执行对第一区域的清洗操作。
一种可能的实现方式,处理模块,还用于:根据所述第一探测模块在K个第一时刻对应接收的K个第一信息,和所述第二探测模块在K个第二时刻对应接收的K个第二信息,确定K个所述第一信息和K个第二信息之间的强度差的分布;所述K为正整数;根据所述K个第一信息和K个第二信息之间的强度差的分布,确定遮挡物在视窗上的位置信息。
举例来说,视窗上的区域可以划分为K个区域,例如,可以通过扫描模块步进K-1次,完成对视窗上的K个区域的扫描。其中,针对第一探测模块,K区域可以为K个第一区域。即通过K个第一时刻,使得第一探测模块完成对视窗上的K个第一区域的扫描。在扫描模块的初始位置,第一探测模块可以接收到一个第一区域对应的第一信息。每次扫描模块步进1次,都可以相应接收到一个新的第一区域对应的第一信息。通过扫描模块步进K-1次,可以使得第一探测模块接收到视窗上的K个第一信息。
针对第二探测模块,K区域可以为K个第二区域。K个第二区域和K个第一区域之间可以有重叠。即通过K个第二时刻,使得第二探测模块完成对视窗上的K个第二区域的扫描。在扫描模块的初始位置,第二探测模块可以接收到一个第二区域对应的第二信息。每 次扫描模块步进1次,都可以相应接收到一个新的第二区域对应的第二信息。通过扫描模块步进K-1次,可以使得第二探测模块接收到视窗上的K个第二信息。
考虑到第二时刻相对第一时刻,扫描模块旋转角度n*a,因此,K个第一时刻和K个第二时刻可以是存在重叠的。例如,若第2个第一时刻相对第1个第一时刻,扫描模块旋转角度a,则第n个第一时刻为第1个第二时刻。
通过上述方案,可以实现对视窗上的K个第一区域和K个第二区域进行扫描,提高对视窗的检测效率。
另外,考虑到遮挡物可能在多个第一区域和/或多个第二区域上出现的场景,例如,在第一时刻,第一探测模块接收到的透过视窗的第一区域的第一光波的第一信息;第二时刻,第二探测模块接收到的透过视窗的第二区域的第二光波的第二信息,第一区域和第二区域上都覆盖有相同类型的遮挡物,导致第一探测模块和第二探测模块接收到的第一信息和第二信息之间的差异过小,无法确定出第一区域和第二区域上都存在遮挡物。此时,可以通过对视窗进行扫描的方式,获得K个第一区域对应的K个第一信息,及K个第二区域对应的K个第二信息,确定出遮挡物在视窗上的分布情况,从而,相比通过单个的第一区域和第二区域确定第一区域或第二区域上是否有遮挡物的方式,可以有效提高遮挡物的识别效果,提高对视窗上的遮挡物的识别的准确度。
一种可能的实现方式,第一探测模块或第二探测模块位于光路调整模块的光轴上。
通过上述方案,可以简化第一探测模块和第二探测模块在检测装置中的光路的复杂度。
一种可能的实现方式,扫描模块的转轴位于光路调整模块的光轴上。
通过上述方案,可以简化扫描模块的设计的复杂度。
第二方面,本申请提供一种检测方法,该方法可以在检测装置上执行,检测装置可以是设置具有视窗的激光雷达等设备上的部件,或者是部分设置在具有视窗的激光雷达等设备上,该检测装置包括:光路调整模块、扫描模块和处理模块,距离为d的第一探测模块和第二探测模块。其中,
扫描模块在第一时刻接收并反射透过视窗的第一区域的第一光波,第一光波经由光路调整模块被第一探测模块接收并生成第一信息;在第二时刻接收并反射透过视窗的第二区域的第二光波,第二光波经由光路调整模块被第二探测模块接收并生成第二信息;扫描模块在第一时刻和第二时刻的扫描角度差为n*a,a为步进角度且大于0,n为正整数;
光路调整模块包括第一透镜组,第一光波和第二光波在第一透镜组的焦平面上所成的像之间的距离c和扫描角度差n*a有关;或者,第一光波和第二光波在第一透镜组的焦平面上所成的像之间的距离c与第一透镜组的焦距f的比值,和扫描角度差n*a有关,距离c为距离d的m倍,c、f,m为正数;
处理模块控制扫描模块以步进角度a进行转动;并获取来自第一探测模块的第一信息和来自第二探测模块的第二信息,根据第一信息和第二信息,输出第三信息,第一信息指示第一光波的强度,以及第二信息用于指示第二光波的强度;第三信息用于指示第一区域或者第二区域存在遮挡,或者用于指示执行清洗操作。
一种可能的实现方式,第一光波与第二光波平行;第一光波和第二光波来源于视窗外的同一探测区域。
一种可能的实现方式,第一时刻和第二时刻的扫描角度差满足:
n*a=arctan(c/f)
其中,f为光路调整模块的焦距,c为第一光波和第二光波在光路调整模块的焦平面上所成的像之间的距离,a为扫描模块的步进角度。
一种可能的实现方式,c与d相等;第一透镜组对来自扫描模块的第一光波进行聚焦,并将聚焦后的第一光波传输给第一探测模块,第一探测模块根据聚焦后的第一光波生成第一信息;第一透镜组对来自扫描模块的对第二光波进行聚焦,并将聚焦后的第二光波传输给第二探测模块,第二探测模块根据聚焦后的第二光波生成是第二信息。
一种可能的实现方式,光路调整模块还包括第二透镜组,第二透镜组为准直系统;第二透镜组的入光口位于透镜组件的焦平面上,第一探测模块和第二探测模块位于第二透镜组的焦平面上,m与第二透镜组的焦距有关;
第二透镜组对来自第一透镜组的第一光波进行聚焦,并将聚焦后的第一光波传输给第一探测模块,第一探测模块根据接收到的聚焦后的第一光波生成第一信息;
第二透镜组对来自第一透镜组的第二光波进行聚焦,并将聚焦后的第二光波传输给第二探测模块,第二探测模块根据接收到的聚焦后的第二光波生成第二信息。
一种可能的实现方式,处理模块在第一光波的强度与第二光波的强度的差异大于预设阈值时,确定第一区域或第二区域存在遮挡。
一种可能的实现方式,处理模块根据第一光波的强度与第二光波的强度的差异值,确定视窗上的遮挡物的类型。
一种可能的实现方式,处理模块根据第一探测模块在K个第一时刻对应接收的K个第一信息,和第二探测模块在K个第二时刻对应接收的K个第二信息,确定K个第一信息和K个第二信息之间的强度差的分布;K为正整数;根据K个第一信息和K个第二信息之间的强度差的分布,确定遮挡物在视窗上的位置信息。
第三方面,本申请提供了一种检测装置,该检测装置包括执行上述任第二方面或第二方面任意可能实现方式的方法的模块/单元。这些模块/单元可以通过硬件实现,也可以通过硬件执行相应的软件实现。
第四方面,本申请提供了一种激光雷达,包括如第一方面中任意可能实现方式中的检测装置。
第五方面,本申请提供了一种终端,终端包括如第一方面中任意可能实现方式中的检测装置。
其中,检测装置可以设置于终端设备(简称终端)上,使得终端设备具有对激光雷达上的视窗进行检测的功能。该终端可以是机动车辆、路口摄像头、无人机、轨道车、自行车、信号灯或测速装置等终端设备。在一种可能的方式中,终端可以包括待检测的视窗对应的激光雷达。此时,检测装置可以为激光雷达,或者全部位于激光雷达内部;也可以部分位于激光雷达内部,部分位于除激光雷达之外的终端上。例如,检测装置的处理模块可以位于除激光雷达之外的终端上。激光雷达还安装在网络设备(如各种系统中的基站)等上面,在此不做限制。
第六方面,本申请提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储有程序指令,当程序指令在检测装置上运行时,使得检测装置执行上述第二方面或第二方面的任意可能的实现方式中的方法。例如,程序指令用于控制检测装置的扫描模块以步进角度a进行转动,并获取来自检测装置的第一探测模块的第一信息和来自检测装置的第二探测模块的第二信息,根据第一信息和第二信息,输出第三信息,第三信息用于指示检测装置 的视窗的第一区域或者视窗的第二区域存在遮挡,或者用于指示执行清洗操作;第一信息指示第一光波的强度,以及第二信息用于指示第二光波的强度;第一光波通过检测装置的扫描模块在第一时刻接收并反射透过第一区域,第一光波经由检测装置的光路调整模块被第一探测模块接收并生成第一信息;第二光波通过检测装置的扫描模块在第二时刻接收并反射透过第二区域,第二光波经由光路调整模块被第二探测模块接收并生成第二信息;扫描模块在第一时刻和第二时刻的扫描角度差为n*a,a为步进角度且大于0,n为正整数;光路调整模块包括第一透镜组,第一光波和第二光波在第一透镜组的焦平面上所成的像之间的距离c和扫描角度差n*a有关,距离c为距离d的m倍,c、m为正数。
第七方面,本申请提供了一种计算机程序产品,该计算机程序产品可以包括程序指令,当计算机程序产品在检测装置上运行时,使得检测装置执行上述第二方面或第二方面的任意可能的实现方式中的方法。例如,程序指令用于控制检测装置的扫描模块以步进角度a进行转动,并获取来自检测装置的第一探测模块的第一信息和来自检测装置的第二探测模块的第二信息,根据第一信息和第二信息,输出第三信息,第三信息用于指示检测装置的视窗的第一区域或者视窗的第二区域存在遮挡,或者用于指示执行清洗操作;第一信息指示第一光波的强度,以及第二信息用于指示第二光波的强度;第一光波通过检测装置的扫描模块在第一时刻接收并反射透过第一区域,第一光波经由检测装置的光路调整模块被第一探测模块接收并生成第一信息;第二光波通过检测装置的扫描模块在第二时刻接收并反射透过第二区域,第二光波经由光路调整模块被第二探测模块接收并生成第二信息;扫描模块在第一时刻和第二时刻的扫描角度差为n*a,a为步进角度且大于0,n为正整数;光路调整模块包括第一透镜组,第一光波和第二光波在第一透镜组的焦平面上所成的像之间的距离c和扫描角度差n*a有关,距离c为距离d的m倍,c、m为正数。
关于第二方面至第七方面的各种可能的实施方式的技术效果,可以参考对于第一方面或第一方面的相应的实施方式的技术效果的介绍。
图1a为一种激光雷达的探测示意图;
图1b为一种探测模块接收到的信号的示意图;
图2a为本申请提供的一种检测装置的结构示意图;
图2b为本申请提供的一种检测装置的结构示意图;
图3为本申请提供的一种检测装置的结构示意图;
图4a为本申请提供的一种第一探测模块、第二探测模块与探测区域的关系示意图;
图4b为本申请提供的一种第一探测模块、第二探测模块与探测区域的关系示意图;
图4c为本申请提供的一种第一探测模块、第二探测模块与探测区域的关系示意图;
图5a为本申请提供的一种光路调整模块与第一探测模块、第二探测模块的关系示意图;
图5b为本申请提供的一种光路调整模块与第一探测模块、第二探测模块的关系示意图;
图5c为本申请提供的一种光路调整模块与第一探测模块、第二探测模块的关系示意图;
图6a为本申请提供的一种扫描方式的示意图;
图6b为本申请提供的一种第一探测模块和第二探测模块的光路关系示意图;
图6c为本申请提供的一种第一探测模块和第二探测模块的光路关系示意图;
图6d为本申请提供的一种扫描轨迹的示意图;
图6e为本申请提供的一种扫描轨迹的示意图;
图6f为本申请提供的一种扫描轨迹的示意图;
图7a为本申请提供的一种扫描结果的示意图;
图7b为本申请提供的一种扫描结果的示意图;
图8为本申请提供的一种检测方法的流程示意图;
图9为本申请提供的一种检测装置的结构示意图;
图10为本申请提供的一种检测装置的结构示意图。
下面将结合附图,对本申请实施例进行详细描述。
以下,对本申请实施例中的部分用语进行解释说明,以便于本领域技术人员理解。
(1)视窗,可以为激光雷达的视窗。为了避免外界环境对激光雷达内部光学器件的污染,通常会有壳体进行隔离保护。对于激光雷达发射方向会使用视窗(可以是对激光雷达所在的光波长为透明的玻璃或者其他材料的窗口结构),在隔离外界污染的同时,能保证激光的光波正常透射出去。
(2)检测装置,可以为检测激光雷达等具有视窗部件的设备。以激光雷达为例,在激光雷达的使用过程中,外界污染物,如雨雪、冰霜、尘土、飞虫等,会附着在视窗上,导致激光无法正常透射或回波信号无法正常接收,进而影响激光雷达的探测性能。通过对视窗的检测,有利于对视窗上的遮挡物进行识别,从而为后续对视窗进行清洗或告警提供支持。该检测装置可以为激光雷达,或者为设置在激光雷达中的功能部件,或者为包括激光雷达的较大设备(例如,终端设备(简称终端)或车辆),或者是独立的设备,或者也可以是部分设置在除了激光雷达外的其他设备中的功能部件,部分设置在激光雷达内的功能部件等。举例来说,检测装置可以设置在机动车辆、路口摄像头、无人机、轨道车、自行车、信号灯或测速装置等终端上,使得终端设备具有对激光雷达上的视窗进行检测的功能。在一种可能的方式中,终端可以包括待检测的视窗对应的激光雷达。此时,检测装置可以全部位于激光雷达内部;也可以部分位于激光雷达内部,部分位于除激光雷达之外的终端上。例如,检测装置的处理模块可以位于除激光雷达之外的终端上。在另一种可能的方式中,该激光雷达还可以安装在网络设备(如各种系统中的基站)等上面,在此不做限制。
(3)激光雷达,也可称为激光雷达装置,或者称为激光雷达探测装置或者激光雷达信号发送装置等。激光雷达可以是安装在机动车辆、路口摄像头、无人机、轨道车、自行车、信号灯或测速装置等终端设备(简称为终端)上面的激光雷达。可选的,激光雷达也可以是安装在网络设备(如各种系统中的基站)等上面的激光雷达,在此不做限制。
激光雷达可被用作车载激光雷达(例如扫描式车载FMCW激光雷达)、机载激光雷达等对精确度要求较高的场景。此外,激光雷达还可以安装于移动平台,如卫星。在此情况下,激光雷达需要移动平台中的其它装置的协助以确定自身当前的位置和转向信息,这样可保证测量数据的可用性。例如,移动平台中还可以包括全球定位系统(global positioning system,GPS)装置和惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)装置,激光雷达可以结合GPS装置和IMU装置的测量数据进而得到目标物体的位置、速度等特征量。例如, 雷达可以通过移动平台中的GPS装置提供移动平台的地理位置信息,通过IMU装置记录移动平台的姿态和转向信息。在根据回波信号确定与目标物体之间的距离后,可以通过GPS装置提供的地理位置信息或IMU装置提供的姿态和转向信息中的至少一种,将目标物体的测量点由相对坐标系转换为绝对坐标系上的位置点,得到目标物体的地理位置信息,从而使激光雷达可以应用于移动的平台中。可以理解的是,本申请中激光雷达还可应用于自动驾驶场景中、或者也可应用于网联车场景中,等等。
激光雷达的工作原理是通过发射信号(或者称为探测信号),并接收经过目标物体反射的反射信号,来探测相应的目标物体。激光雷达所发射的信号可以是电磁波信号,激光光束等,相应的,所接收的经过目标物体反射的反射信号也可以是相应的电磁波信号,激光光束信号等。从而,通过发射光波并接收目标散射的电磁能量,比较分析接收到的回波信号与探测信号,可以提取与目标相关的信息,例如目标的位置信息。例如,目标物体至发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。
图1a为本申请提供的一种激光雷达的探测示意图。激光雷达包括激光器和探测器。激光器以一定方向发射光束,若在沿光束的发射方向的一定距离内存在目标,则光束可以在该目标的表面发生反射。图1a以光束1的发射方向存在目标A为例,激光器发射的光束1在到达目标A后,在目标A的表面发生反射,被反射的信号作为回波信号返回至激光雷达的探测器,例如,光束1发射到目标A后,激光雷达的探测器可以接收到图1b中的左图所示的回波信号,探测器根据回波信号和本地信号可确定出目标A的关联信息,例如目标A的位置信息等。另外,激光雷达还可以接收到来自视窗外的环境光,例如,如图1b中的右图所示,为激光雷达在未发射光波时,探测器接收到的光信号。
(4)光学模组,或者称为接收模组、发送模组、收发模组等,具体可以根据光学模组的功能确定。例如,以光学模组为收发模组为例,即接收模组用于接收光信号,接收模组可包括光路调整模块(例如,准直系统、透镜模组等)以及接收模块,本申请中,接收模块还可包括第一探测模块和第二探测模块,第一探测模块、第二探测模块可以分别为探测器。
考虑到激光雷达内部还存在发射模块,此时,光学模组可以是与发射模组组合设置的,也可以是与方式模组单独设置的在此不做限定。例如,光学模组可以采用收发同轴的结构,也可以采用收发离轴的结构。
在收发同轴结构中,光学模组发出的光信号和接收的光信号在光学模组内所经过的光路为相同的光路或旁轴光路,一个光学模组可包括光源(例如,激光器)、光路调整模块、以及接收模块,其中,发射模块可以包括激光器和发射模块对应的光路调整模块,接收模块可包括第一探测模块,可选的,接收模块还可以包括接收模块对应的光路调整模块,第一探测模块可以为探测器。在发射模块和接收模块分别包括光路调整模块时,光路调整模块可以是基于发射模块和接收模块单独设置的,或者,可以是发射模块和接收模块共同设置的。光路调整模块可以包括准直系统或透镜、透镜组,可选的,还可以包括分光模块。例如可参考图2a,图2a为收发同轴的光学模组,在图2a中,激光器发出的光信号经过准直系统进行准直,以规范该光信号的传播方向,使得该光信号尽量向前传播。该光信号经过分光模块,再通过分光模块出射到空间中。接收的回波光信号会到达分光模块,分光模块将接收的光信号送入接收模块中的第一探测模块。
在收发离轴结构中,光学模组发出的光信号和接收的光信号所经过的路径不同,一个 光学模组可包括光源(例如,激光器)、光路调整模块(例如,准直系统或透镜、透镜组)和接收模块,其中,发射模块可以包括激光器和发射模块对应的光路调整模块,接收模块可包括第二探测模块,可选的,接收模块还可以包括接收模块对应的光路调整模块,第二探测模块可以为探测器。在发射模块和接收模块分别包括光路调整模块时,光路调整模块可以是基于发射模块和接收模块单独设置的。参考图2b为收发离轴的光学模组,激光器发出的光信号经过准直系统进行准直,以规范该光信号的传播方向,使得该光信号尽量向前传播,准直系统可将该光信号出射到空间中。接收的光信号会到达接收模块。可见,对于收发离轴结构来说,由于光学模组发出的光信号和接收的光信号所经过的路径不同,因此可以不设置分光模块。
(5)视场,或称为视场范围,为一个光学模组所发出的光信号到达空间后的形成的范围,或者为探测装置接收对应于一个收发模组的光信号的范围。
(6)视场角,视场的角度,例如为一个光学模组接收的光信号在空间中的扫描角度。视场角可以决定视场的大小,一般来说,视场角越大,则视场越大,视场角越小则视场越小。而如果要调整一个视场,也可以通过调整该视场的视场角来实现。
本申请实施例中,对于名词的数目,除非特别说明,表示“单数名词或复数名词”,即"一个或多个”。“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“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的情况,其中A,B可以是单数或者复数。如无特殊说明,字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。例如,A/B,表示:A或B。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a,b,或c中的至少一项(个),表示:a,b,c,a和b,a和c,b和c,或,a和b和c,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。
本申请实施例提及“第一”、“第二”等序数词是用于对多个对象进行区分,不用于限定多个对象的大小、内容、顺序、时序、应用场景、优先级或者重要程度等。例如,第一探测模块和第二探测模块,可以是相同的探测模块,也可以是不同的探测模块,且,这种名称也并不是表示这两个探测模块的结构、位置、优先级、应用场景或者重要程度等的不同。
如上介绍了本申请实施例涉及的一些概念,下面介绍本申请实施例的技术特征。
基于上述内容,图3示例性示出了本申请提供的一种检测装置的结构示意图。如图3所示,包括距离为d的第一探测模块和第二探测模块、光路调整模块、扫描模块和处理模块。
其中,第一探测模块的和第二探测模块之间的距离d可以是第一探测模块的中心和第二探测模块的中心之间的距离,还可以是第一探测模块的边缘和第二探测模块的边缘之间的距离;例如,以第一探测模块和第二探测模块的接收光波的区域为矩形为例,第一探测模块的和第二探测模块之间的距离可以是第一探测模块的上边缘和第二探测模块的上边缘之间的距离,还可以是第一探测模块的下边缘和第二探测模块的下边缘之间的距离,还可以是第一探测模块的左边缘和第二探测模块的左边缘之间的距离,还可以是第一探测模块的右边缘和第二探测模块的右边缘之间的距离,当然,还可以通过其他方式确定,在此不做限定。
扫描模块,用于在第一时刻接收并反射透过视窗的第一区域的第一光波,第一光波经由光路调整模块被第一探测模块接收并生成第一信息;
扫描模块,用于第二时刻接收并反射透过视窗的第二区域的第二光波,第二光波经由光路调整模块被第二探测模块接收并生成第二信息;第一光波和第二光波来源于视窗外的同一探测区域。
扫描模块在第一时刻和第二时刻的扫描角度差为n*a,a为步进角度且大于0,n为正整数;光路调整模块包括第一透镜组,第一光波和第二光波在第一透镜组的焦平面上所成的像之间的距离c和扫描角度差n*a有关,或者,第一光波和第二光波在第一透镜组的焦平面上所成的像之间的距离c与第一透镜组的焦距f的比值,和扫描角度差n*a有关。其中,距离c为距离d的m倍,c、f、m为正数。
处理模块,用于控制扫描模块以步进角度a进行转动;并获取来自第一探测模块的第一信息和来自第二探测模块的第二信息,第一信息指示了第一光波的强度,以及第二信息指示了第二光波的强度;
处理模块,还用于根据第一信息和第二信息,输出第三信息,第三信息用于指示第一区域或者第二区域存在遮挡,或者用于指示执行清洗操作。
需要说明的是,考虑到检测装置可以位于激光雷达内部,此时,处理模块可以是位于激光雷达中的处理器或处理器中的部件,在检测装置中的部分位于激光雷达的内部时,处理模块可以是位于车辆的处理器或处理器中的部件,还可以是位于云端服务器中的处理器或处理器中的部件,在此不做限定。
其中,对照射到视窗上的光波,视窗会产生反射光I
reflect、透射光I
trans和吸收光I
absorb三种光的形状态。三种形态的光的能量之和等于发射光的总能量I
total,即满足:
I
total=I
reflect+I
absorb+I
trans
对于利用主动成像的回波信号,其本质是测量视窗上返回的回波信号,从而,确定视窗上遮挡物相比无遮挡物时的视窗的反射率的差异。在遮挡物的反射率相比无遮挡物时的视窗的反射率的差异较小时,通过该方式进行视窗上的遮挡物的判断,就很容易带来误差。因此,本申请主要通过透射光,即通过被动成像去判断视窗是否被遮挡。一种可能的实现方式,通过第一光波和第二光波来源于视窗外的同一探测区域,基于第一光波和第二光波,判断视窗上的第一区域或第二区域是否被遮挡。
下面对图3所示的各个功能模块和结构分别进行介绍说明,以给出示例性的具体实现方案。
一、第一探测模块和第二探测模块
以第一探测模块为例,第一探测模块可以为激光雷达中的探测器,或者为激光雷达中具有探测功能的部件。示例性地,第一探测模块可通过光电转化将接收到的光信号转化为模拟信号或数字信号的形式,以获得第一信息。
第一探测模块和第二探测模块接收到的来自视窗外的探测区域的光可以是探测区域中的光源发射的光波,还可以是探测区域中的目标物体反射其他光源后的光波,在此不做限定。
以第一探测模块为例,第一探测模块在接收光信号之前,可以经过光路调整模块对第一探测模块的视场进行调整,以规范该光信号的接收方向,使得从视窗外透射到接收模块的光为来自远场的一个探测区域内的光波。例如,在同一时刻,第一探测模块和第二探测模块可以接收到视窗外的不同探测区域对应的光波。例如,针对同一时刻,第一探测模块可以接收到视窗外的第一区域对应的光波。第二探测模块可以接收到视窗外的第二探测区 域对应的光波。为检测视窗外的不同探测区域,探测区域的划分可以有多种实现方式,以下分两种情形分别说明。
情形一、探测区域可以是通过一维方向进行划分的,例如,一维方向可以是水平方向或垂直方向。以一维方向为水平方向为例,将第一探测模块或第二探测模块可以探测的视窗外的目标物体所在的区域进行水平方向上的划分,获得N个水平探测区域中的一个水平探测区域。垂直方向不限定,即在任一时刻,第一探测模块可以探测到N个水平探测区域中的一个水平探测区域在垂直方向上可探测到的所有目标物体。相应的,在视窗上,也可以相应的确定出与探测区域对应的区域,例如,与水平探测区域对应的水平区域,即将视窗划分为N个水平区域。其中,N个水平区域可以包括如图4a所示的第一水平区域和第二水平区域,相应的,第一水平区域对应第一水平探测区域,第二水平区域对应第二水平探测区域。
可参考如图4a,针对同一时刻,第一探测模块可以接收到视窗外的第一水平探测区域对应的光波。相应的,第一探测模块接收到从视窗上透过的来自第一水平探测区域的光波。第二探测模块可以接收到视窗外的第二水平探测区域对应的光波。相应的,第二探测模块接收到从视窗上透过的来自第二水平探测区域的光波。即第一水平探测区域和第二水平探测区域为N个水平探测区域中的不同水平探测区域。
可选的,N个水平探测区域中的不同水平探测区域可以通过扫描模块,在不同时刻进行扫描,以实现对N个水平探测区域的光波的接收。
通过上述方法,可以基于视窗的一维方向,划分视窗的区域,从而,可以针对视窗在另一维度的方向上不敏感进行设置的,例如,针对视窗的清洗操作可以是针对水平方向上设置的2个或多个清洗装置,此时,检测装置可以针对清洗装置的设置方式,例如,清洗装置是基于水平方向上的不同位置上设置多个清洗装置,则可以在水平方向上划分视窗的区域,以节省检测装置的复杂度。再比如,还可以在没有清洗条件的情况下,检测装置划分视窗的区域,可以是基于激光雷达的探测方式确定的,例如,激光雷达的探测是基于水平方向上划分的N个探测区域,从而,检测装置可以划分水平方向上的N个视窗的区域,在确定出相应的水平区域上存在遮挡物时,激光雷达可以根据存在遮挡物的水平区域,取消使用经过该水平区域采集到的回波信号,避免遮挡物对激光雷达的检测性能的影响。
情形二、探测区域是通过二维方向进行划分的,例如,通过水平方向和垂直方向进行划分。
举例来说,水平方向可以通过扫描模块,在不同时刻进行扫描,实现第一探测模块或第二探测模块对N个水平探测区域的光波的接收。针对任一水平探测区域的垂直方向可以划分为M个垂直探测区域,即对视窗外的可探测范围划分为N*M个探测区域。
一种可能的实现方式,可以通过设置至少M个第一子探测模块和至少M个第二子探测模块,使得每个第一子探测模块或第二子探测模块用于接收M个垂直探测区域中的1个垂直探测区域的光波。相应的,在视窗上,也可以相应的确定出与探测区域对应的区域,即将视窗划分为N*M个区域。
如图4b所示,以第一探测模块中的第一子探测模块1和第一子探测模块2为例,针对同一时刻,第一子探测模块1-1可以接收到视窗外的探测区域1-1对应的光波。相应的,第一探测模块接收到从视窗上透过的来自区域1-1的光波。第二探测模块可以接收到视窗外的探测区域1-2对应的光波。相应的,第二探测模块接收到从视窗上透过的来自区域1-2 的光波。探测区域1-1和探测区域1-2对应的水平位置相同。相应的,例如,第二探测模块中的第二子探测模块1可以接收到视窗外的探测区域2-1对应的光波。第二探测模块中的第二子探测模块2可以接收到视窗外的探测区域2-2对应的光波。探测区域2-1和探测区域2-2对应的水平位置相同。区域2-1和区域2-2对应的水平位置相同,垂直位置不同。探测区域2-1与探测区域1-1的水平位置不同。探测区域2-2与探测区域1-2的水平位置不同。
可选的,M个垂直探测区域透射的光波中的任一个光波可以通过光路调整模块进入到第一子探测模块或第二子探测模块,实现第一子探测模块或第二子探测模块对该光波的接收。
在一些实施例中,光路调整模块也可以是针对每个子探测模块单独设置的光路调整模块。例如,针对第一子探测模块设置一个光路调整模块,针对第二子探测模块设置一个光路调整模块。即,检测装置包括2*M个光路调整模块。从而,每个垂直探测区域发射的光波,通过相应的第一子探测模块的光路调整模块调整后的光波,可以使得对应的第一子探测模块接收。每个垂直探测区域发射的光波,通过相应的第二子探测模块的光路调整模块调整后的光波,可以使得对应的第二子探测模块接收。
在另一些实施例中,还可以是针对第一子探测模块和第二子探测模块设置一个光路调整模块。即,检测装置包括M个光路调整模块。从而,每个垂直探测区域发射的光波,通过相应的第一子探测模块和第二子探测模块的光路调整模块调整后的光波,可以使得对应的第一子探测模块和第二子探测模块接收。
通过上述方法,可以灵活的调整水平方向和垂直方向上接收到的视窗外的探测区域的光波,并相应的调整了视窗上对应的区域,从而,可以灵活的对视窗上的遮挡物进行检测。
例如,可以基于待检测的视窗所在的环境,确定遮挡物可能的类型及遮挡物在视窗上的常见大小,确定视窗上的区域,从而,确定检测装置中检测遮挡物的第一子探测模块和第二子探测模块,提高检测装置检测遮挡物的效率。再比如,还可以结合待检测的视窗的装置(例如,激光雷达)的使用方式,确定第一子探测模块和第二子探测模块,提高检测装置和待检测的视窗的装置的兼容性。
应理解,N*M个探测区域透射至视窗的光波之间可以呈一定的夹角,也可以是平行的。
情形三、探测区域是通过二维方向进行划分的,例如,通过水平方向和垂直方向进行划分。例如,如情形二中的N*M个探测区域。
以第一探测模块为例,第一探测模块通过扫描模块,在不同的扫描角度(水平方向和垂直方向都不同)下,接收来自一个探测区域的光波。相应的,第二探测模块也可以通过扫描模块,在不同的扫描角度下,接收来自一个探测区域的光波。从而,通过扫描模块,实现第一探测模块和第二探测模块对N*M个探测区域的扫描。
第一探测模块和第二探测模块可以是在水平方向上的不同位置上设置的,垂直方向上的位置相同。第一探测模块和第二探测模块还可以是在垂直方向上的不同位置上设置的,水平方向上的位置相同。也可以是水平方向和垂直方向的位置都不同。
通过上述方法,可以通过扫描模块实现二维方向上的探测区域的扫描,无需设置子探测模块,降低检测装置的复杂度。
例如,如图4c所示,针对同一时刻,第一探测模块可以接收到视窗外的第一探测区域对应的光波。相应的,第一探测模块接收到从视窗上透过的来自第一区域的光波。第二探 测模块可以接收到视窗外的第二探测区域对应的光波。相应的,第二探测模块接收到从视窗上透过的来自第二区域的光波。
其中,第一探测区域和第二探测区域可以是水平位置相同,垂直位置不同。第一探测区域和第二探测区域可以是水平位置不同,垂直位置也不同。通过扫描模块对不同探测区域的扫描,可以实现第一探测模块和第二探测模块分别扫描完透过视窗的所有探测区域。具体可以参见扫描模块的执行方式。
二、光路调整模块
本申请中,可以通过光路调整模块,使得在同一时刻,视窗外的不同探测区域的光波被不同的探测模块接收。
为实现在同一时刻视窗外的不同探测区域的光波被不同的探测模块接收,本申请中还可以通过探测模块与光路调整模块组合的结构实现,也可以通过子探测模块和光路调整模块(例如,准直器、透镜模组)组合的方式实现,也可以通过扫描模块(例如,反射镜)和管理调整模块的组合实现,此处不再一一列举。如下分别对探测模块、光路调整模块和扫描模块组合的结构及子探测模块、光路调整模块和扫描模块组合的结构进行详细介绍。
如图5a所示,为本申请提供的一种光路调整模块的结构示意图。第一探测模块和第二探测模块可以共用一个光路调整模块,也可以分别设置相应的光路调整模块。
下面以第一探测模块和第二探测模块共用一个光路调整模块为例,一种可能的实现方式中,该光路调整模块包括透镜组件,从探测区域透射到视窗内的光波通过该透镜组件后,可以将该光波聚焦到探测模块上,即每个探测模块对应的视场范围为该探测区域,实现对探测模块的视场范围的调整。可选的,第一探测模块和第二探测模块的入光口位于透镜组件的像方焦平面上,例如,如图5a所示,第一探测模块的入光口可以位于第一透镜组的像方焦平面上。同理,第二探测模块的入光口也可以位于透镜组件的像方焦平面上。
第一探测模块与第一透镜组的光轴的距离d1为例,在第一探测模块接收与第一透镜组的光轴呈夹角θ1的探测区域101的光波,并通过视窗上的区域101透过,夹角θ1满足:
θ1=arctan(f/d1)。
第二探测模块与第一透镜组的光轴的距离d2为例,在第二探测模块接收与第一透镜组的光轴呈夹角θ2的探测区域102的光波时,并通过视窗上的区域102透过,夹角θ2满足:
θ2=arctan(f/d2)。
需要说明的是,第一探测模块与第一透镜组的光轴的距离d1可以是第一探测模块的中心与第一透镜组的光轴的距离,也可以是第一探测模块的边缘与第一透镜组的光轴的距离。第二探测模块与第一透镜组的光轴的距离d2可以是第二探测模块的中心与第一透镜组的光轴的距离,也可以是第二探测模块的边缘与第一透镜组的光轴的距离。此处,d1和d2可以与第一探测模块和第二探测模块之间的距离d的设置方式一致。当然,还可以通过其他方式确定,在此不做限定。
其中,在第一探测模块和第二探测模块位于光轴的不同侧时,第一探测模块和第二探测模块的距离d满足:d=d1+d2。此时,来自探测区域101和来自探测区域102的光波之间的夹角满足:θ=θ1+θ2。
在第一探测模块和第二探测模块位于光轴的同一侧时,第一探测模块和第二探测模块 的距离d满足:d=|d1-d2|。来自探测区域101和来自探测区域102的光波之间的夹角θ满足:θ=|θ1-θ2|。
需要说明的是,第一探测模块或第二探测模块可以是待检测的视窗对应的装置(例如,激光雷达)中的探测模块。通过上述方法,可以灵活的兼容待检测的视窗对应的装置,提高检测装置的适应性,降低实现的难度。
一种可能的实现方式,为简化处理模块的复杂度,第一探测模块或第二探测模块可以位于光路调整模块的光轴上。例如,以第二探测模块位于光路调整模块的光轴为例,第一探测模块和第二探测模块的距离d,即为第一探测模块与光轴的距离,因此,在第一探测模块接收与第一透镜组的光轴呈夹角θ的探测区域101的光波,第二探测模块接收与第一透镜组的光轴平行的探测区域103的光波,夹角θ满足:
θ=arctan(f/d)。
在另一种可能的实现方式中,光路调整模块可以包括第二透镜组和第一透镜组。其中,第二透镜组可以是准直系统。在一种可能的实现方式中,第二透镜组还可以是准直器、准直透镜。下面还是以第一探测模块和第二探测模块共用一个光路调整模块为例。该准直系统也可以是第一探测模块和第二探测模块共用的。该准直系统也可以是针对第一探测模块和针对第二探测模块分别设置的。例如,如图5b所示的,包括第一探测模块的第一子准直系统和第二探测模块的第二子准直系统。第一子准直系统和第二子准直系统的光轴可以不重合。例如,第一子准直系统的光轴和第二子准直系统的光轴之间的距离为d0。第一探测模块距离第一子准直系统的光轴的距离为d1,第二探测模块距离第二子准直系统的光轴的距离为d2,第一探测模块和第二探测模块之间的距离d满足:d=d1+d2+d0。
通过上述方法,光路调整模块可以包括第二透镜组和第一透镜组,使得第一探测模块和第二探测模块的位置不限定在第一透镜组的像方焦平面上,相应的,第一探测模块和第二探测模块之间的距离也可以灵活的设置,提高检测装置的设计的灵活性。
如图5b所示,以第一探测模块为例,即第一探测模块和第一透镜组之间可以包括第二透镜组,第二透镜组的入光口位于第一透镜组的像方焦平面上,从而,使得从探测区域透射到视窗内的第一光波通过该第一透镜组后,可以将该第一光波聚焦到第二透镜组上,再通过第二透镜组进行聚焦后将第一光波发送给第一探测模块。此时,光路调整模块中的准直系统与光轴的距离为d1。相应的,从探测区域透射到视窗内的第二光波通过该第一透镜组后,可以将第二光波聚焦到第二透镜组上,再通过第二透镜组进行聚焦后发送给第二探测模块。
因此,可以通过选择合适的光路调整模块,使得第一探测模块的视场对应探测视窗外的一个探测区域,及第二探测模块的视场对应探测视窗外的一个探测区域。并且,第一探测模块和第二探测模块在不同的时刻可以经由视窗上不同的区域探测到来自相同探测区域的光波,为后续比较视窗上不同的区域对相同探测区域的光波的透射效果,来确定视窗上不同区域是否存在遮挡物,避免了不同遮挡物由于反射效果较弱而无法通过反射光来探测的问题,提高了对视窗上的遮挡物的检测的准确度。
其中,第二透镜组接收与第一透镜组的光轴平行的探测区域101的光波时,该光波在第一透镜组的焦平面上所成的像与第一透镜组的光轴距离c1为例,该光波与第一透镜组的光轴夹角为θ1,夹角θ1满足:θ1=arctan(f/c1)。来自探测区域102的光波在第一透镜组的焦平面上所成的像与第一透镜组的光轴距离c2为例,第二光波与第一透镜组的光轴夹角为 θ2,夹角θ2满足:θ2=arctan(f/c2)。
其中,探测区域101的光波在第一透镜组的焦平面上所成的像与第一透镜组的光轴距离c1可以是探测区域101的光波透镜组的焦平面上所成的像的中心点与第一透镜组的光轴距离,相应的,探测区域102的光波在第一透镜组的焦平面上所成的像与第一透镜组的光轴距离c2可以是探测区域102的光波在第一透镜组的焦平面上所成的像的中心点与第一透镜组的光轴距离c2。当然,探测区域101的光波在第一透镜组的焦平面上所成的像与第一透镜组的光轴距离c1可以是探测区域101的光波透镜组的焦平面上所成的像的边缘与第一透镜组的光轴距离,相应的,探测区域102的光波在第一透镜组的焦平面上所成的像与第一透镜组的光轴距离c2可以是探测区域102的光波在第一透镜组的焦平面上所成的像的边缘与第一透镜组的光轴距离c2。当然,还可以通过其他方式确定,在此不做限定。
此时,来自探测区域101的光波和来自探测区域102的光波在光路调整模块的焦平面上所成的像位于第一透镜组的光轴的不同侧时,来自探测区域101的光波和来自探测区域102的光波在光路调整模块的焦平面上所成的像之间的距离c满足:c=c1+c2。来自探测区域101的光波和来自探测区域102的光波在光路调整模块的焦平面上所成的像位于第一透镜组的光轴的同一侧时,来自探测区域101的光波和来自探测区域102的光波在光路调整模块的焦平面上所成的像之间的距离c满足:c=|c1-c2|。
其中,来自探测区域101的光波和来自探测区域102的光波在光路调整模块的焦平面上所成的像之间的距离c可以是来自探测区域101的光波和来自探测区域102的光波在光路调整模块的焦平面上所成的像的中心点之间的距离,还可与是来自探测区域101的光波和来自探测区域102的光波在光路调整模块的焦平面上所成的像的其他点之间的距离,在此不做限定。
此时,以第二透镜组为准直透镜为例,第一子准直系统的焦距为f0,此时,第一探测模块与第一子准直系统的光轴之间的距离d1,第一探测模块通过光路调整模块接收到的与第一子准直系统的光轴夹角为θ1’的光波,夹角θ1’满足:θ1’=arctan(f0/d1’)。相应的,第二探测模块与第二透镜组的光轴之间的距离d2’,第二探测模块通过光路调整模块接收到的与第二子准直系统的光轴夹角为θ2’的光波,夹角θ2’满足:θ2’=arctan(f0/d2’)。
进一步的,通过扫描模块,可以实现第一探测模块对视窗外的不同探测区域进行探测。具体的扫描方式在下文中的扫描模块中介绍。
同理,在任一时刻,第二探测模块也可以通过相应的光路调整模块,对视窗外的探测区域进行探测,进而,在不同时刻,第二探测模块也可以通过扫描模块和相应的光路调整模块,实现第二探测模块扫描完视窗外的所有探测区域。
结合情形二中将探测区域划分为M个垂直探测区域的例子,光路调整模块可以是基于所有第一子探测模块和/或第二子探测模块的,也可以是每个第一子探测模块分别对应一个光路调整模块,每个第二子探测模块分别对应一个光路调整模块。以第一子探测模块分别对应一个光路模块为例,结合图4b和图5b的示例,如图5c所示,为本申请提供的一种光路调整模块的结构示意图。该光路调整模块包括M个第一子探测模块、M个第二子探测模块和第一透镜组,M个第一子探测模块与M个垂直探测区域一一对应。M个第二子探测模块与M个垂直探测区域一一对应。每个子探测模块可以通过一个第一透镜组调整光波入射的视场。例如,第一子探测模块1通过第一透镜组1-1接收的光波对应视场1-1,即对应视窗外的垂直探测区域101-1和视窗上的垂直区域101-1。第一子探测模块2通过第一透 镜组1-2接收的光波对应视场1-2,即对应视窗外的垂直探测区域101-2和视窗上的垂直区域101-2。
结合图5a的方式,以图5c为例,第一子探测模块1通过第一透镜组1-1接收到的来自探测区域101-1的光波。第一子探测模块2通过第一透镜组1-2接收到的来自探测区域101-2的光波。也就是说,可通过选择合适的M个第一子探测模块的入光口相对光路调整模块的光轴的距离和第一透镜组的焦距f,可以满足M个第一子探测模块对应探测视窗外的M个垂直探测区域。
同理,M个第二子探测模块对应探测视窗上的M个垂直区域。
一种可能的实现方式,第二子探测模块与第一子探测模块共用一套光路调整模块。例如,第二子探测模块1可以通过第一透镜组1-1接收的光波对应视场2-1,即对应视窗外的垂直探测区域102-1和视窗上的垂直区域102-1。第二子探测模块2通过第一透镜组1-2接收的光波对应视场2-2,即对应视窗外的垂直探测区域102-2和视窗上的垂直区域102-2。
另一种可能的实现方式,第二子探测模块和第一子探测模块单独设置各自的光路调整模块。例如,第二子探测模块1可以通过第一透镜组2-1接收的光波对应视场2-1,即对应视窗外的探测区域102-1和视窗上的区域102-1。第二子探测模块2通过第一透镜组2-2接收的光波对应视场2-2,即对应视窗外的探测区域102-2和视窗上的区域102-2。
结合将探测区域划分为M个垂直探测区域的例子,子探测模块(例如,第一子探测模块或第二子探测模块)对应的光路调整模块的出光口之间的间隔可以是相等的,也可以是不相等的。可以通过控制子探测模块的光路调整模块的出光口之间的间隔与光路调整模块的焦距,来实现子探测模块从光路调整模块接收的光波的视场来自视窗外的M个垂直探测区域。从而,可以通过设置子探测模块的光路调整模块的出光口之间的间隔,与光路调整模块,灵活的设置探测的垂直探测区域的大小,满足不同检测装置对视窗上的不同类型的遮挡物的检测的需要。例如,针对视窗常处于风沙较多等细小遮挡物的环境时,可以设置垂直探测区域的面积较小,相应的,可以设置子探测模块的光路调整模块的出光口之间的间隔较小。针对视窗常处于雨水、冰霜等大面积遮挡物的环境时,可以设置垂直探测区域的面积较大,相应的,可以设置子探测模块的光路调整模块的出光口之间的间隔较大。再比如,还可以根据视窗的特性,在易累积遮挡物的区域设置的垂直探测区域的面积较小,相应的,可以设置子探测模块的光路调整模块的出光口之间的间隔较小,在不易累积遮挡物的区域设置的垂直探测区域的面积较大,相应的,可以设置子探测模块的光路调整模块的出光口之间的间隔较大,以提高检测效率。
三、扫描模块
通过扫描模块将来自视窗外的探测区域的光波传输至光路调整模块,经光路调整模块传输至第一探测模块和/或第二探测模块。检测装置可通过改变扫描模块的探测角度完成对视窗外的探测区域的扫描。例如,视窗检测装置可预设多个探测角度,扫描模块可以在多个探测角度的每个探测角度下接收来自视窗外的探测区域的光波。
在一种可能实现方式中,扫描模块可以为扫描器,例如反射式扫描器。反射式扫描器包括但不限于机械旋转镜或MEMS微振镜。反射式扫描器是通过机械转动来改变扫描器的扫描方向。当扫描模块为反射式扫描器时,可将反射式扫描器的反射面设置于第一透镜组的像方焦平面上。
如图6a所示,为本申请提供的一种扫描器、第一探测模块、第二探测模块和光路调整 模块组成的光路结构示意图。该扫描器可以在二维方向(水平方向和垂直方向)上变换步进角度,变换步进角度也可理解为扫描器在不同的步进角度下,使得第一探测模块或第二探测模块接收相应视窗外的探测区域的光波。图5a以第一探测模块为例说明,在8个不同方向的步进角度下,来自8个不同探测区域的光波经过扫描器分别传输至第一探测模块,得到8个探测区域的8个扫描点。从而通过扫描器在不同时刻处于不同的步进角度,可以得到视窗上的所有探测区域对应的扫描轨迹。举例来说,通过扫描器得到的扫描轨迹可以是处理控制模块控制扫描器按照预设的扫描方式进行扫描得到的。也可以理解为,是处理控制模块控制扫描器在二维方向上旋转扫描器,使扫描器处于不同探测角度下扫描得到的扫描轨迹。例如,处理控制模块可控制扫描模块先水平方向旋转后垂直方向旋转,或者先垂直方向旋转后水平方向旋转,或者垂直方向和水平方向一起旋转,或者水平方向和垂直方向交替旋转等。结合上述图5a-图5c所示的光路调整模块,由于从第一透镜组入射的光束的光斑在第一透镜组的像方焦平面上重合,因此,可以将扫描模块设置于第一透镜组的物方焦平面上。一种可能的实现方式,扫描模块还可以位于第一透镜组的光轴上。
在另一些实施例中,扫描器可以是在一维方向上改变扫描角度,使得扫描器将来自不同探测区域的光波发送给第一探测模块。或者,使得扫描器将来自不同探测区域的光波发送给第二探测模块。结合上文中的情形一中的一维方向为水平方向为例,扫描模块可以在水平方向上旋转,实现对视窗上的N个水平区域的扫描。结合上文中的情形二,可以通过扫描模块在水平方向上旋转,实现对视窗的水平方向的扫描。此时,另一维度方向上,结合图4b,可以通过第一探测模块包括的第一子探测模块分别进行探测,通过第二探测模块包括的第二子探测模块分别进行探测。具体实现方式,可以参考图6a的实现方式,在此不再赘述。通过上述方法,可以提高检测装置对视窗检测的灵活性。
四、第一探测模块和第二探测模块之间的光路关系
为使第一探测模块和第二探测模块可以接收到来自同一探测区域的光波。
考虑到视窗外的探测区域1相对第一探测模块而言,可以视为远场的物体,第一探测模块接收到的探测区域的光都是平行光,因此,在第一时刻,可以通过光路调整模块(例如,第一透镜组,还可以包括第二透镜组),将探测区域1透射到视窗内的光波聚焦到第一探测模块上,使得第一探测模块可以对探测区域1中的目标物体进行成像。视窗外的探测区域1相对第二探测模块而言,也可以视为远场的物体,第二探测模块接收到的探测区域的光都是平行光,因此,在第一时刻,可以通过光路调整模块(例如,第一透镜组,还可以包括第二透镜组),将探测区域2透射到视窗内的光波聚焦到第二探测模块上,使得第二探测模块可以对探测区域2中的目标物体进行成像。
以图5a的示例,第一探测模块和第二探测模块都位于第一透镜组的像方焦平面上,以距离光轴d1的第一探测模块,在不考虑扫描模块的场景下,通过光路调整模块接收到的是与光轴夹角为θ1的入射能量,距离光轴d2的第二探测模块,在不考虑扫描模块的场景下,通过光路调整模块接收到的是与光轴夹角为θ2的入射能量,因此,探测区域101和探测区域102之间的夹角与第一探测模块与光路调整模块形成的第一光路与第二探测模块与光路调整模块形成的第二光路之间的夹角有关。
结合扫描模块的场景,通过扫描模块对所有探测区域进行扫描时,可以使得第一探测模块和第二探测模块在不同时刻接收到同一探测区域的光波。
举例来说,以第一探测模块在第一时刻探测到探测区域101,第一探测模块第二时刻探测到探测区域102为例。
结合图5a,第一时刻,第一探测模块接收到与光轴成角度θ1的光波对应的探测区域101,第二探测模块接收到与光轴成角度θ2的光波对应的探测区域102,来自探测区域101和来自探测区域102的光波之间的夹角θ=θ1+θ2。
如图6b所示,第二时刻相对第一时刻,通过扫描模块转动n个步进角度a,即相对第一时刻扫描模块转动扫描角度θ=n*a,使得第一探测模块探测到视窗外的探测区域102的光波。此时,来自探测区域101的光波和来自探测区域102的光波在光路调整模块的焦平面上所成的像之间的距离c,即为第一探测模块和第二探测模块的入光口之间的距离d满足:
c=d=d1+d2=f*tanθ
需要说明的是,此时,第一探测模块探测到视窗外的探测区域102可以通过视窗上的区域102’透过。区域102’与区域102为不同的视窗上的区域。
再比如,以第一探测模块位于光轴上为例,如图6c所示,在第二时刻,扫描模块相比第一时刻旋转角度θ,通过扫描模块,将视窗外的探测区域102的光波偏转角度θ,在θ=θ1+θ2时,在偏转角度θ后,探测区域102透射到视窗内的光波可以通过光路调整模块聚焦到第二探测模块上,使得第二探测模块可以对探测区域102中的目标物体进行成像。
在上述过程中,第一探测模块在第一时刻接收到的来自探测区域102的光波为通过视窗上的第一区域接收的,而第二探测模块在第二时刻接收到的来自探测区域102的光波为通过视窗上的第二区域接收的。由于第一探测模块与光路调整模块、扫描模块组成的第一光路,与第二探测模块、光路调整模块和扫描模块组成的第二光路存在一个之间存在一个夹角θ1+θ2,因此,从第一光路和第二光路入射的来自同一探测区域102的光波,在视窗的位置上会存在一个位移,从而,第一区域(例如,区域102’)和第二区域(例如,区域102)为不同的区域。需要说明的是,在具体实施过程中,第一区域和第二区域可以重叠,也可以不重叠,可以根据需要调整。通过第一区域和第二区域的差异,可以在保证相对视窗远距离的探测区域的变化可以忽略的前提下,可以比较视窗上的第一区域和视窗上的第二区域之间是否存在透射率的差异,从而实现对视窗的不同位置上的透射率的差异进行测量,确定出视窗上是否存在遮挡物,即可以确定第一区域或第二区域是否存在遮挡物。
五、处理模块
处理模块可以是设置在激光雷达中的处理器或具有处理功能的部件,还可以是设置在激光雷达的处理器或具有除了功能的部件。本申请中,处理模块可以获得第一探测模块和第二探测模块接收到的来自同一探测区域的光波的信号,以确定视窗上的区域是否存在遮挡物。
在一些实施例中,在第一探测模块通过第一区域接收第一光波的信号强度和第二探测模块通过第二区域接收的第二光波的信号强度的差异大于预设阈值时,确定第一区域或第二区域存在遮挡。
例如,当第一探测模块通过第一区域接收到的第一光波的信号强度,相比第二探测模块通过第二区域接收到的第二光波的信号强度较弱时,可以确定至少第一区域存在遮挡物。第二区域与第一区域不重叠的区域可能不存在遮挡物。
当然,还可以通过其他时刻接收到的与第一区域或第二区域有关的区域,进一步确定第一区域或第二区域是否存在遮挡物。
一种可能的实现方式,根据第一探测模块在K个第一时刻对应接收的K个第一信息,和第二探测模块在K个第二时刻对应接收的K个第二信息,确定K个第一信息和K个第二信息之间的强度差的分布;K为正整数;根据K个第一信息和K个第二信息之间的强度差的分布,确定遮挡物在视窗上的位置信息。
举例来说,视窗上的区域可以划分为K个区域,例如,可以通过扫描模块步进K-1次,完成对视窗上的K个区域的扫描。其中,针对第一探测模块,K区域可以为K个第一区域。即通过K个第一时刻,使得第一探测模块完成对视窗上的K个第一区域的扫描。在扫描模块的初始位置,第一探测模块可以接收到一个第一区域对应的第一信息。每次扫描模块步进1次,都可以相应接收到一个新的第一区域对应的第一信息。通过扫描模块步进K-1次,可以使得第一探测模块接收到视窗上的K个第一信息。
针对第二探测模块,K区域可以为K个第二区域。K个第二区域和K个第一区域之间可以有重叠。即通过K个第二时刻,使得第二探测模块完成对视窗上的K个第二区域的扫描。在扫描模块的初始位置,第二探测模块可以接收到一个第二区域对应的第二信息。每次扫描模块步进1次,都可以相应接收到一个新的第二区域对应的第二信息。通过扫描模块步进K-1次,可以使得第二探测模块接收到视窗上的K个第二信息。
考虑到第二时刻相对第一时刻,扫描模块旋转角度n*a,因此,K个第一时刻和K个第二时刻可以是存在重叠的。例如,若第2个第一时刻相对第1个第一时刻,扫描模块旋转角度a,则第n个第一时刻为第1个第二时刻。
通过上述方案,可以实现对视窗上的K个第一区域和K个第二区域进行扫描,提高对视窗的检测效率。
举例来说,视窗被划分为N*M个探测区域,水平方向上通过扫描器和光路调整模块实现对N个探测区域的扫描,垂直方向上通过M个子探测模块和相应的光路调整模块实现对M个探测区域的探测。此时,K可以为N+1。
如图6d和图6e所示,以N为4为例,在一些实施例中,以第一光路与第二光路在水平方向上的夹角为1个步进角度a为例。通过扫描器对水平方向上的4个探测区域进行扫描,以时刻1~时刻4完成对4个探测区域的扫描为例。第一探测模块与光路调整模块、扫描模块组成的第一光路,与第二探测模块与光路调整模块、扫描模块组成的第二光路。
在时刻1,扫描器将扫描角度调整为第一探测模块对应接收探测区域1的角度,第一探测模块通过视窗上的区域1-1透射该探测区域1的光波。相应的,第二探测模块通过扫描器,接收到探测区域2的光波,第二探测模块通过视窗上的区域2-2透射该探测区域2的光波。
在时刻2,扫描器将旋转一个步进角度,使得第一探测模块对应接收探测区域2的角度,第一探测模块通过视窗上的区域2-1透射该探测区域2的光波,相应的,第二探测模块通过扫描器,接收到探测区域3的光波,第二探测模块通过视窗上的区域3-2透射该探测区域3的光波。
因此,结合图6f,通过第一探测模块和第二探测模块接收到的探测区域2的光波,即时刻1上第二探测模块探测的光波和时刻2上第一探测模块探测的光波,可以确定视窗上的区域2-2和视窗上的区域2-1接收到的光波的强度的差异是否大于预设阈值,从而确定 视窗上的区域2-1或视窗上的区域2-2是否存在遮挡物。
在一些实施例中,处理模块可以接收到视窗上的区域2-1的光波的信号强度的灰度值G1(1),视窗上的区域2-2的光波的信号强度的灰度值G2(2)。
举例来说,在确定视窗上的区域2-1接收到的光波的强度相比视窗上的区域2-2接收到的光波的强度弱时,可以确定视窗上的区域2-1上可能存在遮挡物。
首先把第一探测模块和第二探测模块的视场(探测区域)存在对应关系:G1(1)与G2(2)对应相同的探测区域。因此,可以确定视窗上的区域2-2接收到的第二光波和视窗上的区域2-1接收到的第一光波的强度的差异P。
一种可能的实现方式,时刻1接收到的视窗上的区域2-1的光波的灰度值G1(1)和时刻2接收到视窗上的区域2-2的光波的信号强度的灰度值G2(2)之间的灰度值差异满足:
在P1(2)大于第一预设阈值时,可以确定在视窗的区域2-1上存在遮挡物。通过上述方法,可以基于灰度值之间的相对差值进行判断,降低环境光的不同强度对遮挡物判断的影响,提高检测的鲁棒性。需要说明的是,第一预设阈值可以是通过接收光信号的噪声确定的,也可以通过其他方式确定的,在此不做限定。
另一种可能的实现方式,灰度值差异满足:
P2(2)=G2(2)-G1(1)
在P2(2)大于第二预设阈值时,可以确定在视窗的区域2-1上存在遮挡物。通过上述方法,可以基于灰度值之间的差值进行判断,降低检测装置的复杂度。需要说明的是,第二预设阈值可以是通过接收光信号的噪声确定的,还可以是结合不存在遮挡物的视窗接收到的光波的信号强度确定,还可以结合遮挡物的类型确定,还可以通过其他方式确定的,在此不做限定。
结合时刻1和时刻2,结合图6f,还可以通过第一探测模块和第二探测模块接收到的探测区域1的光波,即时刻1上第一探测模块探测的光波和时刻2上第二探测模块探测的光波,可以确定视窗上的区域1-1和视窗上的区域1-2接收到的光波的强度的差异是否大于预设阈值,从而确定视窗上的区域1-1或视窗上的区域1-2是否存在遮挡物。
举例来说,在确定视窗上的区域1-2接收到的光波的强度相比视窗上的区域1-1接收到的光波的强度弱时,可以确定视窗上的区域1-2上可能存在遮挡物。结合时刻1和时刻2确定的视窗上的区域2-1上可能存在遮挡物,可以至少确定出区域1-2和区域2-1的重叠部分存在遮挡物。
在时刻3,扫描器将旋转一个步进角度,使得第一探测模块对应接收探测区域3的角度,第一探测模块通过视窗上的区域3-1透射该探测区域3的光波,相应的,第二探测模块通过扫描器,接收到探测区域4的光波,第二探测模块通过视窗上的区域4-2透射该探测区域4的光波。
因此,通过第一探测模块和第二探测模块接收到的探测区域3的光波,即通过时刻2上第二探测模块探测的光波和时刻3上第一探测模块探测的光波,可以确定视窗上的区域3-2和视窗上的区域3-1接收到的光波的强度的差异是否大于预设阈值,从而确定视窗上的区域3-2或视窗上的区域3-1是否存在遮挡物。
或者,结合图6f,通过第一探测模块和第二探测模块接收到的探测区域2的光波,即时刻2上第一探测模块探测的光波和时刻3上第二探测模块探测的光波,可以确定视窗上的区域2-1和视窗上的区域2-2接收到的光波的强度的差异是否大于预设阈值,从而确定视窗上的区域2-1或视窗上的区域2-2是否存在遮挡物。
在时刻4,扫描器将旋转一个步进角度,使得第一探测模块对应接收探测区域4的角度,第一探测模块通过视窗上的区域4-1透射该探测区域4的光波。
因此,结合图6f,通过第一探测模块和第二探测模块接收到的探测区域4的光波,即通过时刻3上第二探测模块探测的光波和时刻4上第一探测模块探测的光波,可以确定视窗上的区域4-2和视窗上的区域4-1接收到的光波的强度的差异是否大于预设阈值,从而确定视窗上的区域4-2或视窗上的区域4-1是否存在遮挡物。
再比如,在一些实施例中,以第一光路与第二光路在水平方向上的夹角为L个步进角度a为例。
在第一时刻,扫描器将扫描角度调整为第一探测模块对应接收探测区域1的角度,第一探测模块通过视窗上的区域1-1透射该探测区域1的光波。相应的,第二探测模块通过扫描器,接收到探测区域2的光波,第二探测模块通过视窗上的区域2-2透射该探测区域2的光波。在第二时刻,扫描器将旋转L个步进角度,使得第一探测模块对应接收探测区域2的角度,第一探测模块通过视窗上的区域2-1透射该探测区域2的光波。
因此,通过第一探测模块和第二探测模块接收到的探测区域2的光波,即第一时刻1上第二探测模块探测的光波和第二时刻2上第一探测模块探测的光波,可以确定视窗上的区域2-2和视窗上的区域2-1接收到的光波的强度的差异是否大于预设阈值,从而确定视窗上的区域2-2或视窗上的区域2-1是否存在遮挡物。
考虑到遮挡物可能在多个第一区域和/或多个第二区域上出现的场景,例如,在第一时刻,第一探测模块接收到的透过视窗的第一区域的第一光波的第一信息;第二时刻,第二探测模块接收到的透过视窗的第二区域的第二光波的第二信息,第一区域和第二区域上都覆盖有相同类型的遮挡物,导致第一探测模块和第二探测模块接收到的第一信息和第二信息之间的差异过小,无法确定出第一区域和第二区域上都存在遮挡物。此时,可以结合其他时刻测量得到的视窗上的其他区域的光波的光强差异,确定是否存在遮挡物,以及确定遮挡物的大小及位置。
例如,结合图6d-图6f所示,假设遮挡物覆盖了区域1-2和区域1-3,还覆盖了区域2-2和区域2-3。通过时刻2,第二探测模块获得的区域2-2上的第二信息,通过时刻3,第一探测模块获得的区域1-3的第一信息。由于区域2-2和区域1-3上都覆盖有遮挡物,因此,区域2-2上的第二信息和区域1-3的第一信息之间的差异小于预设阈值,无法确定区域2-2和区域1-3上是否有遮挡物。此时,可以基于时刻3中第二探测模块获得的区域2-3的第二信息和时刻4中第一探测模块获得的区域1-4的第一信息判断区域2-3和区域1-4是否有遮挡物。通过区域1-4的第一信息和区域2-3的第二信息之间的差异大于预设阈值,可以确定出区域1-4没有遮挡物,区域2-3有遮挡物。在确定出区域2-3有遮挡物的前提下,可以根据区域2-3的第二信息和区域1-3的第一信息进行比较,在区域2-3的第二信息和区域1-3的第一信息之间的差异小于预设阈值时,可以确定出区域2-3存在遮挡物,相应的,区域2-2也存在遮挡物。相比通过单个的第一区域和第二区域确定第一区域或第二区域上是否有遮挡物的方式,可以有效提高遮挡物的识别效果,提高对视窗上的遮 挡物的识别的准确度。
在一些实施例中,可以通过对视窗进行扫描的方式,获得K个第一区域对应的K个第一信息,及K个第二区域对应的K个第二信息,确定出遮挡物在视窗上的分布情况。例如,处理模块根据第一探测模块在K个第一时刻对应接收的K个第一信息,和第二探测模块在K个第二时刻对应接收的K个第二信息,确定K个第一信息和K个第二信息之间的强度差的分布;K为正整数;根据K个第一信息和K个第二信息之间的强度差的分布,确定遮挡物在视窗上的位置信息。从而,确定遮挡物的大小及位置。
举例来说,以探测区域包括15*8个探测区域为例,第一探测模块可以包括8个第一子探测模块,用于探测垂直方向上的8个垂直探测区域。第一探测模块通过水平方向上的14个扫描步进,第一探测模块可以探测14*8个探测区域。第二探测模块可以包括8个第二子探测模块,用于探测垂直方向上的8个垂直探测区域。第二探测模块通过水平方向上的14个扫描步进,第二探测模块可以探测14*8个探测区域。从而,通过第一探测模块和第二探测模块覆盖15*8个探测区域的扫描,即对应15*8个视窗上的区域。
如图7a所示,为第一探测模块获得的每个视窗的区域的光波的强度值的分布示意图,如图7b所示,为第二探测模块获得的每个视窗的区域的光波的强度值的分布示意图。以同一时刻可以接收到一列8个探测区域上的光波为例,第一探测模块对应的G1(0)为初始时刻接收到的8个探测区域的信息。第二探测模块对应的G2(0)为初始时刻接收到的8个探测区域的信息。结合图7a和图7b,可以确定出第一探测模块对应的G1(7)和第二探测模块对应的G2(9)存在遮挡物。可选的,考虑每列包括有8个子探测模块进行探测的场景,结合图7a和图7b,可以确定出第一探测模块对应的G1(7,4)和G1(7,5),第二探测模块对应的G2(9,4)和G2(9,5)存在遮挡物。
本申请可以综合第一探测模块和第二探测模块获得的所有区域的光波的强度值的分布,确定遮挡物的大小和位置。可选的,通过第一探测模块和第二探测模块获得的所有区域的光波的强度值的分布,可以获得更准确的视窗的透射率的空间分布。例如,通过对视窗进行扫描的方式,获得K个第一区域对应的K个第一信息,及K个第二区域对应的K个第二信息,确定出遮挡物在视窗上的分布情况,举例来说,视窗的透射率r的空间分布满足:
r(1),r(2),…,r(K)=f(p(1),p(2),…,p(K))
其中,K为扫描时刻,可以对应视窗上的区域,f(~)为空间透射率的计算函数。本申请对该函数不做限定。
相比通过单个的第一区域和第二区域确定第一区域或第二区域上是否有遮挡物的方式,可以有效提高遮挡物的识别效果,提高对视窗上的遮挡物的识别的准确度,以更好的指导后续的视窗清理和视窗告警操作。
在一些实施例中,处理模块还可以根据第一光波和第二光波,确定视窗上的第一区域或第二区域中的遮挡物的类型。具体的,可以通过设置相应的阈值范围,确定视窗上存在的遮挡物的类型。
举例来说,考虑到视窗上第一区域的遮挡物为水滴、冰雪等具有光滑表面的遮挡物,此时,相比不存在该类遮挡物的干净表面的视窗的区域(例如,第二区域)而言,主要通过镜面反射到视窗外,而通过第一区域透射至视窗内的光的强度会极大的减少,第一探测模块通过第一区域接收到的第一光波的信号强度,相比第二探测模块通过第二区域接收到 的第二光波的信号强度较弱,因此,可以通过判断第一光波和第二光波的强度差,确定第一区域是否存在遮挡及遮挡物的类型。
再比如,考虑到视窗上第一区域的遮挡物为灰尘等具有粗糙表面的遮挡物,此时,相比不存在该类遮挡物的干净表面的视窗的区域(例如,第二区域)而言,通过第一区域透射至视窗内的光的强度也会相应减少,第一探测模块通过第一区域接收到的第一光波的信号强度,相比第二探测模块通过第二区域接收到的第二光波的信号强度较弱,因此,可以通过判断第一光波和第二光波的强度差,确定第一区域是否存在遮挡及遮挡物的类型。
例如,可以通过设置水滴的第一阈值范围,在确定第一光波的信号强度和第二光波的信号强度的差异属于第一阈值范围时,可以确定第一区域或第二区域存在水滴类型的遮挡物。再比如,可以通过设置冰的第一阈值范围,在确定第一光波的信号强度和第二光波的信号强度的差异属于冰的第一阈值范围内时,可以确定第一区域或第二区域存在冰类型的遮挡物。
再比如,可以通过设置尘土的第二阈值范围,在确定第一光波的信号强度和第二光波的信号强度的差异属于第二阈值范围内时,可以确定第一区域或第二区域存在尘土类型的遮挡物。
可选的,处理模块还可以在确定第一区域或者第二区域存在遮挡后,指示相应的清洗视窗的部件执行对第一区域或第二区域的清洗操作。
再比如,处理模块还可以在确定第一区域或者第二区域存在遮挡物的类型后,指示清洗该遮挡物类型的清洗部件执行对第一区域或第二区域的清洗操作。
例如,在确定第一区域存在雨水类型的遮挡物时,可以开启雨刷器执行对第一区域的清洗操作。再比如,在确定第一区域存在灰尘类型的遮挡物时,可以开启清洁剂喷洒部件喷洒视窗的清洁剂,及开启雨刷器执行对第一区域的清洗操作。
通过上述方法,可以提高对遮挡物的检测的准确度。
可选的,检测装置还可以包括:处理控制模块。该处理控制模块,可以用于控制扫描模块处于不同的扫描角度。处理控制模块可以与处理模块集成在一起,也可以为单独设置的,在此不做限定。
应理解,处理控制模块可以控制扫描模块步进处于某一个扫描角度,或者也可以是连续转动到某一扫描角度,扫描模块可以处于不同的扫描角度,在每个扫描角度下,接收来自探测区域的光波。
示例性地,处理控制模块可先控制扫描模块在一个扫描角度下,例如,第一时刻,接收第一探测区域的第一光波,经光路调整模块进入第一探测模块。及第二探测区域的第二光波,经光路调整模块进入第二探测模块。
处理控制模块触发第一探测模块中的数据采集单元采集第一光波,处理控制模块触发第二探测模块中的数据采集单元采集第二光波,使得处理模块根据得到的第一光波和第二光波,确定第一区域和第二区域对应的遮挡物的信息。之后处理控制模块控制扫描模块处于下一个扫描角度,并重复上述过程。
需要说明的是,在处理控制模块控制扫描模块时,第一探测模块中的信号接收单元可以一直接收对应的第一信息。第二探测模块中的信号接收单元可以一直接收对应的第二信息。
可选的,处理控制模块还可以在确定第一区域或者第二区域存在遮挡后,用于指示相 应的清洗视窗的部件执行对第一区域或第二区域的清洗操作。
在一种可能的实现方式中,处理控制模块可以包括处理单元和控制单元,处理单元可以是通用处理器、现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)、信号数据处理(digital signal processing,DSP)电路、专门应用的集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)、或者其他可编程逻辑器件。控制单元包括扫描器的驱动、调制器的驱动、激光器的频率调制驱动、探测器的驱动等,这些驱动可以是集成在一起,也可以是分开的。
可选地,FPGA可向控制单元的各个驱动发送控制信号,使扫描器的驱动控制扫描模块、探测器的驱动控制第一探测模块和第二探测模块,以实现扫描模块、第一探测模块、第二探测模块之间进行同步;或者,使扫描器的驱动控制扫描模块、探测器的驱动控制第一探测模块和第二探测模块,以实现扫描模块、第一探测模块、第二探测模块之间进行同步。以扫描器为例,FPGA可以向扫描模块的驱动发送控制信号,扫描模块的驱动可根据该控制信号控制扫描器处于某一个扫描角度。
基于上述内容和相同的构思,本申请提供的一种检测方法,可参见下述图8的介绍。该视窗检测方法可应用于上述任一实施例的检测装置。其中,检测装置包括:光路调整模块、扫描模块和处理模块,距离为d的第一探测模块和第二探测模块,如图8所示,该方法包括以下步骤:
步骤801:扫描模块在第一时刻接收并反射透过视窗的第一区域的第一光波,第一光波经由光路调整模块被第一探测模块接收并生成第一信息;第一信息指示第一光波的强度。
步骤802:扫描模块在第二时刻接收并反射透过视窗的第二区域的第二光波,第二光波经由光路调整模块被第二探测模块接收生成第二信息;第二信息用于指示第二光波的强度;第一光波和第二光波来源于视窗外的同一探测区域。
步骤803:处理模块获取来自第一探测模块的第一信息和来自第二探测模块的第二信息,并控制扫描模块以步进角度a进行转动。
其中,扫描模块在第一时刻和第二时刻的扫描角度差为n*a,a为步进角度且大于0,n为正整数;光路调整模块包括第一透镜组,第一光波和第二光波在第一透镜组的焦平面上所成的像之间的距离c和扫描角度差n*a有关。或者,第一光波和第二光波在第一透镜组的焦平面上所成的像之间的距离c与第一透镜组的焦距f的比值,和扫描角度差n*a有关。其中,距离c为距离d的m倍,c、f、m为正数。
步骤804:处理模块根据第一信息和第二信息,输出第三信息,第三信息用于指示第一区域或者第二区域存在遮挡,或者用于指示执行清洗操作。
在一些实施例中,第一光路和第二光路之间的角度与扫描角度差n*a相关;其中,第一光路为在第一时刻第一探测模块、光路调整模块和扫描模块之间的光路;第二光路为在第一时刻第二探测模块、光路调整模块和扫描模块之间的光路;或者,第一光路为在第二时刻第一探测模块、光路调整模块和扫描模块之间的光路;第二光路为在第二时刻第二探测模块、光路调整模块和扫描模块之间的光路。
通过第一探测模块在第一时刻接收透射到视窗内的一个探测区域的第一光波,并通过第二探测模块在第二时刻接收透射到视窗内的同一个探测区域的第二光波,而第一光波通过视窗上的第一区域透射到第一探测模块,第二光波通过视窗上的第二区域透射到第二探测模块,从而,基于来自同一探测区域的第一光波和第二光波,实现对视窗上的不同区域的差异性进行比较,由于考虑的是光波在视窗上的透过率,相比通过反射的回波信号对视 窗进行检测,可以更准确的判断视窗上是否存在遮挡物,在确定存在遮挡物的同时,还可以基于第一光波和第二光波之间的差异,确定遮挡物的类型从而执行相应的清洗操作,及时对遮挡物识别的同时,还可以对遮挡物进行处理,有效的保证了激光雷达或摄像头等器件的正常工作的性能。
为了实现上述本申请实施例提供的方法中的各功能,本申请实施例还提供一种检测装置用于实现上述方法。该装置可以包括硬件结构和/或软件模块,以硬件结构、软件模块、或硬件结构加软件模块的形式来实现上述各功能。上述各功能中的某个功能以硬件结构、软件模块、还是硬件结构加软件模块的方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。
本申请实施例提供的检测装置可以是集成了处理器的控制器,或者也可以是能够执行上述方法对应的功能的芯片或电路,该芯片或电路可以设置在控制器等设备中。进一步的,本申请实施例提供的检测装置,还能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请实施例的范围。
本申请实施例提供的检测装置可以进行功能模块的划分,例如,可对应各个功能划分各个功能模块,也可将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是,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。
一种可能的实现方式中,如图9所示,为本申请实施例提供一种探测装置结构示意图。该探测装置可以是激光雷达,也可以是激光雷达中的装置,或者是能够和激光雷达匹配使用的装置。该装置900可以包括:第一探测模块901、第二探测模块902、光路调整模块903和扫描模块904。当然,该装置900还可能包括其他模块,例如,处理模块等。本申请实施例并不限定,仅示出主要的功能模块。
应理解,本申请实施例中的第一探测模块901和第二探测模块901可以分别由探测器或探测器相关电路组件实现。
其中,扫描模块904,用于在第一时刻接收并反射透过视窗的第一区域的第一光波,第一光波经由光路调整模块903被第一探测模块901接收生成第一信息;扫描模块904,用于第二时刻接收并反射透过视窗的第二区域的第二光波,第二光波经由光路调整模块903被第二探测模块902接收生成第二信息;扫描模块904在第一时刻和第二时刻的扫描角度差为n*a,a为步进角度且大于0,n为正整数;光路调整模块903包括第一透镜组,第一光波和第二光波在第一透镜组的焦平面上所成的像之间的距离c和扫描角度差n*a有关;或者,第一光波和第二光波在第一透镜组的焦平面上所成的像之间的距离c与所述第一透镜组的焦距f的比值,和扫描角度差n*a有关,距离c为距离d的m倍,c、f、m为正数;
处理模块,用于控制扫描模块904以步进角度a进行转动;处理模块,还用于根据第一信息和第二信息,输出第三信息,第三信息用于指示第一区域或者第二区域存在遮挡,或者用于指示执行清洗操作。处理模块获取来自第一探测模块的第一信息和来自第二探测模块的第二信息,第一信息指示第一光波的强度,以及第二信息用于指示第二光波的强度。
示例性的,本申请实施例可以提供一种激光雷达1000,激光雷达1000的结构可以如图10所示,激光雷达1000包括激光器1001、第一探测器1002、第二探测器1003和光学器件1004;光学器件1004可以包括上述实施例中的扫描模块和/或上述实施例中的光路调整模块。第一探测器1002可以为上述实施例中的第一探测模块,第二探测器1003可以为上述实施例中的第二探测模块。可选的,激光雷达1000还可以包括处理模块。
光学器件1004中的扫描模块,用于在第一时刻接收并反射透过视窗的第一区域的第一光波,第一光波经由光路调整模块被第一探测模块接收生成第一信息;扫描模块,用于第二时刻接收并反射透过视窗的第二区域的第二光波,第二光波经由光路调整模块被第二探测模块接收生成第二信息;扫描模块在第一时刻和第二时刻的扫描角度差为n*a,a为步进角度且大于0,n为正整数;
光学器件1004中的光路调整模块包括第一透镜组,第一光波和第二光波在第一透镜组的焦平面上所成的像之间的距离c和扫描角度差n*a有关;或者,第一光波和第二光波在第一透镜组的焦平面上所成的像之间的距离c与所述第一透镜组的焦距f的比值,和扫描角度差n*a有关。其中,距离c为距离d的m倍,c、f、m为正数。
处理模块,用于控制光学器件1004中的扫描模块以步进角度a进行转动;处理模块,还用于根据第一信息和第二信息,输出第三信息,第三信息用于指示第一区域或者第二区域存在遮挡,或者用于指示执行清洗操作。处理模块获取来自第一探测模块的第一信息和来自第二探测模块的第二信息,第一信息指示第一光波的强度,以及第二信息用于指示第二光波的强度。
需要说明的是,图10中激光器1001和光学器件1004之间的连线表示激光器1001和光学器件1004之间存在光路,不代表激光器1001和光学器件1004之间的器件的连接,光学器件1004和第一探测器1002、光学器件1004和第二探测器1003之间的连线表示光学器件1004和第一探测器1002之间存在光路、光学器件1004和第二探测器1003之间存在光路,不代表光学器件1004和第一探测器1002之间的器件的连接、光学器件1004和第二探测器1003的器件的连接。
本申请实施例还提供一种芯片,该芯片与存储器相连,用于读取并执行该存储器中存储的软件程序,当在该芯片上运行该软件程序时,使得该芯片实现图3、图4a~图4c、图5a~图5c、图6a~图6f、图7a~图7b、图8中处理模块或者激光雷达的功能。例如,当在该芯片上运行该软件程序时,使得芯片控制检测装置的扫描模块以步进角度a进行转动;并获取来自该检测装置的第一探测模块的第一信息和来自该检测装置的第二探测模块的第二信息,该第一信息指示第一光波的强度,以及该第二信息用于指示第二光波的强度;根据第一信息和第二信息,输出第三信息,第三信息用于指示检测装置的视窗的第一区域或者视窗的第二区域存在遮挡,或者用于指示执行清洗操作;
第一光波通过检测装置的扫描模块在第一时刻接收并反射透过第一区域,第一光波经由检测装置的光路调整模块被第一探测模块接收并生成第一信息;第二光波通过检测装置的扫描模块在第二时刻接收并反射透过第二区域,第二光波经由光路调整模块被第二探测模块接收并生成第二信息;
扫描模块在第一时刻和第二时刻的扫描角度差为n*a,a为步进角度且大于0,n为正整数;光路调整模块包括第一透镜组,第一光波和第二光波在第一透镜组的焦平面上所成的像之间的距离c和扫描角度差n*a有关;或者,第一光波和第二光波在第一透镜组的焦 平面上所成的像之间的距离c与所述第一透镜组的焦距f的比值,和扫描角度差n*a有关。其中,距离c为距离d的m倍,c、f、m为正数。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,包括指令,当在检测装置上运行指令时,使得检测装置实现图3、图4a~图4c、图5a~图5c、图6a~图6f、图7a~图7b、图8中检测装置或者激光雷达的功能。例如,当在检测装置上运行指令时,使得检测装置控制检测装置的扫描模块以步进角度a进行转动;并获取来自检测装置的第一探测模块的第一信息和来自检测装置的第二探测模块的第二信息,第一信息指示第一光波的强度,以及第二信息用于指示第二光波的强度;根据第一信息和第二信息,输出第三信息,第三信息用于指示检测装置的视窗的第一区域或者视窗的第二区域存在遮挡,或者用于指示执行清洗操作;
第一光波通过检测装置的扫描模块在第一时刻接收并反射透过第一区域,第一光波经由检测装置的光路调整模块被第一探测模块接收并生成第一信息;第二光波通过检测装置的扫描模块在第二时刻接收并反射透过第二区域,第二光波经由光路调整模块被第二探测模块接收并生成第二信息;
扫描模块在第一时刻和第二时刻的扫描角度差为n*a,a为步进角度且大于0,n为正整数;光路调整模块包括第一透镜组,第一光波和第二光波在第一透镜组的焦平面上所成的像之间的距离c和扫描角度差n*a有关;或者,第一光波和第二光波在第一透镜组的焦平面上所成的像之间的距离c与所述第一透镜组的焦距f的比值,和扫描角度差n*a有关。其中,距离c为距离d的m倍,c、f、m为正数。
在本申请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,所述模块或单元的划分,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装置,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一个物理单元或多个物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个不同地方。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,可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机,芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请实施例还提供一种终端,终端包括至少一个本申请上述实施例提到的探测装置,或包括本申请上述实施例提到的激光雷达。
本申请实施例还提供一种计算机产品,包括指令,当在计算机上运行指令时,使得计算机实现图3、图4a~图4c、图5a~图5c、图6a~图6f、图7a~图7b、图8中检测装置或者激光雷达的功能。例如,当在计算机上运行指令时,使得计算机控制检测装置的扫描模块以步进角度a进行转动;并获取来自检测装置的第一探测模块的第一信息和来自检测装置的第二探测模块的第二信息,第一信息指示第一光波的强度,以及第二信息用于指示第二光波的强度;根据第一信息和第二信息,输出第三信息,第三信息用于指示检测装置的视窗的第一区域或者视窗的第二区域存在遮挡,或者用于指示执行清洗操作;
第一光波通过检测装置的扫描模块在第一时刻接收并反射透过第一区域,第一光波经由检测装置的光路调整模块被第一探测模块接收并生成第一信息;第二光波通过检测装置的扫描模块在第二时刻接收并反射透过第二区域,第二光波经由光路调整模块被第二探测模块接收并生成第二信息;
扫描模块在第一时刻和第二时刻的扫描角度差为n*a,a为步进角度且大于0,n为正整数;光路调整模块包括第一透镜组,第一光波和第二光波在第一透镜组的焦平面上所成的像之间的距离c和扫描角度差n*a有关;或者,第一光波和第二光波在第一透镜组的焦平面上所成的像之间的距离c与所述第一透镜组的焦距f的比值,和扫描角度差n*a有关,距离c为距离d的m倍,c、f、m为正数。
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 (21)
- 一种检测装置,其特征在于,包括:光路调整模块、扫描模块和处理模块,距离为d的第一探测模块和第二探测模块,所述d大于0;所述扫描模块,用于在第一时刻接收并反射透过视窗的第一区域的第一光波,所述第一光波经由光路调整模块被所述第一探测模块接收并生成第一信息;所述扫描模块,用于第二时刻接收并反射透过所述视窗的第二区域的第二光波,所述第二光波经由所述光路调整模块被所述第二探测模块接收并生成第二信息;所述扫描模块在所述第一时刻和所述第二时刻的扫描角度差为n*a,所述a为步进角度且大于0,所述n为正整数;所述光路调整模块包括第一透镜组,所述第一光波和所述第二光波在所述第一透镜组的焦平面上所成的像之间的距离c和所述扫描角度差n*a有关,所述距离c为所述距离d的m倍,所述c、m为正数;所述处理模块,用于控制所述扫描模块以所述步进角度a进行转动;并获取来自所述第一探测模块的第一信息和来自所述第二探测模块的第二信息,所述第一信息指示所述第一光波的强度,以及所述第二信息用于指示所述第二光波的强度;所述处理模块,还用于根据所述第一信息和第二信息,输出第三信息,所述第三信息用于指示所述第一区域或者所述第二区域存在遮挡,或者用于指示执行清洗操作。
- 如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一光波与所述第二光波平行;所述第一光波和所述第二光波来源于所述视窗外的同一探测区域。
- 如权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述第一时刻和所述第二时刻的扫描角度差满足:n*a=arctan(c/f)其中,所述f为所述光路调整模块的焦距,所述c为第一光波和所述第二光波在所述光路调整模块的焦平面上所成的像之间的距离,所述a为所述扫描模块的步进角度,所述c、f、a大于0;所述n为正整数,所述f为正数。
- 如权利要求1-3任一项所述的装置,其特征在于,所述第一透镜组用于对来自所述扫描模块的所述第一光波进行聚焦,并将聚焦后的第一光波传输给所述第一探测模块;以及,对来自所述扫描模块的所述第二光波进行聚焦,并将聚焦后的第二光波传输给所述第二探测模块;所述第一探测模块和所述第二探测模块位于所述第一透镜组的像方焦平面上;所述c与所述d相等。
- 如权利要求1-4任一项所述的装置,其特征在于,所述光路调整模块还包括第二透镜组,所述第二透镜组为准直系统;所述第二透镜组,用于对来自所述第一透镜组的所述第二光波进行聚焦,并将聚焦后的第一光波传输给所述第一探测模块;对来自所述第一透镜组的所述第二光波进行聚焦,并将聚焦后的第二光波传输给所述第二探测模块;所述准直系统的入光口位于所述第一透镜组的焦平面上,所述第一探测模块和所述第二探测模块位于所述准直系统的焦平面上,所述m与所述准直系统的焦距有关。
- 如权利要求1-5任一项所述的装置,其特征在于,所述处理模块,具体用于在所述 第一光波的强度与所述第二光波的强度的差异大于预设阈值时,确定所述第一区域或所述第二区域存在遮挡。
- 如权利要求1-6任一项所述的装置,其特征在于,所述处理模块,还用于根据所述第一光波的强度与所述第二光波的强度的差异值,确定所述视窗上的遮挡物的类型。
- 如权利要求1-7任一项所述的装置,其特征在于,所述处理模块,还用于:根据所述第一探测模块在K个第一时刻对应接收的K个第一信息,和所述第二探测模块在K个第二时刻对应接收的K个第二信息,确定所述K个第一信息和所述K个第二信息之间的强度差的分布;所述K为正整数;根据所述K个所述第一信息和K个所述第二信息之间的强度差的分布,确定遮挡物在所述视窗上的位置信息。
- 如权利要求1-8任一项所述的装置,其特征在于,所述第一探测模块或所述第二探测模块位于所述光路调整模块的光轴上。
- 如权利要求1-9任一项所述的装置,其特征在于,所述扫描模块的转轴位于所述光路调整模块的光轴上。
- 一种检测方法,其特征在于,应用于检测装置,所述检测装置包括:光路调整模块、扫描模块和处理模块,距离为d的第一探测模块和第二探测模块,所述方法包括:所述扫描模块在第一时刻接收并反射透过视窗的第一区域的第一光波,所述第一光波经由光路调整模块被第一探测模块接收并生成第一信息;所述扫描模块在第二时刻接收并反射透过所述视窗的第二区域的第二光波,所述第二光波经由所述光路调整模块被第二探测模块接收并生成第二信息;所述扫描模块在所述第一时刻和所述第二时刻的扫描角度差为n*a,所述a为步进角度且大于0,所述n为正整数;所述光路调整模块包括第一透镜组,所述第一光波和所述第二光波在所述第一透镜组的焦平面上所成的像之间的距离c和所述扫描角度差n*a有关,所述距离c为所述距离d的m倍,所述c、m为正数;所述处理模块控制所述扫描模块以所述步进角度a进行转动,并获取来自所述第一探测模块的第一信息和来自所述第二探测模块的第二信息,根据所述第一信息和第二信息,输出第三信息,所述第一信息指示所述第一光波的强度,以及所述第二信息用于指示所述第二光波的强度;所述第三信息用于指示所述第一区域或者所述第二区域存在遮挡,或者用于指示执行清洗操作。
- 如权利要求11所述的方法,其特征在于,所述第一光波与所述第二光波平行;所述第一光波和所述第二光波来源于所述视窗外的同一探测区域。
- 如权利要求11或12所述的方法,其特征在于,所述第一时刻和所述第二时刻的扫描角度差满足:n*a=arctan(c/f)其中,所述f为所述光路调整模块的焦距,所述c为第一光波和所述第二光波在所述光路调整模块的焦平面上所成的像之间的距离,所述a为所述扫描模块的步进角度,所述c、f、a大于0;所述f为正数。
- 如权利要求11-13任一项所述的方法,其特征在于,所述c与所述d相等;所述第一光波经由光路调整模块被第一探测模块接收并生成第一信息,包括:所述第一透镜组对来自所述扫描模块的所述第一光波进行聚焦,并将聚焦后的第一光波传输给所述第一探测模块,所述第一探测模块根据聚焦后的第一光波生成所述第一信息;所述第二光波经由光路调整模块被第二探测模块接收生成第二信息,包括:所述第一透镜组对来自所述扫描模块的所述第二光波进行聚焦,并将聚焦后的第二光波传输给所述第二探测模块,所述第二探测模块根据聚焦后的第二光波生成是第二信息。
- 如权利要求11-14任一项所述的方法,其特征在于,所述光路调整模块还包括第二透镜组,所述第二透镜组为准直系统;所述第二透镜组的入光口位于所述透镜组件的焦平面上,所述第一探测模块和所述第二探测模块位于所述第二透镜组的焦平面上,所述m与所述第二透镜组的焦距有关;所述第一光波经由光路调整模块被第一探测模块接收并生成第一信息,包括:所述第二透镜组对来自所述第一透镜组的第一光波进行聚焦,并将聚焦后的第一光波传输给所述第一探测模块,所述第一探测模块根据接收到的聚焦后的第一光波生成所述第一信息;所述第二光波经由光路调整模块被第二探测模块接收生成第二信息,包括:所述第二透镜组对来自所述第一透镜组的第二光波进行聚焦,并将聚焦后的第二光波传输给所述第二探测模块,所述第二探测模块根据接收到的聚焦后的第二光波生成所述第二信息。
- 如权利要求11-15任一项所述的方法,其特征在于,所述处理模块根据所述第一信息和第二信息,输出第三信息,包括:所述处理模块在所述第一光波的强度与所述第二光波的强度的差异大于预设阈值时,确定所述第一区域或所述第二区域存在遮挡。
- 如权利要求11-16任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:所述处理模块根据所述第一光波的强度与所述第二光波的强度的差异值,确定所述视窗上的遮挡物的类型。
- 如权利要求11-17任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:所述处理模块根据所述第一探测模块在K个第一时刻对应接收的K个第一信息,和所述第二探测模块在K个第二时刻对应接收的K个第二信息,确定K个所述第一信息和K个所述第二信息之间的强度差的分布;所述K为正整数;根据所述K个第一信息和所述K个第二信息之间的强度差的分布,确定遮挡物在所述视窗上的位置信息。
- 一种激光雷达,其特征在于,包括如权利要求1至10任一项所述的检测装置。
- 一种终端,其特征在于,所述终端包括如权利要求1至10任一项所述的检测装置。
- 一种计算机可读存储介质,其特征在于,用于存储指令,所述指令用于控制检测装置的扫描模块以步进角度a进行转动,并获取来自所述检测装置的第一探测模块的第一信息和来自所述检测装置的第二探测模块的第二信息,根据所述第一信息和所述第二信息,输出第三信息,所述第三信息用于指示所述检测装置的视窗的第一区域或者所述视窗的第二区域存在遮挡,或者用于指示执行清洗操作;所述第一信息指示第一光波的强度,以及所述第二信息用于指示第二光波的强度;所述第一光波通过所述检测装置的扫描模块在第一时刻接收并反射透过所述第一区域,所述第一光波经由所述检测装置的光路调整模块被所述第一探测模块接收并生成所述第一信 息;所述第二光波通过所述检测装置的扫描模块在第二时刻接收并反射透过所述第二区域,所述第二光波经由所述光路调整模块被所述第二探测模块接收并生成第二信息;所述扫描模块在所述第一时刻和所述第二时刻的扫描角度差为n*a,所述a为所述步进角度且大于0,所述n为正整数;所述光路调整模块包括第一透镜组,所述第一光波和所述第二光波在所述第一透镜组的焦平面上所成的像之间的距离c和所述扫描角度差n*a有关,所述距离c为所述距离d的m倍,所述c、m为正数。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/CN2021/097424 WO2022252057A1 (zh) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | 一种检测方法及装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117355765A true CN117355765A (zh) | 2024-01-05 |
Family
ID=84323809
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202180098312.9A Pending CN117355765A (zh) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | 一种检测方法及装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117355765A (zh) |
WO (1) | WO2022252057A1 (zh) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018151286A (ja) * | 2017-03-14 | 2018-09-27 | オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 | 物体検出装置 |
CN108061902A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-05-22 | 刁心玺 | 一种探测物体的方法及装置 |
US20200174156A1 (en) * | 2018-11-29 | 2020-06-04 | Continental Automotive Systems, Inc. | Blockage detection & weather detection system with lidar sensor |
CN109917354B (zh) * | 2019-04-26 | 2020-06-02 | 上海禾赛光电科技有限公司 | 激光雷达的接收装置、激光雷达及其回波处理方法 |
CN111429400B (zh) * | 2020-02-21 | 2021-04-20 | 深圳市镭神智能系统有限公司 | 一种激光雷达视窗污物的检测方法、装置、系统及介质 |
US10969491B1 (en) * | 2020-08-14 | 2021-04-06 | Aeva, Inc. | LIDAR window blockage detection |
-
2021
- 2021-05-31 CN CN202180098312.9A patent/CN117355765A/zh active Pending
- 2021-05-31 WO PCT/CN2021/097424 patent/WO2022252057A1/zh active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022252057A1 (zh) | 2022-12-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US12013464B2 (en) | Environment sensing system and movable platform | |
CN107209265B (zh) | 光探测和测距装置 | |
US11609329B2 (en) | Camera-gated lidar system | |
JP2021131539A (ja) | センサーシステム及びその方法 | |
KR101785253B1 (ko) | 라이다 장치 | |
KR101785254B1 (ko) | 전방향 라이다 장치 | |
KR101903960B1 (ko) | 라이다 장치 | |
KR102209500B1 (ko) | 라이다 장치 | |
CN115480254A (zh) | 一种检测方法及装置 | |
KR102350621B1 (ko) | 라이다 장치 | |
US10109074B2 (en) | Method and system for inertial measurement having image processing unit for determining at least one parameter associated with at least one feature in consecutive images | |
WO2020124318A1 (zh) | 调整扫描元件运动速度的方法及测距装置、移动平台 | |
KR101918683B1 (ko) | 라이다 스캐닝 장치 | |
KR102350613B1 (ko) | 비회전형 전방향 라이다 장치 | |
WO2022110210A1 (zh) | 一种激光雷达及移动平台 | |
CN111263898A (zh) | 一种光束扫描系统、距离探测装置及电子设备 | |
CN113820721B (zh) | 一种收发分离的激光雷达系统 | |
US20220082665A1 (en) | Ranging apparatus and method for controlling scanning field of view thereof | |
EP3364229B1 (en) | Optical-scanning-type object detection device | |
CN117355765A (zh) | 一种检测方法及装置 | |
US8830484B2 (en) | Device and method for object detection and location | |
RU148255U1 (ru) | Лазерная оптико-локационная станция | |
US20210333369A1 (en) | Ranging system and mobile platform | |
CN114096870A (zh) | 用于激光雷达的接收系统、激光雷达和抑制鬼线的方法 | |
KR102636500B1 (ko) | 전방위 시야각을 갖는 라이다 시스템 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |