CN118281700A - 一种扫频控制方法和装置 - Google Patents

一种扫频控制方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN118281700A
CN118281700A CN202211729946.2A CN202211729946A CN118281700A CN 118281700 A CN118281700 A CN 118281700A CN 202211729946 A CN202211729946 A CN 202211729946A CN 118281700 A CN118281700 A CN 118281700A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical signal
optical
frequency
laser
unit
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
Application number
CN202211729946.2A
Other languages
English (en)
Inventor
阳光耀
石现领
黄志臻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Priority to CN202211729946.2A priority Critical patent/CN118281700A/zh
Priority to PCT/CN2023/141048 priority patent/WO2024140474A1/zh
Publication of CN118281700A publication Critical patent/CN118281700A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/32—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S17/34—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • 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
    • 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
    • G01S7/491—Details of non-pulse systems
    • G01S7/4911—Transmitters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

本申请实施例提供了一种扫频控制方法和装置，该方法包括：输出第一激光单元的第一光信号，第一光信号的第一扫频范围是根据第一基准出光频率和第一频率变化上限值确定的。在第一光信号的第一频率变化量大于或等于第一阈值的情况下，切换输出第二激光单元的第二光信号，第二光信号的第二扫频范围是根据第二基准出光频率和第二频率变化上限值确定的，第一阈值小于所述第一频率变化上限值。其中，第一扫频范围和第二扫频范围部分重叠，或者第一扫频范围和第二扫频范围无重叠，并且第一基准出光频率和第二基准出光频率不同。这样，激光器输出的线性扫频范围被扩大了，能显著降低由于扫频非理想特性导致的视场中断现象，提升整体扫频线性度。

Description

一种扫频控制方法和装置
技术领域
本申请实施例涉及激光器领域，并且更加具体地，涉及一种扫频控制方法和装置。
背景技术
随着智能化的发展，激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)对外界环境具有高可靠、长距离和高精度测量的优势，逐渐成为智能设备上重要的一个部件。例如，机载LiDAR或车载LiDAR。
目前，在智能车上使用的LiDAR大多是基于飞行时间(time of flight,ToF)来实现精确测距。基于ToF的LiDAR的测量距离取决于脉冲功率，测距精度取决于脉冲宽度。而受限于目前的激光器的技术和材料特征，想进一步提高脉冲峰值并较小脉冲宽度存在一定的难度。
基于频率调制连续波(frequency modulated continuous-wave,FMCW)的LiDAR的测量精度取决于扫频范围，测量信噪比取决于扫频时间，测量精度和测量信噪比的提升相互不受制约。然而，目前基于FMCW的LiDAR的单次调频范围仍然受到激光二极管的物理性能的限制。
因此，如何提升基于FMCW的LiDAR的扫频范围是个亟待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种扫频控制方法和装置，可以实现大范围扫频，从而提高了LiDAR的测量精度。
第一方面，提供了一种扫频控制方法，该方法包括：输出第一激光单元的第一光信号，第一光信号的第一扫频范围是根据第一基准出光频率和第一频率变化上限值确定的。在第一光信号的第一频率变化量大于或等于第一阈值的情况下，切换输出第二激光单元的第二光信号，第二光信号的第二扫频范围是根据第二基准出光频率和第二频率变化上限值确定的，第一阈值小于所述第一频率变化上限值。其中，第一扫频范围和第二扫频范围部分重叠，或者第一扫频范围和第二扫频范围无重叠，并且第一基准出光频率和第二基准出光频率不同。
在上述技术方案中，交替输出两个激光单元产生的不同的光信号，由于不同光信号的基准出光频率不同，并且不同光信号的扫频范围部分重叠或者全部不重叠。因此，至少两个激光单元交替输出的光信号可以等效看作激光器输出的线性扫频范围被扩大了。相比单个激光单元，或者单个激光芯片的架构，能显著降低由于扫频非理想特性导致的视场中断现象，提升整体扫频线性度。并且，不会过于显著地增添成本，但能非常有效地提升单通道单次扫频支持的波位数，降低对扫描系统的需求。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一阈值小于第一频率变化上限值。在第一光信号的第一频率变化量大于或等于第一阈值的情况下，切换输出第二激光单元的第二光信号包括：在第一频率变化量大于或等于第二阈值的情况下，打开第二激光单元，在第一频率变化量大于或等于第一阈值的情况下，切换输出第二光信号，第二阈值小于第一阈值。
在上述技术方案中，在第一光信号的第一频率变化量在变化到第一频率变化上限值之前，通过光开关单元，切换输出来自第二激光单元的第二光信号，可以避免第一光信号在变化到第一频率变化上限值之前，由于激光单元调制基本原理的限制，而产生数十微妙的视场中断，从而可以提高激光器测距的稳定性。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该方法还包括：在第二光信号的第二频率变化量大于或等于第三阈值的情况下，切换输出除第二光信号以外的其他光信号，第三阈值小于所述第二频率变化上限值。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该方法还包括：确定第一光信号和干扰回波光信号相互干扰，第一光信号的频率和干扰回波光信号的频率之间的频率差小于干扰阈值，并且第一视场角和第二视场角存在重叠。调整第一光信号、第二光信号和其他光信号的发送策略。其中，干扰回波光信号对应的第一激光器和第一光信号对应的第二激光器不同，第一视场角为第一激光器的视场角，第二视场角为第二激光器的视场角。
在上述技术方案中，在激光器存在多机干扰的情况下，可以通过对不同激光单元的光信号的发送策略进行调整，来克服多机干扰产生的影响，从而保持激光器工作的稳定性。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，调整第一光信号、第二光信号和其他光信号的发送策略包括：干扰回波光信号为长啁啾光信号，对第一光信号、第二光信号和其他光信号的发送顺序进行调整，使得第一光信号和干扰回波光信号在时域上无重叠。
在上述技术方案中，通过调整激光单元的出光顺序，可以高效实现长啁啾的干扰回避，保持激光器的工作稳定性。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，其他光信号为第三光信号，第三光信号是根据第三基准出光频率和第三频率变化上限值确定的。调整第一光信号、第二光信号和其他光信号的发送策略包括：干扰回波光信号为短啁啾光信号，关闭第一光信号的输出，并对第二光信号和第三光信号的发送顺序进行调整，第二光信号和第三光信号在时域上连续。
在上述技术方案中，通过调整激光单元的出光顺序，并且屏蔽输出受干扰的光信号，可以高效实现短啁啾的干扰回避，保持激光器的工作稳定性。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，其他光信号为第三光信号，第三光信号是根据第三基准出光频率和第三频率变化上限值确定的。该方法还包括：以随机的顺序交替输出第一光信号、第二光信号和第三光信号。在检测到第一视场角中存在噪点，并且噪点在第二视场角中的空间分布，和第一光信号在第二视场角中的空间分布重叠时，确定第一光信号和噪点对应的干扰回波光信号相互干扰。调整第一光信号、第二光信号和第三光信号的发送策略。其中，干扰回波光信号对应的第一激光器和第一光信号对应的第二激光器不同，第二视场角为第二激光器的视场角。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，调整第一光信号、第二光信号和第三光信号的发送策略包括：获取随机发送的第一光信号、第二光信号和第三光信号的在时域上的位置。在发送第一光信号的时域位置上，关闭第一光信号的输出。
在上述技术方案中，通过随机的激光单元的出光顺序来识别干扰回波光信号，并且屏蔽输出受干扰的光信号，可以高效实现短啁啾的干扰回避，保持激光器的工作稳定性。
第二方面，提供了一种扫频控制的装置，该装置包括第一激光单元、第二激光单元、第一光开关单元、第二光开关单元和光合路单元：第一激光单元用于，通过第一光开关单元向光合路单元发送第一光信号，第一光信号的第一扫频范围是根据第一基准出光频率和第一频率变化上限值确定的，第一光开关单元处于开启状态。光合路单元用于，输出第一光信号。在第一光信号的第一频率变化量大于或等于第一阈值的情况下，第二激光单元用于，通过第二光开关单元向光合路单元发送第二光信号，第二光信号的第二扫频范围是根据第二基准出光频率和第二频率变化上限值确定的，第一阈值小于所述第一频率变化上限值。光合路单元切换输出第二光信号，第一光开关单元处于关闭状态，第二光开关单元处于开启状态。其中，第一扫频范围和第二扫频范围部分重叠，或者第一扫频范围和第二扫频范围无重叠，并且第一基准出光频率和第二基准出光频率不同。
应理解，第二方面扫频控制的装置对应的技术效果和第一方面类似，在此不做赘述。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，第一阈值小于第一频率变化上限值，在第一频率变化量大于或等于第二阈值的情况下，打开第二激光单元，在第一频率变化量大于或等于第一阈值的情况下，第二激光单元用于，通过第二光开关单元向光合路单元发送第二光信号，第二阈值小于第一阈值。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，在第二光信号的第二频率变化量大于或等于第三阈值的情况下，光合路单元切换输出除第二光信号以外的其他光信号，第二光开关单元处于关闭状态，第三阈值小于所述第二频率变化上限值。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，装置还包括其他光开关单元，检测单元和控制单元。检测单元用于，确定第一光信号和干扰回波光信号相互干扰，第一光信号的频率和干扰回波光信号的频率之间的频率差小于干扰阈值，并且第一视场角和第二视场角存在重叠。控制单元用于，控制第一光开关单元、第二光开关单元和其他光开关单元，以调整第一光信号、第二光信号和其他光信号的发送策略。其中，干扰回波光信号对应的第一激光器和第一光信号对应的第二激光器不同，第一视场角为第一激光器的视场角，第二视场角为第二激光器的视场角。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，控制单元具体用于：干扰回波光信号为长啁啾光信号，通过控制第一光开关单元、第二光开关单元和其他光开关单元，对第一光信号、第二光信号和其他光信号的发送顺序进行调整，使得第一光信号和干扰回波光信号在时域上无重叠。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，其他光开关单元为第三光开关单元，其他光信号为第三光信号，第三光信号是根据第三基准出光频率和第三频率变化上限值确定的。控制单元具体用于：干扰回波光信号为短啁啾光信号，控制第一光开关单元关闭第一光信号的输出，并通过控制第一光开关单元和第三光开关单元，对第二光信号和第三光信号的发送顺序进行调整，第二光信号和第三光信号在时域上连续。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，其他光信号为第三光信号，第三光信号是根据第三基准出光频率和第三频率变化上限值确定的。装置还包括第三光开关单元、检测单元和控制单元。控制单元用于，控制第一光开关单元、第二光开关单元和第三光开关单元，使得第一光信号、第二光信号和第三光信号以随机的顺序交替输出。检测单元用于，在检测到第二视场角中存在噪点，并且噪点在第二视场角中的空间分布，和第一光信号在第二视场角中的空间分布重叠时，确定第一光信号和噪点对应的干扰回波光信号相互干扰。控制单元用于，控制第一光开关单元、第二光开关单元和第三光开关单元，以调整第一光信号、第二光信号和第三光信号的发送策略。其中，干扰回波光信号对应的第一激光器和第一光信号对应的第二激光器不同，第二视场角为第二激光器的视场角。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，控制单元具体用于：获取随机发送的第一光信号、第二光信号和第三光信号的在时域上的位置。在发送第一光信号的对应的时域位置上，控制第一光开关单元关闭第一光信号的输出。
第三方面，提供了一种激光雷达，包括如第二方面或第二方面任意实现方式中的扫频控制的装置。
第四方面，提供了一种移动载体，包括如第三方面的激光雷达。
结合第四方面，在第四方面的某些实现方式中，该移动载体为车辆。
应理解，移动载体还可以为包括路上交通工具、水上交通工具、空中交通工具、工业设备、农业设备、或娱乐设备等。例如移动载体可以为车辆，该车辆为广义概念上的车辆，可以是交通工具(如商用车、乘用车、摩托车、飞行车、火车等)，工业车辆(如：叉车、挂车、牵引车等)，工程车辆(如挖掘机、推土车、吊车等)，农用设备(如割草机、收割机等)，游乐设备，玩具车辆等，本申请实施例对车辆的类型不作具体限定。再如，移动载体可以为飞机、无人机或轮船等交通工具。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种LiDAR的应用场景的示意图；
图2是本申请实施例提供的另一种LiDAR的应用场景的示意图；
图3是本申请实施例提供的一种基于FMCW的LiDAR的结构示意图；
图4是本申请实施例提供的一种激光器扫频波形的示意图；
图5是本申请实施例提出的一种扫频控制装置示意图；
图6是本申请实施例提供的一种扫频控制方法示意图；
图7是本申请实施例提供的一种扫频控制过程示意图；
图8是本申请实施例提供的一种扫频结果示意图；
图9是本申请实施例提供的另一种扫频控制过程示意图；
图10是本申请实施例提供的另一种扫频结果示意图；
图11是本申请实施例提供的又一种扫频结果示意图；
图12是本申请实施例提供的再一种扫频结果示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
图1是本申请实施例提供的一种LiDAR的应用场景的示意图。
如图1所示，LiDAR是智能车环境感知中的重要设备。图1示出各种传感器感测范围示意图，传感器可以包括图1所示意的激光雷达、毫米波雷达、摄像装置、超声波传感器，其中毫米波雷达可以分为长距雷达和中/短距雷达。
图2是本申请实施例提供的另一种LiDAR的应用场景的示意图。
如图2所示，本申请LIDAR还可以应用于测绘和遥感技术，其中201为无人机，202为LIDAR。无人机搭载LIDAR可以对地形进行测绘，也可以对城市交通进行测绘，在本申请实施例中不作限制。
为了便于理解本申请，首先对本申请设计的术语进行解释。
1.相干探测
相干探测是相干的激光信号和本地激光振荡信号在满足波前匹配的条件下，一起入射到探测器光敏表面上，产生拍频或相干叠加，探测器输出电信号大小正比于待测激光信号波和本机激光振荡波之和的平方的探测方式。
2.啁啾
啁啾是一种频率随时间增长或下降的信号。
3.扫频范围
FMCW激光器的扫频范围是指激光器单次调频的范围。例如，单次调频范围为[F，F+100GHz]，可以理解为单次连续线性调频的频率范围为[F，F+100GHz]。其中，F为基准出光频率，100GHz为FMCW激光器的频率变化上限值。
4.扫频斜率
光信号的扫频斜率等于光信号的频率变化上限值除以扫频时间。
目前，LiDAR大致可以分为两种类型，一种是基于ToF技术的，另一种是基于FMCW技术的。
基于ToF的LiDAR是利用光脉冲被物体反射后的回波接收时间和发射时间之间的间隔实现的测距。其测量距离取决于脉冲功率，测量精度取决于脉冲宽度。在受到当前激光器技术以及材料特性限制，进一步提升脉冲峰值功率并减小脉冲宽度是难以实现的。
基于FMCW的LiDAR通过发射一束线性扫频的连续光波作为探测光信号，并用与探测信号高度相干的同源线性扫频连续光作为本地振荡光信号。本地振荡光信号和探测光信号的回波光信号进行相干探测，得到一个单频信号。由于单频信号的中心频率正比于目标物体的LiDAR之间的距离。FMCW技术的测量精度取决于扫频范围，测量信噪比取决于扫频时间。
图3是本申请实施例提供的一种基于FMCW的LiDAR的结构示意图。
如图3所示，基于FMCW的激光雷达包括激光器310、分束器320、光放大器330、第一耦合器340、第二耦合器350、混频器360和接收器370。其中，激光器310，例如，可以是激光器，或者其他类型激光器，本申请实施例对此不做限制。
激光器310生成扫频光信号，进入分束器320，一部分扫频光信号进入到光放大器330和第一耦合器340，作为探测光信号发出。另一部分扫频光信号作为本地振荡光信号进入到接收器370中。探测光信号扫描到目标物体后，产生回波光信号。回波光信号经过第二耦合器350和混频器360，进入接收器370。回波光信号和本地振荡光信号在接收器370中进行相干探测，形成具有特定频率的电信号，并由数字信号处理(digital signal process,DSP)模块完成数据采集和处理。
应理解，图3所示的基于FMCW的LiDAR的结构仅仅是一种示例性的形式，本申请实施例对基于FMCW的LiDAR的结构不作限制。
半导体激光器中无跳模调谐，受限于激光二极管的物理性能极限，其扫频范围难以超过100GHz。在当前的激光雷达的架构下，100GHz的扫频范围对应100个波位。当前基于FMCW的LiDAR单帧需要探测1200×300个波位，也就是激光雷达300条线，每条线探测1200个点，这组成了单帧的点云数据。由于单次调频范围仅仅是100个波位，也就是单次只能探测100个点，如果收发通道数不足12个，那么需要在垂直方向上进行快轴扫描，由于要克服重力，这对扫描器的要求较高。
目前，存在一种通过光锁相环技术来生成大范围线性调频的连续光波的方法。其主要原理是一个光锁相结构被用于驱动一个半导体激光器产生线性调频连续光。通过非对称马赫曾德尔干涉仪(asymmetric Mach–Zehnder interferometer,AMZI)结构检测半导体激光器扫频和线性调频之间的误差，将误差通过电荷泵结构将误差信号积分后与锯齿信号叠加，共同驱动半导体激光器产生FMCW信号。
上述方式虽然可以提高线性调频的范围，但是仍然不能满足基于FMCW的LiDAR的最低要求。
目前，还存在一种基于外置机械调谐谐振腔实现腔长调谐，从而获得调频连续光输出的方案。通过Littrow结构的外腔实现激光器，其中可调谐部件为衍射光栅。转动衍射光栅的角度，可以控制从衍射光栅反射回激光器的光的波长，从而实现连续的波长调谐和腔长控制。通过Littman结构外腔实现激光器，通过改变反射镜的角度控制谐振波长，实现连续的波长调谐。
虽然这种方案可以实现超大范围的无跳模连续波长调谐，也就是可以实现大范围的线性调频，但是该方案依赖较大型的精密机械结构，其稳定性、成本均受到限制，并且也不适合车载LiDAR或机载LiDAR的应用场景。
另外，激光器在扫频时，受限于激光器调制的基本原理，在啁啾信号变化转折点处容易出现扫频中断的情况。
图4是本申请实施例提供的一种激光器扫频波形的示意图。
图4所示的扫频波形为三角波，在三角波中频率随时间增加的扫频信号可以称为上啁啾，频率随时间减少的扫频信号可以称为下啁啾，在上啁啾和下啁啾转折点处，受限于激光器调制的基本原理，需要牺牲数十微妙的时间。也就是，在激光器的视场角(field ofview,FOV)中断时，无法实现测距。
除此以外，虽然基于FMCW的LiDAR在对自然光的抗干扰能力要优于基于ToF的LiDAR，但是如果两个基于FMCW的LiDAR的探测信号的频率相近，并且两个LiDAR的视场范围存在重叠。那么这两个LiDAR的回波信号会相互产生干扰。上述两种方案均未考虑这种多机干扰的问题。
因此，为了解决上述问题，本申请实施例提出了一种扫频控制的装置，下面将结合图5至图12详细说明。
为了便于理解本申请实施例，做出以下几点说明：
第一、在本申请中，如果没有特殊说明以及逻辑冲突，不同的实施例之间的术语和/或描述具有一致性、且可以相互引用，不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。
第二、在本申请中，“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。在本申请的文字描述中，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
第三、在本申请中，“第一”、“第二指示为了描述方便进行的区分，并不用来限制本申请实施例的范围。例如，区分不同的光信号等，而不是用于描述特定的顺序或先后次序。应理解，这样描述的对象在适当情况下可以互换，以便能够描述本申请的实施例以外的方案。
第四、在本申请中，“当……时”、“在……的情况下”以及“如果”等描述均指在某种客观情况下设备会做出相应的处理，并非是限定时间，且也不要求设备在实现时一定要有判断的动作，也不意味着存在其它限定。
第五、在本申请中，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图5是本申请实施例提出的一种扫频控制装置示意图。
应理解，扫频控制装置还可以称为“激光器”。如图5所示的激光器500，例如，激光器500可以是半导体激光器。
激光器500包括第一激光单元511、第二激光单元512、第一光开关单元521、第二光开关单元522以及光合路单元530。
第一激光单元511用于，通过第一光开关单元521向光合路单元530发送第一光信号，第一光信号的第一扫频范围是根据第一基准出光频率和第一频率变化上限值确定的，第一光开关单元处于开启状态。
应理解，假设第一基准出光频率为F1，第一频率变化上限值为a，那么第一扫频范围为[F1，F1±a]，其中，F1和a均为正数。其中，F1和a的取值和第一激光单元的物理性能相关，也就是和第一激光芯片的物理性能相关。本申请实施例并不限制光信号的频率变化是正增长还是负增长。
可选地，激光器500还可以包括第一激光驱动单元和第一光开关驱动单元。
作为一种可能的实现方式，第一激光驱动单元生成驱动第一激光单元511的线性调频的第一输入电信号，并输入第一激光单元511，得到第一光信号。第一光开关驱动单元生成驱动第一光开关单元521的第一开关电信号，控制第一光开关单元521处于开启状态，将第一光信号发送给光合路单元530。
光合路单元530输出第一光信号。
在第一光信号的第一频率变化量大于或等于第一阈值的情况下，第二激光单元512用于，通过第二光开关单元522向光合路单元530发送第二光信号，第二光信号的第二扫频范围是根据第二基准出光频率和第二频率变化上限值确定的，第一阈值小于所述第二频率变化上限值。光合路单元切换输出第二光信号，第一光开关单元处于关闭状态，第二光开关单元处于开启状态。
应理解，假设第二基准出光频率为F2，第二频率变化上限值为b，那么第二扫频范围为[F2，F2+b]，其中，F2和b均为正数。其中，F2和b的取值和第二激光单元的物理性能相关，也就是和第二激光芯片的物理性能相关。
还应理解，第一频率变化量为正值，不受光信号的频率变化是正增长还是负增长影响，第一阈值为正值。
其中，第一扫频范围和第二扫频范围部分重叠，或者第一扫频范围和第二扫频范围无重叠，并且第一基准出光频率和第二基准出光频率不同。
应理解，第一频率变化上限值和第二频率变化上限值可以相同，也可以不同，本申请实施例对此不作限制。另外，第一光信号的第一扫频斜率和第二光信号的第二扫频斜率可以相同也可以不同。以下实施例以第一频率变化上限值和第二频率变化上限值相同，并且第一扫频斜率和第二扫频斜率相同为例进行详细说明。
还应理解，第一扫频范围和第二扫频范围部分重叠，不包括第一扫频范围的全部部分和第二扫频范围部分重叠，或者第二扫频范围的全部部分和第一扫频范围部分重叠的情况。
可选地，第一频率变化量大于或等于第二阈值的情况下，打开第二激光单元，在第一频率变化量大于或等于第一阈值的情况下，切换输出第二光信号，第二阈值小于第一阈值。
这样，在第一光信号的第一频率变化量在变化到第一频率变化上限值之前，通过光开关单元，切换输出来自第二激光单元的第二光信号，可以避免第一光信号在变化到第一频率变化上限值之前，由于激光单元调制基本原理的限制，而产生数十微妙的视场中断，从而可以提高激光器测距的稳定性。
可选地，激光器500还可以包括第二激光驱动单元和第二光开光驱动单元。
作为一种可能的实现方式，第二激光驱动单元生成驱动第二激光单元512的线性调频的第二输入电信号，并输入第二激光单元512，得到第二光信号。第一光开关驱动单元生成驱动第一光开关单元521的第一开关电信号，控制第一光开关单元521处于关闭状态，第二光开关驱动单元生成驱动第二光开关单元521的第二开关电信号，控制第二光开关单元521处于开启状态，将第一光信号发送给光合路单元530。
光合路单元530用于，切换输出第二光信号。
可选地，在第二光信号的第二频率变化量大于或等于第三阈值的情况下，光合路单元530切换输出除第二光信号以外的其他光信号，第二光开关单元522处于关闭状态，第三阈值小于所述第二频率变化上限值。
作为一种可能的实现方式，其他光信号可以是第一光信号，此时，第二光开光单元522处于关闭状态，第一光开关单元521处于开启状态。
应理解，第一阈值和第三阈值可以相同或不同。例如，在第一频率变化上限值和第二频率变化上限值相同的情况下，第一阈值和第三阈值可以相同。
作为一种可能的实现方式，在第一频率变化上限值和第二频率变化上限值相同，并且第一扫频斜率和第二扫频斜率相同的情况下，第一阈值和第三阈值可以相同。此时，从第一光信号切换输出第二光信号，从第二光信号切换输出其他光信号，可以通过等时间间隔进行切换输出。
作为一种可能的实现方式，其他光信号可以是第三光信号，此时，激光器500还可以包括第三激光单元513和第三光开关单元523，第二光开关单元522处于关闭状态，第一光开关单元521处于关闭状态，第三光开关单元523处于开启状态。
可选地，激光器500还可以包括第三激光驱动单元和第三光开关驱动单元。
具体的切换输出除第二光信号以外的其他光信号的过程，可以参考上文中，输出第二光信号的过程，在此不做赘述。
应理解，激光器500还可以包括更多的激光单元和光开关单元，本申请实施例对激光单元和光开关单元的数量不作限制。通过控制每个光开关单元的开启或关闭的状态，在某个时刻，仅有一个激光单元产生的光信号输出。也就是不同激光单元产生的光信号交替输出。
作为一种可能的实现方式，激光器500中的每个光开关单元都是独立的光开关单元。
例如，如图5所示，第一光开关单元521、第二光开关单元522以及第三光开关单元523都是通过各自独立的光开关驱动单元，实现的状态切换。
作为一种可能的实现方式，激光器500中的所有光开关单元形成一个单刀多掷的光开关单元。
因此，在本申请实施例中，不同光开光单元之间可以是各自独立的，也可是多个光开关单元形成一个单刀多掷的光开关单元。
在上述技术方案中，交替输出两个激光单元产生的不同的光信号，由于不同光信号的基准出光频率不同，并且不同光信号的扫频范围部分重叠或者全部不重叠。因此，至少两个激光单元交替输出的光信号可以等效看作激光器输出的线性扫频范围被扩大了。相比单个激光单元，或者单个激光芯片的架构，能显著降低由于扫频非理想特性导致的视场中断现象，提升整体扫频线性度。并且，不会过于显著地增添成本，但能非常有效地提升单通道单次扫频支持的波位数，降低对扫描系统的需求。
图6是本申请实施例提供的一种扫频控制方法示意图。该方法可以应用于图5所示的装置。
S610，输出第一激光单元的第一光信号，第一光信号的第一扫频范围是根据第一基准出光频率和第一频率变化上限值确定的。
S620，在第一光信号的第一频率变化量大于或等于第一阈值的情况下，切换输出第二激光单元的第二光信号，第二光信号的第二扫频范围是根据第二基准出光频率和第二频率变化上限值确定的，第一阈值小于所述第一频率变化上限值。其中，第一扫频范围和第二扫频范围部分重叠，或者第一扫频范围和第二扫频范围无重叠，并且第一基准出光频率和第二基准出光频率不同。
应理解，由于图6所示的扫频控制方法可以通过图5所示的激光器500来实现，因此，图6所示的方法中更详细的内容可以参考上述图5的相关描述。
下面将结合图7和图8，以激光器中包括两个激光单元为例，详细说明本申请的扫频控制方法，使得激光器扩大线性扫频范围。
图7是本申请实施例提供的一种扫频控制过程示意图。图8是本申请实施例提供的一种扫频结果示意图。
图7中的激光器500对图5中的激光器500做了简化，省略了激光驱动单元和光开关驱动单元。应理解，此处的省略为图示中的省略，并非实际装置中的部件省略。
还应理解，图7和图8中所示的第一激光单元511的第一频率变化上限值，和第二激光单元512的第二频率变化上限值相同，第一光信号的第一扫频斜率和第二光信号的第二扫频斜率相同。并且，第一光信号和第二光信号均以正啁啾信号为例进行说明。
由于第一频率变化上限值和第二频率变化上限值相同，第一扫频斜率和第二扫频斜率相同，因此在图7和图8所示的扫频控制方法中，可以通过等时间间隔的方式控制不同光开关单元的状态，从而实现光信号的交替切换。
如图8所示，在t0时刻，打开第一激光单元511，以第一基准出光频率F1和第一扫频斜率，进行正啁啾线性扫频。第一激光单元511在t0时刻至t3时刻的时间区间内处于工作状态。
应理解，t0时刻的第一光信号的第一频率变化量为0。
从t1时刻至t2时刻，打开第一光开关单元521，通过光合路单元530，输出第一光信号。激光器500的状态如图7的(a)所示，第一光开关单元521处于开启状态，第二光开关单元522处于关闭状态。
应理解，t1时刻的第一光信号的第一频率变化量大于或等于第四阈值。t2时刻的第一光信号的第一频率变化量大于或等于第一阈值。
还应理解，在t1时刻开始打开第一光开关单元521，相比于在t0时刻打开第一光开关单元521，前者的光信号的线性度更好。
在t4时刻，打开第二激光单元512，以第二基准出光频率F2和第二扫频斜率，进行正啁啾线性扫频。
应理解，t4时刻早于t2时刻。也就是，在t4时刻的第一光信号的第一频率变化量大于或等于第二阈值时，第二激光单元512被打开进行正啁啾线性扫频，第二阈值小于第一阈值。
这样，在第一光信号的第一频率变化量在变化到第一频率变化上限值之前，通过光开关单元，切换输出来自第二激光单元的第二光信号，可以避免第一光信号在大于或等于第一频率变化上限值之前，由于激光单元调制基本原理的限制，而产生数十微妙的视场中断，从而可以提高激光器测距的稳定性。
从t5时刻至t6时刻，在t5时刻，关闭第一光开关单元521，打开第二光开关单元522，通过光合路单元530，输出第二光信号。激光器500的状态如图7的(b)所示，第一光开关单元521处于关闭状态，第二光开关单元522处于开启状态。
应理解，通过关闭第一光开关单元521，关闭第一光信号输出的t2时刻，和通过开启第二光开关单元522，输出第二光信号的t5时刻相同，或者t5略大于t2。
还应理解，当t5时刻略大于t2时刻时，t5时刻和t2时刻的间隔远小于单个波位的扫描时间，因此，t5时刻略大于t2时刻的时间段产生的视场中断可以忽略不计。
由于第一频率变化上限值和第二频率变化上限值相同，第一扫频斜率和第二扫频斜率相同，因此，在t5时刻时，第二光信号的第二频率变化量也可以大于或等于第四阈值，在t6时刻时，第二光信号的第二频率变化量也可以大于或等于第一阈值。也就是，t1时刻至t2时刻的时间间隔，和t5时刻至t6时刻的时间间隔可以相同。
在t6时刻，第二光信号的第二频率变化量大于或等于第三阈值，由于第一频率变化上限值和第二频率变化上限值相同，第一扫频斜率和第二扫频斜率相同，因此，第三阈值和第一阈值的可以相同。
在t8时刻，打开第一激光单元511，以第一基准出光频率F1和第一扫频斜率，进行正啁啾线性扫频。
应理解，在t3至t8时刻，第一激光单元511的第一光信号的扫频频率恢复至第一基准出光频率。
从t9时刻至t10时刻，在t9时刻，关闭第二光开关单元522，打开第一光开关单元521，通过光合路单元530，输出第一光信号。激光器500的状态如图7的(a)所示，第一光开关单元521处于开启状态，第二光开关单元522处于关闭状态。
应理解，通过关闭第二光开关单元522，关闭第二光信号输出的t6时刻，和通过开启第一光开关单元521，输出第一光信号的t9时刻相同。
第一光信号和第二光信号在时域上，通过上述方式交替输出。
应理解，当激光器500中的激光单元的个数大于2个时，同样以上述交替输出的方式输出光信号，本申请实施例对激光器中激光单元的输出顺序不作限制。
在上述技术方案中，第一光信号和第二光信号在时域上交替扫频输出，由于第一光信号和第二光信号的基准出光频率不同，可以扩大激光器的扫频范围。而上述方案中，第一光信号和第二光信号的频率变换上限值相同，并且扫频斜率相同，因此，可以通过等时间间隔控制光开关单元的开始或关闭，进一步降低了交替输出光信号的技术难度。
虽然基于FMCW的LiDAR依然存在多机干扰的可能性。也就是当两台激光雷达的发出的探测光信号的频率接近，并且两台激光雷达的视场出现重叠时，两台激光雷达的回波光信号会相互干扰。例如，激光雷达B的回波光信号，被激光雷达A接收，并且在激光雷达A中与激光雷达A的本地振荡光信号进行相干探测，产生差拍信号。差拍信号依据扫频斜率的不同而呈现不同的干扰模式，对扫频斜率相近的两个激光雷达的光信号，呈现虚假目标；对扫频斜率差异较大的两个激光器的光信号，呈现为噪底的整体抬升。
下面将结合图9至图12详细说明出现多机干扰的情况。需要说明的是图9至图12是以激光器500中包括3个激光单元为例进行说明的。并且以每个激光单元的频率变化上限值相同和每个激光单元的扫频斜率相同为例进行说明。
图9是本申请实施例提供的另一种扫频控制过程示意图。图10是本申请实施例提供的另一种扫频结果示意图。下面将结合图9和图10详细说明干扰回波光信号为长啁啾信号的消除多机干扰的方法。
图10的(a)中激光器500的交替输出光信号的顺序为第一光信号、第二光信号和第三光信号，激光器500中光开关单元的工作状态的变换顺序，为图9的(a)、图9的(b)以及图9的(c)的顺序。
其中，如图9的(a)所示，第一光开关单元521处于开启状态，第二光开关单元522处于关闭状态以及第三光开关单元523处于关闭状态，第一光信号作为输出光信号，从光合路单元530输出。
如图9的(b)所示，第一光开关单元521处于关闭状态，第二光开关单元522处于开启状态以及第三光开关单元523处于关闭状态，第二光信号作为输出光信号，从光合路单元530输出。
如图9的(c)所示，第一光开关单元521处于关闭状态，第二光开关单元522处于关闭状态以及第三光开关单元523处于开启状态，第三光信号作为输出光信号，从光合路单元530输出。
激光器500的检测单元，确定干扰回波信号和激光器500的光信号存在干扰，例如，如图10的(a)所示，干扰回波信号和第二光信号之间的频率差小于干扰阈值，并且干扰回波信号对应的第一激光器和第二光信号对应的第二激光器存在视场重叠。
应理解，第二激光器可以看作是激光器500。
其中，如图10的(a)所示的干扰回波信号为长啁啾光信号，对第一光信号、第二光信号和第三光信号的发送顺序进行调整，使得第二光信号和干扰回波光信号在时域上无重叠。
如图10的(b)所示，激光器500交替输出的光信号的顺序为第一光信号、第三光信号和第二光信号。激光器500中光开关单元的工作状态的变换顺序，为图9的(a)、图9的(c)和图9的(b)。
应理解，图9和图10所示的调整激光单元的出光顺序，来消除长啁啾的干扰回波信号的干扰，同样适用于只有两个激光单元的激光器，但是长啁啾干扰回波信号不能同时对两个光信号都产生干扰。同样，上述通过调整激光单元出光顺序的来消除干扰回波信号的影响的方法，还可以是使用于大于3个激光单元的激光器。
还应理解，干扰回波信号可以和第二激光器中任何一个光信号存在干扰，此处以图10的(a)所示的第二光信号为例进行说明。如果其他光信号和干扰光回波信号存在干扰，同样可以使用上述方式来回避干扰。
在上述技术方案中，通过调整激光单元的出光顺序，可以高效实现长啁啾的干扰回避，保持激光器的工作稳定性。
图11是本申请实施例提供的又一种扫频结果示意图。下面将结合图9和图11详细说明干扰回波光信号为短啁啾信号的消除多机干扰的方法。
图11的(a)中激光器500的交替输出光信号的顺序为第一光信号、第二光信号和第三光信号，激光器500中光开关单元的工作状态的变换顺序，为图9的(a)、图9的(b)以及图9的(c)的顺序。
激光器500的检测单元，确定干扰回波信号和激光器500的光信号存在干扰，例如，如图11的(a)所示，干扰回波信号和第二光信号之间的频率差小于干扰阈值，并且干扰回波信号对应的第一激光器和第二光信号对应的第二激光器存在视场重叠。
应理解，第二激光器可以看作是激光器500。干扰回波信号可以和第二激光器中任何一个光信号存在干扰，此处以图10的(a)所示的第二光信号为例进行说明。
其中，如图11的(a)所示的干扰回波信号为短啁啾光信号，关闭第二光开关单元522，关闭第二光信号的输出，并对第一光开关单元521和第三光开关单元523的状态进行调整，使得第一光信号和第二光信号在时域上连续输出。
调整后的输出光信号如图11的(b)所示，激光器500交替输出的光信号的顺序为第一光信号和第三光信号。激光器500中光开关单元的工作状态的变换顺序，为图9的(a)和图9的(c)。也就是，第二光开关单元522关闭，通过调整第一光开关单元521和第三光开关单元523，使得第一光信号和第三光信号交替输出。
应理解，上述干扰回波光信号为短啁啾的消除多机干扰的情况，适用于包括3个及3个以上的激光单元的激光器。
还应理解，干扰回波信号可以和第二激光器中任何一个光信号存在干扰，此处以图11的(a)所示的第二光信号为例进行说明。如果其他光信号和干扰光回波信号存在干扰，同样可以使用上述方式来回避干扰。
在上述技术方案中，通过调整激光单元的出光顺序，并且屏蔽输出受干扰的光信号，可以高效实现短啁啾的干扰回避，保持激光器的工作稳定性。
图12是本申请实施例提供的再一种扫频结果示意图。下面将结合图9和图12详细说明识别干扰回波信号和消除干扰回波信号的方法。
激光器500以随机的激光单元出光顺序交替输出光信号，如图12的(a)所示，光信号的随机交替出光顺序为第一光信号、第二光信号、第一光信号、第三光信号、第二光信号、第三光信号、第一光信号、第三光信号和第二光信号等。
相应地，激光器500中光开关单元的工作状态的变换顺序，为图9的(a)、图9的(b)、图9的(a)、图9的(c)、图9的(b)、图9的(c)、图9的(a)、图9的(c)和图9的(b)等。
激光器500的检测单元，在检测到第二视场角中存在噪点，并且噪点在第二视场角中的空间分布，和第二光信号在第二视场角中的空间分布重叠时，确定第二光信号和噪点对应的干扰回波光信号相互干扰。
如图12的(a)中第二视场角对应的光信号空间分布情况所示，第二光信号在第二视场角中的空间分布中出现了噪点，确定第二光信号和噪点对应的干扰回波光信号相互干扰。
激光器500的控制单元，获取第一光信号、第二光信号和第三光信号在时域上的位置，在第二光信号对应的时域位置上，关闭第一光信号的输出。
具体地，激光器500在当前帧滤除第二光信号的回波光信号。
或者，具体地，如图12的(b)所示，激光器500在下一帧交替输出第一光信号和第三光信号。激光器500中光开关单元的工作状态的变换顺序，为图9的(a)和图9的(c)。也就是，第二光开关单元522关闭，通过调整第一光开关单元521和第三光开关单元523，使得第一光信号和第三光信号交替输出。
在上述技术方案中，通过随机的激光单元的出光顺序来识别干扰回波光信号，并且屏蔽输出受干扰的光信号，可以高效实现短啁啾的干扰回避，保持激光器的工作稳定性。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，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的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本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。
所述功能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，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请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部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机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全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (19)

1.一种扫频控制方法，其特征在于，所述方法包括：
输出第一激光单元的第一光信号，所述第一光信号的第一扫频范围是根据第一基准出光频率和第一频率变化上限值确定的；
在所述第一光信号的第一频率变化量大于或等于第一阈值的情况下，切换输出第二激光单元的第二光信号，所述第二光信号的第二扫频范围是根据第二基准出光频率和第二频率变化上限值确定的，所述第一阈值小于所述第一频率变化上限值；
其中，所述第一扫频范围和所述第二扫频范围部分重叠，或者所述第一扫频范围和所述第二扫频范围无重叠，并且所述第一基准出光频率和所述第二基准出光频率不同。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述在所述第一光信号的第一频率变化量大于或等于所述第一阈值的情况下，切换输出第二激光单元的第二光信号包括：
在所述第一频率变化量大于或等于第二阈值的情况下，打开所述第二激光单元，在所述第一频率变化量大于或等于所述第一阈值的情况下，切换输出所述第二光信号，所述第二阈值小于所述第一阈值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述第二光信号的第二频率变化量大于或等于第三阈值的情况下，切换输出除所述第二光信号以外的其他光信号，所述第三阈值小于所述第二频率变化上限值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定所述第一光信号和干扰回波光信号相互干扰，所述第一光信号的频率和干扰回波光信号的频率之间的频率差小于干扰阈值，并且第一视场角和第二视场角存在重叠；
调整所述第一光信号、所述第二光信号和所述其他光信号的发送策略；
其中，干扰回波光信号对应的第一激光器和所述第一光信号对应的第二激光器不同，第一视场角为所述第一激光器的视场角，所述第二视场角为所述第二激光器的视场角。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述调整所述第一光信号、所述第二光信号和所述其他光信号的发送策略包括：
所述干扰回波光信号为长啁啾光信号，对所述第一光信号、所述第二光信号和所述其他光信号的发送顺序进行调整，使得所述第一光信号和所述干扰回波光信号在时域上无重叠。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述其他光信号为第三光信号，所述第三光信号是根据第三基准出光频率和第三频率变化上限值确定的；
所述调整所述第一光信号、所述第二光信号和所述其他光信号的发送策略包括：
所述干扰回波光信号为短啁啾光信号，关闭所述第一光信号的输出，并对所述第二光信号和所述第三光信号的发送顺序进行调整，所述第二光信号和所述第三光信号在时域上连续。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述其他光信号为第三光信号，所述第三光信号是根据第三基准出光频率和第三频率变化上限值确定的；
所述方法还包括：
以随机的顺序交替输出所述第一光信号、所述第二光信号和所述第三光信号；
在检测到第一视场角中存在噪点，并且所述噪点在所述第二视场角中的空间分布，和所述第一光信号在第二视场角中的空间分布重叠时，确定所述第一光信号和所述噪点对应的干扰回波光信号相互干扰；
调整所述第一光信号、所述第二光信号和所述第三光信号的发送策略；
其中，干扰回波光信号对应的第一激光器和所述第一光信号对应的第二激光器不同，第二视场角为所述第二激光器的视场角。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述调整所述第一光信号、所述第二光信号和所述第三光信号的发送策略包括：
获取随机发送的所述第一光信号、所述第二光信号和所述第三光信号的在时域上的位置；
在发送所述第一光信号的时域位置上，关闭所述第一光信号的输出。
9.一种扫频控制的装置，其特征在于，所述装置包括第一激光单元、第二激光单元、第一光开关单元、第二光开关单元和光合路单元：
所述第一激光单元用于，通过所述第一光开关单元向所述光合路单元发送第一光信号，所述第一光信号的第一扫频范围是根据第一基准出光频率和第一频率变化上限值确定的，所述第一光开关单元处于开启状态；
所述光合路单元用于，输出所述第一光信号；
在所述第一光信号的第一频率变化量大于或等于第一阈值的情况下，所述第二激光单元用于，通过所述第二光开关单元向所述光合路单元发送第二光信号，所述第二光信号的第二扫频范围是根据第二基准出光频率和第二频率变化上限值确定的，所述第一阈值小于所述第一频率变化上限值；
所述光合路单元切换输出所述第二光信号，所述第一光开关单元处于关闭状态，所述第二光开关单元处于开启状态；
其中，所述第一扫频范围和所述第二扫频范围部分重叠，或者所述第一扫频范围和所述第二扫频范围无重叠，并且所述第一基准出光频率和所述第二基准出光频率不同。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，在所述第一频率变化量大于或等于第二阈值的情况下，打开所述第二激光单元，在所述第一频率变化量大于或等于所述第一阈值的情况下，所述第二激光单元用于，通过所述第二光开关单元向所述光合路单元发送第二光信号，所述第二阈值小于所述第一阈值。
11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，在所述第二光信号的第二频率变化量大于或等于第三阈值的情况下，所述光合路单元切换输出除所述第二光信号以外的其他光信号，所述第二光开关单元处于关闭状态，所述第三阈值小于所述第二频率变化上限值。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括其他光开关单元，检测单元和控制单元；
所述检测单元用于，确定所述第一光信号和干扰回波光信号相互干扰，所述第一光信号的频率和干扰回波光信号的频率之间的频率差小于干扰阈值，并且第一视场角和第二视场角存在重叠；
所述控制单元用于，控制所述第一光开关单元、所述第二光开关单元和其他光开关单元，以调整所述第一光信号、所述第二光信号和所述其他光信号的发送策略；
其中，干扰回波光信号对应的第一激光器和所述第一光信号对应的第二激光器不同，第一视场角为所述第一激光器的视场角，所述第二视场角为所述第二激光器的视场角。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述控制单元具体用于：
所述干扰回波光信号为长啁啾光信号，通过控制所述第一光开关单元、第二光开关单元和其他光开关单元，对所述第一光信号、所述第二光信号和所述其他光信号的发送顺序进行调整，使得所述第一光信号和所述干扰回波光信号在时域上无重叠。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述其他光开关单元为第三光开关单元，所述其他光信号为第三光信号，所述第三光信号是根据第三基准出光频率和第三频率变化上限值确定的；
所述控制单元具体用于：
所述干扰回波光信号为短啁啾光信号，控制所述第一光开关单元关闭所述第一光信号的输出，并通过控制所述第一光开关单元和所述第三光开关单元，对所述第二光信号和所述第三光信号的发送顺序进行调整，所述第二光信号和所述第三光信号在时域上连续。
15.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述其他光信号为第三光信号，所述第三光信号是根据第三基准出光频率和第三频率变化上限值确定的；
所述装置还包括第三光开关单元、检测单元和控制单元；
所述控制单元用于，控制所述第一光开关单元、所述第二光开关单元和所述第三光开关单元，使得所述第一光信号、所述第二光信号和所述第三光信号以随机的顺序交替输出；
所述检测单元用于，在检测到第二视场角中存在噪点，并且所述噪点在所述第二视场角中的空间分布，和所述第一光信号在所述第二视场角中的空间分布重叠时，确定所述第一光信号和所述噪点对应的所述干扰回波光信号相互干扰；
所述控制单元用于，控制所述第一光开关单元、所述第二光开关单元和所述第三光开关单元，以调整所述第一光信号、所述第二光信号和所述第三光信号的发送策略；
其中，干扰回波光信号对应的第一激光器和所述第一光信号对应的第二激光器不同，第二视场角为所述第二激光器的视场角。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述控制单元具体用于：
获取随机发送的所述第一光信号、所述第二光信号和所述第三光信号的在时域上的位置；
在发送所述第一光信号的对应的时域位置上，控制所述第一光开关单元关闭所述第一光信号的输出。
17.一种激光雷达，其特征在于，包括如权利要求9至16中任一项所述的扫频控制的装置。
18.一种移动载体，其特征在于，包括如权利要求17所述的激光雷达。
19.如权利要求18所述的移动载体，其特征在于，所述移动载体为车辆。
CN202211729946.2A 2022-12-30 2022-12-30 一种扫频控制方法和装置 Pending CN118281700A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211729946.2A CN118281700A (zh) 2022-12-30 2022-12-30 一种扫频控制方法和装置
PCT/CN2023/141048 WO2024140474A1 (zh) 2022-12-30 2023-12-22 一种扫频控制方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211729946.2A CN118281700A (zh) 2022-12-30 2022-12-30 一种扫频控制方法和装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN118281700A true CN118281700A (zh) 2024-07-02

Family

ID=91638804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211729946.2A Pending CN118281700A (zh) 2022-12-30 2022-12-30 一种扫频控制方法和装置

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN118281700A (zh)
WO (1) WO2024140474A1 (zh)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7023378B2 (en) * 2004-01-20 2006-04-04 Harris Corporation Self-calibrating wideband phase continuous synthesizer and associated methods
DE102013216251B4 (de) * 2013-08-15 2018-01-25 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Umfelderfassung mittels eines frequenzmodulierten Multirampendauerstrichsignals
CN104378110A (zh) * 2013-08-15 2015-02-25 同方威视技术股份有限公司 一种扫频信号产生电路
JP7288330B2 (ja) * 2019-03-29 2023-06-07 古河電気工業株式会社 レーダ装置およびレーダ装置の干渉推定方法
CN113050069B (zh) * 2019-12-27 2023-05-30 北京万集科技股份有限公司 激光雷达的干扰信号获取方法、装置、设备及存储介质
CN113640770B (zh) * 2020-04-27 2022-08-16 北京一径科技有限公司 抗串扰的重频动态切换方法及装置、处理设备及存储介质
CN112114326B (zh) * 2020-09-21 2022-10-04 哈尔滨工业大学 Fmcw距离测量的扫频信号拼接方法及装置
CN115144841B (zh) * 2022-05-30 2023-07-11 苏州大学 一种大带宽线性调频信号产生装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024140474A1 (zh) 2024-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10914822B2 (en) Dual-laser chip-scale lidar for simultaneous range-doppler sensing
US11675078B2 (en) LiDAR system
US11442149B2 (en) LiDAR system
CN109891261B (zh) 分布式交通工具激光雷达系统
EP3356854B1 (en) Spatial profiling system and method
US20220113417A1 (en) Laser radar and laser radar detection method
US20190154835A1 (en) Lidar system
Bilik Comparative analysis of radar and lidar technologies for automotive applications
KR102632106B1 (ko) 펄스파 lidar용 시스템 및 방법
CN107567592A (zh) 小型激光雷达系统
US11474230B2 (en) Method and apparatus for non-line-of-sight detection and coded radar signals
US11480662B2 (en) Fast-scanning frequency-modulated continuous wave (FMCW) lidar systems
WO2016210401A1 (en) Beat signal bandwidth compression method, apparatus, and applications
US11119218B2 (en) Coherent lidar system with extended field of view
KR20200124838A (ko) 레이더 장치와 물체 감지 방법 및 그를 위한 신호 처리 장치
CN113885038A (zh) 调频连续波（fmcw）激光雷达系统中解析像素间的返回信号
CN113985444A (zh) 在调频连续波(fmcw)激光雷达系统中跨帧改变波形
Hwang et al. Study on the frequency-modulated continuous-wave LiDAR mutual interference
CN114895318A (zh) 激光雷达系统
EP3835814B1 (en) Lidar apparatus using interrupted continuous wave light
CN118281700A (zh) 一种扫频控制方法和装置
WO2022233238A1 (zh) 探测装置、雷达以及终端
CN113204024A (zh) 可缩放的级联雷达系统
US20230015218A1 (en) Multimode lidar receiver for coherent distance and velocity measurements
Bai et al. Analysis of disturbances in the multi-radar environment and mitigation approaches

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication