CN117631634A - 用于激光雷达的唤醒/休眠控制系统、方法以及激光雷达 - Google Patents

Abstract

一种用于激光雷达的唤醒/休眠控制系统、方法以及激光雷达，唤醒/休眠控制系统包括：控制器，通信模块和第一接入模块；所述控制器与所述通信模块耦接，用于接收所述通信模块传输的信号；所述通信模块，用于接收所述外部设备发送的唤醒/休眠信号，以及向所述第一接入模块输出唤醒/休眠使能信号；所述第一接入模块分别与所述控制器和所述通信模块耦接，用于根据所述唤醒/休眠使能信号使所述控制器接入或断开电源，以使激光雷达进入工作模式或休眠模式。本申请能够提供适用于车载激光雷达的唤醒和休眠控制方案，提升系统的兼容性。

Description

用于激光雷达的唤醒/休眠控制系统、方法以及激光雷达

技术领域

本发明涉及光电领域，尤其涉及一种用于激光雷达的唤醒/休眠控制系统、方法以及激光雷达。

背景技术

随着车辆的自动化水平的提高以及消费者对车辆功能需求的增加，车辆电控单元(Electronic Control Unit,ECU)的数量随之增加，与此同时车辆中搭载的电子设备数量激增，例如激光雷达、摄像机、超声波雷达、加速度传感器、娱乐系统等多种传感器和系统被集成在车辆中，ECU之间以及ECU与各电子设备之间的信息交互变得更加复杂，对车载网络的带宽和延迟时间提出了更高的要求。车载以太网是一种用以太网连接车内电子单元的新型局域网技术，与传统以太网使用4对非屏蔽双绞线电缆不同，车载以太网在单对非屏蔽双绞线上可实现100Mbit/s甚至1Gbit/s的传输速率，同时还满足车辆对高可靠性、低电磁辐射、低功耗、带宽分配、低延迟以及同步实时性等方面的要求。

车辆中集成的大量电子设备(包括控制单元)对车辆蓄电池而言是一个巨大的挑战，可以控制电子设备在无需提供功能时进入休眠状态，来降低对车辆蓄电池的电量消耗。此外，也需要根据唤醒信号实现及时的唤醒操作。

激光雷达是一种利用激光进行主动探测的传感器设备。激光雷达的发射器向目标物体发射激光光束，激光光束遇到物体后，经过漫反射，返回至激光雷达的接收器，雷达模块根据发送信号和接收信号可以获得目标物体的相关信息，如距离、方位、反射率等。激光雷达具有分辨率高、抗干扰能力强、探测范围广等优势，从而被广泛应用到车辆上。由于雷达与车辆域控制器数据交互大，控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)总线或局域互联网络(Local Interconnect Network,LIN)总线无法满足数据传输的需求，因此激光雷达通过车载以太网与其他控制器进行通讯。现有的车载激光雷达通常由车辆蓄电池进行供电，因此需要控制激光雷达设备在不需要提供功能时进入低功耗的休眠状态来降低对车辆蓄电池的电量消耗，同时需要在用户需求时进行及时唤醒。

但是，相比于工业以太网的网络唤醒(Wake On Lan,WoL)技术，车载以太网的睡眠唤醒规范的标准化程度还处于比较低的水平，不同以太网通信模块的睡眠唤醒设计标准不同，如果车辆通信模块与电子设备通信模块的睡眠唤醒设计标准不同，则难以利用通信模块实现电子设备的睡眠唤醒。而不同品牌车辆采用的以太网通信设备往往不统一，导致电子设备的以太网睡眠唤醒系统兼容性低，难以同时适用于多个厂商车辆，还需要针对特定的车辆进行硬件设计，增加了电子设备的成本。因此亟需一种普适性更高的用于车载以太网连接的电子设备(如激光雷达)的唤醒/休眠控制系统。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供适用于车载激光雷达的唤醒/休眠控制方案。

为解决上述技术问题，第一方面，本申请实施例提供一种用于激光雷达的唤醒/休眠控制系统，唤醒/休眠控制系统包括：控制器，通信模块和第一接入模块；所述控制器与所述通信模块耦接，用于接收所述通信模块传输的信号；所述通信模块，用于接收外部设备发送的唤醒/休眠信号，以及向所述第一接入模块输出唤醒/休眠使能信号；所述第一接入模块分别与所述控制器和所述通信模块耦接，用于根据所述唤醒/休眠使能信号使所述控制器接入或断开电源。本申请能够通过通信模块获取外部设备发送的唤醒/休眠信号，并通过通信模块实现控制器与电源的接入或断开，从而实现对激光雷达休眠/唤醒的控制。与现有技术相比，本申请中利用通信模块实现唤醒和休眠，无需增设新的唤醒/休眠硬件设备，且本申请的通信模块能够接收不同通路输入的唤醒/休眠信号，能够同时适用于不同厂商车辆，提升以太网休眠唤醒系统兼容性，适用范围更广。

可选的，所述通信模块具有第一输入通路和第二输入通路；所述唤醒/休眠信号至少经由所述第一输入通路和所述第二输入通路中的一个输入至所述通信模块。

可选的，所述第一输入通路耦接至外部通讯设备；所述第二输入通路耦接至外部唤醒源/休眠源。

可选的，所述唤醒/休眠信号经由所述第一输入通路输入至所述通信模块；所述通信模块识别所述唤醒/休眠信号，根据识别结果输出所述唤醒/休眠使能信号。

可选的，所述唤醒/休眠信号经由所述第二输入通路输入至所述通信模块；所述通信模块识别所述唤醒/休眠信号，根据识别结果输出所述唤醒/休眠使能信号。

可选的，所述休眠信号经由所述第一输入通路输入至所述通信模块，所述通信模块将所述休眠信号传输至所述控制器；所述控制器根据所述休眠信号配置所述通信模块，使其输出所述休眠使能信号；所述唤醒信号经由所述第二输入通路输入至所述通信模块；所述通信模块识别所述唤醒信号，根据识别结果输出所述唤醒使能信号。

可选的，唤醒/休眠控制系统还包括第二接入模块，所述第二接入模块用于为所述通信模块的唤醒/休眠信号识别单元接入电源；所述唤醒/休眠信号识别单元用于识别所述唤醒/休眠信号。

可选的，所述第二接入模块包括：电压调整单元，用于调整所述电源的电压，以使所述电源的电压处于所述唤醒/休眠信号识别单元的工作电压范围；入口防护单元，所述入口防护单元用于将所述电源的电压控制在所述电压调整单元的安全范围。

可选的，所述第二输入通路还具有：信号整形模块，所述唤醒/休眠信号经所述信号整形模块处理后输入至所述通信模块。

可选的，所述信号整形模块包括：电压脉冲保护单元，用于对所述唤醒/休眠信号的脉冲尖峰进行过滤；和/或，稳压单元，用于将所述唤醒/休眠信号稳定在所述通信模块的安全电压范围内；和/或，反向保护单元，用于执行反向极性保护和/或反向电流截止；和/或，滤波单元，用于对所述唤醒/休眠信号进行滤波，以滤除所述唤醒/休眠信号中的抖动信号。

可选的，所述第二输入通路还具有：第一电平转换模块，用于对所述唤醒/休眠信号的电压进行转换，以供所述通信模块对转换后的唤醒/休眠信号进行识别。

可选的，所述通信模块还包括脉宽寄存器，所述脉宽寄存器中的数值用于配置供所述通信模块识别的所述唤醒/休眠信号的最小脉冲宽度阈值，所述控制器通过所述控制总线配置所述脉宽寄存器中的所述数值。

可选的，唤醒/休眠控制系统还包括：第二电平转换模块，用于对所述唤醒/休眠使能信号进行电平转换，向所述第一接入模块输出转换后的唤醒/休眠使能信号。

第二方面，本申请还提供一种用于激光雷达的唤醒/休眠控制方法，唤醒/休眠控制方法包括：控制器接收通信模块传输的信号；通信模块接收外部设备发送的唤醒/休眠信号，以及输出唤醒/休眠使能信号；第一接入模块接收唤醒/休眠使能信号，根据唤醒/休眠使能信号使控制器接入或断开电源。

第三方面，本申请还提供一种激光雷达，激光雷达包括所述唤醒/休眠控制系统。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

本申请技术方案中，唤醒/休眠控制系统包括通信模块，通信模块用于接收外部设备发送的唤醒/休眠信号，能够基于唤醒/休眠信号输出唤醒/休眠使能信号，以控制激光雷达休眠或唤醒。通信模块具有第一输入通路和第二输入通路，第一输入通路和第二输入通路能够分别独立地从外界传输唤醒/休眠信号至通信模块，以使车辆能够根据实际需求选择唤醒/休眠信号的输入通路，提高唤醒/休眠控制系统的适用范围，使激光雷达在用于不同厂商车辆上时无需对唤醒/休眠控制系统做出改动，同时也能够扩大激光雷达选择具体通信模块型号的范围。

进一步地，唤醒控制系统可以包括独立的第一接入模块和第二接入模块，第一接入模块根据通信模块输出的唤醒/休眠使能信号使控制器接入或断开电源，从而仅在激光雷达处于工作模式时从电源接受供电；第二接入模块则在激光雷达处于工作模式和休眠模式时，都只为通信模块的唤醒/休眠信号识别单元从电源接受供电，从而为在休眠模式时仍然工作的唤醒/休眠信号识别单元进行供电。通过设置独立的第二接入模块，使在休眠状态下仅通信模块中的唤醒/休眠信号识别单元保持活跃状态，既能保证激光雷达的正常唤醒，又能够降低激光雷达在休眠时的静态功耗。

进一步地，通信模块可以将休眠信号传输给控制器，由控制器来识别休眠信号，在休眠前进行休眠准备，再配置通信模块使其输出休眠使能信号，实现激光雷达的主动休眠，避免数据的丢失。

进一步地，通信模块在接收到唤醒/休眠信号后，可以判断外部唤醒/休眠信号的有效性，从而保证激光雷达唤醒/休眠的准确性。第二输入通路设置信号整形模块和第一电平转换模块，能够对唤醒/休眠信号进行处理，提高信号识别的可靠性和电路的安全性。

进一步地，唤醒/休眠使能信号经过第二电平转换模块后输入至第一接入模块，能够使通信模块输出的唤醒/休眠使能信号适配第一接入模块的电压要求，降低了激光雷达对通信模块选型的限制程度，从而可以降低一定的成本。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种用于激光雷达的唤醒/休眠控制系统的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的另一种用于激光雷达的唤醒/休眠控制系统的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种第二接入模块的具体结构示意图；

图4是本申请实施例提供的另一种用于激光雷达的唤醒/休眠控制系统的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种信号整形模块的具体结构示意图；

图6是本申请实施例提供的一种比较单元的具体结构示意图；

图7是本申请实施例提供的又一种用于激光雷达的唤醒/休眠控制系统的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的一种第二电平转换模块的具体结构示意图；

图9是本申请实施例提供的一种用于激光雷达的唤醒/休眠控制方法的流程图。

具体实施方式

如背景技术中所述，相比于工业以太网的网络唤醒(Wake On Lan,WoL)技术，车载以太网的睡眠唤醒规范的标准化程度还处于比较低的水平，底层的具体实现和测试还是由各个厂家自行进行，兼容性不高。因此亟需一种普适性更高的用于车载以太网连接的电子设备(如激光雷达)的唤醒/休眠控制系统。

本申请技术方案中，唤醒/休眠控制系统可以包括通信模块，通信模块用于接收外部设备发送的唤醒/休眠信号，可以基于唤醒/休眠信号输出唤醒/休眠使能信号，以控制激光雷达休眠或唤醒。通信模块具有第一输入通路和第二输入通路，能够分别独立地从外界传输唤醒/休眠信号至通信模块。本申请提供一种用于激光雷达的唤醒/休眠方案，适用范围广，兼容性高。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图1是本发明实施例一种用于激光雷达的唤醒/休眠控制系统的结构示意图。

本申请实施例中，唤醒/休眠控制系统10包括第一接入模块101、控制器102和通信模块103。

本实施例中，通信模块103用于接收外部设备发送的唤醒/休眠信号，并生成唤醒/休眠使能信号，通信模块103向第一接入模块101输出唤醒/休眠使能信号。第一接入模块101耦接通信模块103，第一接入模块101用于根据唤醒/休眠使能信号使控制器102接入电源，以实现激光雷达的唤醒，或第一接入模块101用于根据唤醒/休眠使能信号使控制器102断开电源，以实现激光雷达的休眠。具体地，第一接入模块101的输入端接入电源，控制器102经由第一接入模块101接入电源，通信模块103经由第一接入模块101接入电源。通信模块103具体可以为车辆以太网通信中使用的通信芯片，例如端口物理层芯片，其内部可以集成有唤醒/休眠逻辑识别功能，其中唤醒/休眠逻辑识别功能可以为通信模块103本身携带的功能，也可以通过后期操作将唤醒/休眠逻辑识别功能集成到其中，本申请对此不做限制。

在具体实施中，通信模块103的使能信号输出端输出唤醒/休眠使能信号，该使能信号能够用于控制第一接入模块101接入或断开电源，从而使控制器102接入或断开电源。具体地，通信模块103接收到唤醒信号时，输出唤醒使能信号，以控制第一接入模块101接入电源，控制器102接入电源；通信模块103接收到休眠信号时，输出休眠使能信号，以控制第一接入模块101断开电源，使控制器102断开电源。其中，第一接入模块101断开电源具体可以是第一接入模块101断开与外部电源的连接，或者第一接入模块101断开与后级电路(如控制器102以及雷达后级负载，以及通信模块103中除唤醒/休眠信号识别单元1033之外的其他部分)的连接。

在一个非限制性的实施例中，通信模块103具有第一输入通路1031和第二输入通路1032。唤醒/休眠信号至少经由第一输入通路1031和第二输入通路1032中的一个输入至通信模块103。

本实施例中的第一输入通路1031和第二输入通路1032能够分别独立地从外界传输唤醒/休眠信号至通信模块103，以使车辆能够根据实际需求选择唤醒/休眠信号的输入通路，能够提高唤醒/休眠控制系统的适用范围，使激光雷达用于不同厂商车辆上时无需对唤醒/休眠控制系统做出改动，同时也能够扩大激光雷达选择具体通信模块型号的范围。

进一步地，第一输入通路1031耦接至外部通讯设备；第二输入通路1032耦接至外部唤醒源/休眠源。外部通讯设备具体可以是车载电子设备，例如可以是车载通信模块。

在一个具体实施例中唤醒/休眠信号经由第一输入通路1031输入至通信模块103，通信模块103识别唤醒/休眠信号，并根据识别结果输出唤醒/休眠使能信号。

具体地，车载控制器可以通过外部通讯设备与通信模块103的连接通路，即第一输入通路1031，向通信模块103发送唤醒/休眠信号，外部通讯设备与通信模块103通过以太网通信连接。当车载通信模块和激光雷达的通信模块传输的唤醒/休眠信号码型匹配时，可以使用第一输入通路1031接收唤醒/休眠信号，基于相同的唤醒/休眠逻辑，通信模块103可以识别该唤醒/休眠信号，根据识别结果输出唤醒/休眠使能信号。

在另一个具体实施例中，唤醒/休眠信号经由第二输入通路1032输入至通信模块103，通信模块103识别唤醒/休眠信号，根据识别结果输出唤醒/休眠使能信号。

具体地，当车载通信模块和激光雷达的通信模块传输的唤醒/休眠信号码型不匹配时，车辆可以通过硬线通路，也即第二输入通路1032向激光雷达传输唤醒/休眠信号，由通信模块103来识别该唤醒/休眠信号，解决在车辆通信模块和激光雷达所用通信模块的唤醒休眠逻辑不一致时不能实现休眠唤醒的问题，从而可以提高激光雷达唤醒休眠功能的普适性。需要说明的是，即使在车载通信模块和激光雷达的通信模块传输的唤醒/休眠信号码型匹配的情况下，也可以根据需要选择第二输入通路向激光雷达传输唤醒/休眠信号。

继续参照图1，本实施例中，通信模块103也可以用于接收外部设备发送的通讯信号，控制器102耦接通信模块103，控制器102用于接收通信模块103传输的通讯信号，其中通讯信号可以携带有休眠控制指令。控制器102可以响应于该休眠控制指令使激光雷达进入休眠模式模式。

本申请实施例通过激光雷达内部的控制器104配置通信模块103控制激光雷达进入休眠模式，能够实现车辆控制器通过软件控制激光雷达进入休眠模式，而无需设置额外的硬件线路实现休眠控制，进一步提升了该系统的兼容性。

在一个非限制性的实施例中，休眠信号经由第一输入通路1031输入至通信模块103，通信模块103将休眠信号传输至控制器102。控制器102根据休眠信号配置通信模块103，使其输出休眠使能信号。唤醒信号经由第二输入通路1032输入至通信模块103。通信模块103识别唤醒信号，根据识别结果输出唤醒使能信号。

本实施例中，由第一输入通路1031接收休眠信号后给到控制器102，控制器102来识别休眠信号，此时控制器102可以进行休眠前的准备工作，例如状态记录、数据保存等操作，完成休眠准备工作后控制器102通过配置通信模块103，使通信模块103输入休眠使能信号，从而控制第一接入模块断开电源，使激光雷达进入休眠，能够实现激光雷达的主动休眠，以在休眠前可以做休眠准备工作，如进行数据保存等必要性操作，保证激光雷达数据的可靠性以及在激光雷达唤醒时能快速调用数据恢复正常工作。

在一个具体的应用场景中，外部设备通过以太网向激光雷达内通信模块103发送休眠信号，请求进入休眠模式。通信模块103将休眠信号传输至控制器102，控制器102收到休眠信号后，可以进行数据保存等必要性操作。在完成数据保存等操作后，控制器102通过与通信模块103之间的控制总线将通信模块103内部的寄存器配置为休眠模式，进而使得通信模块103的使能信号输出端输出休眠使能信号，例如低电平，使第一接入模块101断开电源，激光雷达进入休眠模式，此时激光雷达具有最小的电流消耗，例如电流可以被控制到小于500uA，激光雷达的功耗较低。之后在唤醒信号到来或者重新上电时激光雷达才会恢复到正常工作模式。通过上述休眠控制方式，休眠信号能够直接给到激光雷达内部的控制器，使得激光雷达可以在进入休眠模式之前有足够的时间进行休眠准备，例如进行数据保存，避免突然的断电导致激光雷达数据丢失等问题。

请参照图2，唤醒/休眠控制系统10还可以包括第二接入模块104。第二接入模块104用于为通信模块103的唤醒/休眠信号识别单元1033接入电源；唤醒/休眠信号识别单元1033用于识别唤醒/休眠信号。也就是说，唤醒/休眠信号识别单元1033经由第二接入模块104接入电源。

在具体实施中，唤醒/休眠信号识别单元1033在激光雷达处于休眠模式时仍处于工作状态，持续保持对是否有外部设备发送的唤醒/休眠信号的监测和识别，以便在识别到有效唤醒/休眠信号输入时及时唤醒激光雷达使其进入工作模式。电源通过第二接入模块104为通信模块103中的唤醒/休眠信号识别单元1033进行供电。相应地，通信模块103中除唤醒/休眠信号识别单元1033之外的其他部分，由电源通过第一接入模块101进行供电。

与第一接入模块101不同的是，第二接入模块104在激光雷达处于休眠模式时仍然从电源接受供电，以使通信模块103中与唤醒控制相关的器件(如上述唤醒/休眠信号识别单元1033)在休眠模式下仍然可以处于工作状态。因此本申请实施例设置第二接入模块104为上述器件从电源接受供电。

本申请实施例中，第一接入模块101和第二接入模块104是两个独立的模块。第一接入模块101将外部电源转换为系统内部的各级工作电源，为激光雷达中除通信模块103中的唤醒/休眠信号识别单元1033之外的部分进行供电。第一接入模块101在休眠模式中会断开电源，停止向激光雷达供电。第二接入模块104从外部电源取电，仅用于给通信模块103中的唤醒/休眠信号识别单元1033供电，并且在休眠模式时仍然保持电源接入状态，以使唤醒/休眠信号识别单元103不论在激光雷达处于休眠状态还是工作状态时，都可以实现对唤醒或休眠信号的正常接收和识别。在休眠模式下，电源仅供给唤醒/休眠信号识别单元1033，雷达控制器(包括后级负载)以及通信模块中除唤醒/休眠信号识别单元1033外的其他部分均处于断开电源状态，从而降低激光雷达在休眠模式下的功耗。

在一个具体的应用场景中，在激光雷达进入休眠模式前，例如处于唤醒模式或处于初始上电状态，第一接入模块101和第二接入模块104处于接受电源供电状态。

在另一个具体的应用场景中，在激光雷达从休眠模式唤醒前，仅有第二接入模块104从电源接受供电。通过通信模块103内部的睡眠唤醒逻辑部分电路(也即唤醒/休眠信号识别单元1033)实现唤醒功能。外部设备输入的唤醒信号输入到通信模块103，通信模块103的使能信号输出端输出唤醒使能信号，例如由低电平变成高电平，使第一接入模块101接入电源，之后雷达恢复到正常工作模式。

在又一个具体的应用场景中，激光雷达在正常上电时，第二接入模块104先从电源接受供电，以使唤醒/休眠信号识别单元1033开始工作。此时无论唤醒信号是什么状态，由于此时通信模块103内部的休眠相关寄存器正常初始化，尚未被配置为休眠模式，所以通信模块103的使能信号输出端输出的唤醒/休眠使能信号为默认电平，例如默认输出高电平，保证第一接入模块101正常接入电源，之后系统按照预设配置进行初始化。通过上述方式，能够保证激光雷达在初始化上电时能够进入正常工作模式，不会出现上电即休眠的情形，能够保障激光雷达的正常工作。

在一个非限制性的实施例中，继续参照图1，当通信模块103接收到唤醒/休眠信号时，通信模块103判断唤醒/休眠信号是否为有效唤醒/休眠信号；在唤醒/休眠信号为有效唤醒/休眠信号时，通信模块103输出控制第二接入模块104接入或断开电源的唤醒/休眠信号使能信号，以使激光雷达进入工作模式或休眠模式。

具体地，以唤醒信号为例，唤醒信号输入到通信模块103，并与通信模块103内部唤醒脉宽预设值做比较，仅当唤醒信号正脉宽大于预设值时，才会使通信模块103从休眠模式中醒来，否则输入信号会被认为是异常干扰信号。通过对唤醒信号的有效性判断，可以极大地增强系统的鲁棒性，避免除唤醒信号外的其他偶然脉冲信号雷达错误唤醒。

在一个非限制性的实施例中，请参照图3，第二接入模块104可以包括电压调整单元1042。电压调整单元1042用于调整电源的电压，以使电源的电压处于唤醒/休眠信号识别单元1033的工作电压范围。

由于激光雷达内通信模块103的供电电源VBAT支持的电压范围有限，例如6-28V，而车辆供给的外部电源VIN_EXT的电压一般无法满足该电压范围。故而通过电压调整单元1042来调整输入至通信模块103的电压，例如将电源VIN_EXT的电压范围扩展到9-55V，从而保证通信模块的正常工作。

具体地，电压调整单元1042可以是低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator,LDO)或直流电源(Direct Current Direct Current,DCDC)转换电路。

继续参照图3，第二接入模块104还可以包括入口防护单元1041，所述入口防护单元1041用于将电源的电压控制在电压调整单元1042的安全范围。

具体实施中，入口防护单元1041可以实现反向极性保护与反向电流截止功能，防止电压极性反接或者电流反向时对后级器件的损坏。入口防护单元1041还可以实现钳位保护功能，用于限制电压调整单元1042的入口电压，使电压调整单元1042的入口电压能够保持长时间的电压稳定，以保护电压调整单元1042中各器件。

具体地，反向极性保护与反向电流截止功能可以通过二极管、金属氧化物半导体(Metal-Oxide-Semiconductor,MOSFET)管和负载开关等实现。钳位保护功能可以采用电阻和钳位二极管组合实现。

请参照图4，在第二输入通路中还可以设置信号整形模块105。外部设备输入的唤醒/休眠信号经信号整形模块105处理后输入至通信模块103中唤醒/休眠信号识别单元1033的信号输入端。其中，唤醒/休眠信号经信号整形模块105处理后能够满足后级电路的电压要求。

具体实施中，请参照图5，信号整形模块105可以包括电压脉冲保护单元1051、反向保护单元1052、稳压单元1053和/或滤波单元1054。

具体实施中，电压脉冲保护单元1051用于对外部设备输入的唤醒/休眠信号的脉冲尖峰进行过滤。由于静电释放效应或者电源浪涌等原因，电路中可能出现高达200V的瞬态尖峰电压。电压脉冲保护单元1051可以将脉冲信号中超出安全电压范围的百毫秒级的高压尖峰过滤掉，也即对信号的脉冲尖峰进行过滤，从而将信号保护到一个稳定的电压，避免输入后级器件的电压超过耐受范围，达到保护后级器件的作用以及静电释放的作用。

在一个具体的应用场景中，电压脉冲保护单元1051可以是瞬态二极管(TransientVoltage Suppressor,TVS)。

具体实施中，稳压单元1053用于将外部设备输入的信号稳定在通信模块103的安全电压范围内。具体地，稳压单元1053能够限制后级电路的入口电压，例如将外部设备输入的信号的触发电平调整到适于后级电路的电压范围内，例如2～3V之间。稳压单元1053可以使后级电路的入口电压保持长时间的电压稳定，起到后级电路中各器件的作用。具体可以采用电阻和钳位二极管组合实现。

具体实施中，反向保护单元1052用于执行反向极性保护和/或反向电流截止，防止电压极性反接或者电流反向时对后级器件的损坏，具体可以通过二极管、MOS管和负载开关等实现，本申请对此不作限制。

具体实施中，滤波单元1054可以过滤外部设备输入的信号中的抖动信号。由于车辆上控制器上存在偶然的短路或者断开情况，会导致外部唤醒信号出现尖峰或掉落等异常情形，即外部信号可能会有微秒级的抖动。而这种抖动在通信模块103进行信号判定时是不希望出现的。例如通过高电平来实现唤醒时，如果外部唤醒信号的电平在高电平时突然掉落，可能导致唤醒信号识别的错误。本申请中通过设置滤波单元1054，可以将外部设备输入的信号的抖动过滤掉，从而保证输入到通信模块103的外部设备输入的信号能够被正确识别，降低误唤醒/休眠概率。滤波单元1054具体可以通过硬件滤波，例如RC电路等，也可以通过软件滤波，例如ADC等。

在一个具体实施例中，继续参照图5，稳压单元1053可以包括钳位保护单元10531和分压单元10532。

具体地，钳位保护单元10531用于限制后级电路，如第一电平转换模块106的入口电压，可以保持长时间的电压稳定，起到保护后级电路中器件的作用。具体可以采用电阻和钳位二极管组合实现。

具体地，分压单元10532可以将外部唤醒/休眠信号的触发电平调整到适于后级电路，如第一电平转换模块106的电压范围内。

请参照图4，唤醒/休眠控制系统还可以包括第一电平转换模块106，第一电平转换模块106的输入端耦接信号整形模块105的输出端，第一电平转换模块106的输出端耦接通信模块103的唤醒信号输入端。第一电平转换模块106用于对信号整形模块105处理后的唤醒/休眠信号的电压进行转换，以供通信模块103对转换后的唤醒/休眠信号进行有效性判断。

具体实施中，第一电平转换模块106实现对唤醒/休眠信号的电平转换，第一电平转换模块106输出的唤醒/休眠信号的电平适于通信模块103进行唤醒逻辑识别。由于外部输入唤醒/休眠信号的电平值与通信模块可识别的电平值之间可能存在不匹配的问题，且不同品牌汽车所输出的唤醒/休眠信号的电平值存在差异，通过第一电平转换模块106，可以简单地实现对任意电平信号的转换，将其转换成适配于通信模块103能够识别的电平信号，提高了本申请中用于激光雷达的唤醒/休眠控制系统的普适性。

在一个具体实施例中，第一电平转换模块106包括比较单元，比较单元用于比较外部输入唤醒/休眠信号的电压与参考电压，并根据比较结果输出转换后的唤醒/休眠信号。

一并参照图6，比较单元具体可以采用比较器来实现。以图6所示带有内部基准的比较器为例，当输入比较器识别(SENSE)端的外部输入唤醒/休眠信号的电压大于基准电压时，比较器输出端OUT输出高电平。当输入SENSE端的外部输入唤醒/休眠信号的电压小于基准电压时比较器输出端OUT输出低电平。比较器可以采用带有内部基准的比较器，也可以选用需要额外设置参考电平的比较器。

需要说明的是，比较单元也可以采用其他具有类似比较器功能的器件来实现，本申请对此不作限制。

本实施例中，通过设计独立的第二输入通道，且能够对由第二输入通道传输的外部输入唤醒/休眠信号经信号整形模块105和第一电平转换模块106进行信号整形和电平转换之后，能够在车辆输出不同电平信号时，将该信号调制为通信模块103可以正确以及准确识别的唤醒/休眠信号，进一步提高了唤醒/休眠控制系统的普适性，以及降低激光雷达的误唤醒或误休眠的概率，保证激光雷达在用户要求提供功能或休眠时正确执行用户要求。

在一个非限制性的实施例中，通信模块103还包括脉宽寄存器，脉宽寄存器中的数值用于配置供通信模块103能够识别的唤醒/休眠信号的最小脉冲宽度阈值，控制器102通过控制总线配置脉宽寄存器中的数值。其中，当输入通信模块103的唤醒/休眠信号的脉冲持续时间大于最小唤醒/休眠脉冲宽度阈值时，该唤醒/休眠才能被识别为有效唤醒/休眠信号；脉冲持续时间低于最小唤醒/休眠脉冲宽度阈值的脉冲信号将被忽略，以避免激光雷达的误触发。

具体实施中，最小脉冲宽度阈值可以支持多档配置，例如20us、0.1ms、2ms、15ms等。在控制器102初始化通信模块103时，激光雷达内部控制器102通过与通信模块103之间的控制总线，如串行管理接口(Serial Management Interface,SMI)总线，配置通信模块103的脉宽寄存器的值来配置最小脉冲宽度阈值。

例如，脉宽寄存器的值占用两个比特，脉宽寄存器的值为00时，最小唤醒脉冲宽度阈值为20us；脉宽寄存器的值为01时，最小唤醒脉冲宽度阈值为0.1ms；脉宽寄存器的值为10时，最小唤醒脉冲宽度阈值为2ms；脉宽寄存器的值为11时，最小唤醒脉冲宽度阈值为15ms。

本申请实施例通过配置通信模块103能够识别的唤醒/休眠信号的最小脉冲宽度阈值，从而使得适用于唤醒/休眠控制系统的唤醒/休眠信号的灵活性更强，能够根据不同的应用场景进行适应性调整，进而提升了该系统的应用范围。

在具体的应用场景中，在车载雷达应用中，不同的车辆厂商所使用的用于唤醒/休眠激光雷达的信号可能不同，即由车辆输出的唤醒/休眠信号的脉冲宽度存在差异。如果最小脉冲宽度阈值是固定的，则唤醒/休眠控制系统无法应用于来自唤醒脉冲较短的车辆，这是因为小于最小脉冲宽度阈值的信号将被识别为无效信号。本申请通过配置最小唤醒脉冲宽度阈值，能够提高唤醒/休眠控制系统的通用性，使得唤醒/休眠控制系统在应用到不同厂商车辆时，只需通过软件配置脉宽寄存器即可实现对特定类型唤醒信号的适用，该方法简单易行，无需额外设置硬件，实现成本低。

需要说明的是，当需要设置更多的最小唤醒脉冲宽度时，可以使脉宽寄存器的值占用更多比特，本申请对此不作限制。

一并参照图7，唤醒/休眠控制系统10还包括第二电平转换模块107，第二电平转换模块107的第一端耦接通信模块103的使能信号输出端INH，以接收唤醒/休眠使能信号，第二电平转换模块107的第二端耦接第一接入模块101，以向第一接入模块101输出转换后的唤醒/休眠使能信号。第二电平转换模块107用于对通信模块103的使能信号输出端INH输出的唤醒/休眠使能信号进行电平转换，向第一接入模块101输出转换后的唤醒/休眠使能信号。

具体地，通信模块103的使能信号输出端INH输出的唤醒/休眠使能信号的高电平一般较低，例如仅1.4V，通信模块103输出的唤醒/休眠使能信号不足以触发第一接入模块101接入电源，为了满足第一接入模块101对电压的要求，通过设置第二电平转换模块107对唤醒/休眠使能信号的电平进行转换，再输入至第一接入模块101。

具体请参照图8，第二电平转换模块107可以包括低开启阈值的MOS缓冲电路。具体地，第二电平转换模块107可以包括MOS管M1、MOS管M2、电阻R1和电阻R2。MOS管M1为NMOS管，MOS管M2为PMOS管。当通信模块103输出的唤醒/休眠使能信号为高电平时，第二电平转换模块107中的MOS管M1打开，电阻R1接地，MOS管M2导通，第二电平转换模块107的输出电平OUT被调高到电源电压VCC。当通信模块103输出的唤醒/休眠使能信号为低电平时，第二电平转换模块107中的MOS管M1关闭，MOS管M2关断，第二电平转换模块107输出端OUT输出高阻，再结合外部电阻(未示出)，实现第二电平转换模块107的输出为低电平。通过第二电平转换模块107，将通信模块103输出的幅值较低的唤醒/休眠使能信号调整为幅值较高的唤醒/休眠使能信号，使得高电平的唤醒/休眠使能信号能够驱动第一接入模块101接入电源。

请参照图9，本申请还公开了一种用于激光雷达的唤醒/休眠控制方法，该唤醒/休眠控制方法可以包括以下步骤：

步骤901：控制器接收通信模块传输的信号；

步骤902：通信模块接收外部设备发送的唤醒/休眠信号，以及输出唤醒/休眠使能信号；

步骤903：第一接入模块接收唤醒/休眠使能信号，根据唤醒/休眠使能信号使控制器接入或断开电源。

需要指出的是，本实施例中各个步骤的序号并不代表对各个步骤的执行顺序的限定。

具体实施中，通信模块具有第一输入通路和第二输入通路，唤醒/休眠信号至少经由第一输入通路和第二输入通路中的一个输入至通信模块。

具体实施中，通信模块经由第一输入通路接收唤醒/休眠信号，通信模块识别唤醒/休眠信号，根据识别结果输出唤醒/休眠使能信号。

具体实施中，通信模块经由第二输入通路收唤醒/休眠信号，通信模块识别唤醒/休眠信号，根据识别结果输出唤醒/休眠使能信号。

具体实施中，通信模块经由第一输入通路接收休眠信号，通信模块将休眠信号传输至控制器，控制器根据休眠信号配置通信模块，使其输出休眠使能信号；通信模块经由第二输入通路接收唤醒信号，通信模块识别唤醒信号，根据识别结果输出唤醒使能信号。

具体地，当由通信模块103识别由第一输入通路输入的唤醒/休眠信号时，通信模块103通过一定的唤醒/休眠逻辑识别唤醒/休眠信号，其中由外部通信设备传输的唤醒/休眠信号与通信模块103能够识别的信号码型一致，通信模块103根据相同的规范识别该码型一致的信号，根据识别结果输出唤醒使能信号或休眠使能信号，以控制激光雷达从休眠状态唤醒，或者从工作状态进入休眠状态。

具体地，当由通信模块103识别由第二输入通路输入的唤醒/休眠信号时，以唤醒信号为例，唤醒信号输入到通信模块103，并与通信模块103内部唤醒脉宽预设值做比较，仅当唤醒信号正脉宽大于预设值时，才会使通信模块103从休眠模式中醒来，否则会被认为是异常干扰信号。通过对唤醒信号的有效性判断，可以极大地增强系统的鲁棒性，避免除正确信号外的其他偶然脉冲信号导致的雷达误唤醒问题。

在一个具体实施例中，所述方法还包括以下步骤：控制器通过控制总线配置脉宽寄存器中的数值。具体实施中，通信模块包括脉宽寄存器，脉宽寄存器中的数值用于配置供通信模块识别的唤醒/休眠信号的最小脉冲宽度阈值。其中，当输入通信模块的唤醒/休眠信号的脉冲持续时间大于最小脉冲宽度阈值时，该唤醒/休眠信号才能识别为有效信号；脉冲持续时间低于最小脉冲宽度阈值的脉冲信号将被忽略，以避免激光雷达的误动作。

关于所述唤醒/休眠控制方法工作原理、工作方式的更多内容，可以参照前述实施例中的相关描述，这里不再赘述。

本发明实施例还公开了一种激光雷达，所述激光雷达包括前述任一实施例中的唤醒/休眠控制系统。

关于上述实施例中描述的各个装置、产品包含的各个模块/单元，其可以是软件模块/单元，也可以是硬件模块/单元，或者也可以部分是软件模块/单元，部分是硬件模块/单元。例如，对于应用于或集成于芯片的各个装置、产品，其包含的各个模块/单元可以都采用电路等硬件的方式实现，或者，至少部分模块/单元可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于芯片内部集成的处理器，剩余的(如果有)部分模块/单元可以采用电路等硬件方式实现；对于应用于或集成于芯片模组的各个装置、产品，其包含的各个模块/单元可以都采用电路等硬件的方式实现，不同的模块/单元可以位于芯片模组的同一组件(例如芯片、电路模块等)或者不同组件中，或者，至少部分模块/单元可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于芯片模组内部集成的处理器，剩余的(如果有)部分模块/单元可以采用电路等硬件方式实现；对于应用于或集成于终端设备的各个装置、产品，其包含的各个模块/单元可以都采用电路等硬件的方式实现，不同的模块/单元可以位于终端设备内同一组件(例如，芯片、电路模块等)或者不同组件中，或者，至少部分模块/单元可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于终端设备内部集成的处理器，剩余的(如果有)部分模块/单元可以采用电路等硬件方式实现。

上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程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，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置和系统，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包括，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)执行本申请各个实施例所述方法的部分步骤。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (15)

1.一种用于激光雷达的唤醒/休眠控制系统，其特征在于，包括：

控制器，通信模块和第一接入模块；

所述控制器与所述通信模块耦接，用于接收所述通信模块传输的信号；

所述通信模块，用于接收外部设备发送的唤醒/休眠信号，以及向所述第一接入模块输出唤醒/休眠使能信号；

所述第一接入模块分别与所述控制器和所述通信模块耦接，用于根据所述唤醒/休眠使能信号使所述控制器接入或断开电源。

2.根据权利要求1所述的唤醒/休眠控制系统，其特征在于，所述通信模块具有第一输入通路和第二输入通路；

所述唤醒/休眠信号至少经由所述第一输入通路和所述第二输入通路中的一个输入至所述通信模块。

3.根据权利要求2所述的唤醒/休眠控制系统，其特征在于，所述第一输入通路耦接至外部通讯设备；所述第二输入通路耦接至外部唤醒源/休眠源。

4.根据权利要求3所述的唤醒/休眠控制系统，其特征在于，所述唤醒/休眠信号经由所述第一输入通路输入至所述通信模块；

所述通信模块识别所述唤醒/休眠信号，根据识别结果输出所述唤醒/休眠使能信号。

5.根据权利要求3所述的唤醒/休眠控制系统，其特征在于，所述唤醒/休眠信号经由所述第二输入通路输入至所述通信模块；

所述通信模块识别所述唤醒/休眠信号，根据识别结果输出所述唤醒/休眠使能信号。

6.根据权利要求3所述的唤醒/休眠控制系统，其特征在于，所述休眠信号经由所述第一输入通路输入至所述通信模块，所述通信模块将所述休眠信号传输至所述控制器；

所述控制器根据所述休眠信号配置所述通信模块，使所述通信模块输出所述休眠使能信号；

所述唤醒信号经由所述第二输入通路输入至所述通信模块；

所述通信模块识别所述唤醒信号，根据识别结果输出所述唤醒使能信号。

7.根据权利要求1-6任一项所述的唤醒/休眠控制系统，其特征在于，还包括第二接入模块，所述第二接入模块用于为所述通信模块的唤醒/休眠信号识别单元接入电源；所述唤醒/休眠信号识别单元用于识别所述唤醒/休眠信号。

8.根据权利要求7所述的唤醒/休眠控制系统，其特征在于，所述第二接入模块包括：

电压调整单元，用于调整所述电源的电压，以使所述电源的电压处于所述唤醒/休眠信号识别单元的工作电压范围；

入口防护单元，所述入口防护单元用于将所述电源的电压控制在所述电压调整单元的安全范围。

9.根据权利要求2所述的唤醒/休眠控制系统，其特征在于，所述第二输入通路还具有：

信号整形模块，所述唤醒/休眠信号经所述信号整形模块处理后输入至所述通信模块。

10.根据权利要求9所述的唤醒/休眠控制系统，其特征在于，所述信号整形模块包括：

电压脉冲保护单元，用于对所述唤醒/休眠信号的脉冲尖峰进行过滤；

和/或，稳压单元，用于将所述唤醒/休眠信号稳定在所述通信模块的安全电压范围内；

和/或，反向保护单元，用于执行反向极性保护和/或反向电流截止；

和/或，滤波单元，用于对所述唤醒/休眠信号进行滤波，以滤除所述唤醒/休眠信号中的抖动信号。

11.根据权利要求2所述的唤醒/休眠控制系统，其特征在于，所述第二输入通路还具有：

第一电平转换模块，用于对所述唤醒/休眠信号的电压进行转换，以供所述通信模块对转换后的唤醒/休眠信号进行识别。

12.根据权利要求1所述的唤醒/休眠控制系统，其特征在于，

所述通信模块还包括脉宽寄存器，所述脉宽寄存器中的数值用于配置供所述通信模块识别的所述唤醒/休眠信号的最小脉冲宽度阈值，所述控制器通过所述控制总线配置所述脉宽寄存器中的所述数值。

13.根据权利要求1所述的唤醒/休眠控制系统，其特征在于，还包括：

第二电平转换模块，用于对所述唤醒/休眠使能信号进行电平转换，向所述第一接入模块输出转换后的唤醒/休眠使能信号。

14.一种用于激光雷达的唤醒/休眠控制方法，其特征在于，包括：

控制器接收通信模块传输的信号；

通信模块接收外部设备发送的唤醒/休眠信号，以及输出唤醒/休眠使能信号；

第一接入模块接收唤醒/休眠使能信号，根据唤醒/休眠使能信号使控制器接入或断开电源。

15.一种激光雷达，其特征在于，包括权利要求1至13中任一项所述唤醒/休眠控制系统。