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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das technische Gebiet der Laserdetektion, insbesondere ein Steuerverfahren für ein Lidar und ein Lidar.
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STAND DER TECHNIK
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Ein Lidar sendet aktiv Signalimpulse und empfängt dann vom Objekt reflektierte Signale und bestimmt die Ausrichtung und Entfernung des detektierten Objekts durch Faktoren wie Zeit und Signalphasendifferenz. Nachdem die Punktfrequenz des Lidars (bestimmt durch die Anzahl der Kanäle, die Entfernung, die Auflösung und die Aktualisierungsrate) ein bestimmtes Niveau erreicht hat, kann es in einer Detektionsperiode auftreten, und die Zeit kann nicht zugewiesen werden, damit jeder Kanal nacheinander arbeiten kann. Ein Beispiel: Zum Beispiel ist das Lidar 64-kanalig (Linien) und für eine 200 m Fernmessung werden eine Aktualisierungsrate (Geschwindigkeit) von 10 Hz und eine horizontale Winkelauflösung von 0,2 ° erfordert. Dann beträgt gemäß der Flugzeitmethode d = c * t/2 (d ist die Entfernung, c ist die Lichtgeschwindigkeit, t ist die Flugzeit), die 200 m Fernlichtumlaufzeit 1,34 µs und die Drehwinkelauflösung 0,2 ° dauert 55,6 µs, 55,6/1,34 = 41,5, was bedeutet, dass nur bis zu 41 Lichter in einer Detektionsperiode emittiert werden können, so dass im Fall von 64 Linien mehrere Kanäle gleichzeitig arbeiten müssen. Wenn die Anzahl der Lidarlinien höher ist, die Entfernung größer ist, die Auflösung höher ist und die Aktualisierungsrate höher ist, wird die Anzahl der Kanäle, die gleichzeitig arbeiten, größer sein. Die Notwendigkeit, dass mehrere Kanäle gleichzeitig arbeiten, bringt auch das Problem der gegenseitigen Interferenz zwischen den Kanälen des Lidars mit sich.
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Da die Anwendung von Lidar immer häufiger wird, nimmt auch die Wahrscheinlichkeit einer Begegnung mit Lidar stark zu. Es gibt eine gegenseitige Interferenz zwischen verschiedenen Lidars, die gleichzeitig im selben Raum arbeiten.
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Darüber hinaus können einige andere Laserprodukte mit ähnlichen Wellenlängen wie Lidar auch Signale erzeugen, die Lidar stören.
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Der Inhalt des technischen Hintergrunds stellt nur eine Technologie dar, die dem Anmelder bekannt ist und natürlich nicht den Stand der Technik auf diesem Gebiet darstellt.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Angesichts von mindestens einem Nachteil des Standes der Technik stellt die vorliegende Erfindung ein Steuerverfahren für Lidar bereit, das Folgendes umfasst:
- S101: Senden einer Mehrfachpulssequenz, die in Zeitintervallen codiert ist;
- S102: Empfangen eines Radarechos und feststellen, ob das Radarecho eine effektive Echopulssequenz enthält, die der Mehrfachpulssequenz entspricht;
- S 103: Feststellen, ob die effektive Echopulssequenz gemäß den Impulscharakteristiken der effektiven Echopulssequenz gestört ist, wenn das Radarecho eine effektive Echopulssequenz enthält, die der Mehrfachpulssequenz entspricht;
- S104: Anpassen der Zeitintervallcodierung bei der nächsten Emission entsprechend der Verteilung der Störsignale in dem Radarecho, wenn die effektive Echopulssequenz gestört ist.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass Schritt S102 ferner Folgendes umfasst:
- Extrahieren einer Vielzahl von Echopulssignalen, deren Spitzenintensität größer als eine Intensitätsschwelle ist, aus dem Radarecho;
- Verwenden der mehreren Echopulssignale als eine effektive Echopulssequenz entsprechend der Mehrfachpulssequenz, wenn das Zeitintervall der Mehrzahl von Echopulssignalen mit dem Zeitintervall der Mehrfachpulssequenz übereinstimmt;
- wobei das Interferenzsignal in dem Radarecho Folgendes umfasst: mehrere Echopulssignale in dem Radarecho, deren Spitzenintensität größer als die Intensitätsschwelle ist und von denen ein Echopulssignal der effektiven Echopulssequenz ausgeschlossen wird, und einen gestörten Impuls in der effektiven Echopulssequenz.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass Schritt S102 ferner Folgendes umfasst:
- Berechnen einer Differenz zwischen einem Zeitintervall der mehreren Echopulssignale und einem Zeitintervall der Mehrfachimpulssequenz, und Verwenden der mehreren Echopulssignale als eine effektive Echopulssequenz, die der Mehrfachimpulssequenz entspricht, wenn die Differenz kleiner als eine erste Toleranzschwelle ist.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren ferner Folgendes:
- Anpassen der Zeitintervallcodierung bei der nächsten Emission, wenn das Radarecho ein Echopulssignal enthält, dessen Spitzenintensität größer als die Intensitätsschwelle ist, und keine effektive Echopulssequenz, die der Mehrfachpulssequenz entspricht, enthält.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass Schritt S103 ferner Folgendes umfasst:
- Feststellen, ob die effektive Echopulssequenz gestört ist, basierend auf der Ähnlichkeit zwischen den Impulsbreitencharakteristiken der Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz und den Impulsbreitencharakteristiken der Vielzahl von Impulsen in der Mehrfachpulssequenz; und/oder
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Feststellen, ob die effektive Echopulssequenz gestört ist, basierend auf der Ähnlichkeit zwischen den Spitzenintensitätscharakteristiken der Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz und den Spitzenintensitätscharakteristiken der Vielzahl von Impulsen in der Mehrfachpulssequenz.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass Schritt S103 ferner Folgendes umfasst:
- Feststellen, dass die effektive Echopulssequenz gestört ist, und Bestimmen mindestens eines gestörten Impulses basierend auf der relativen Differenz der Impulsbreite, wenn die relative Differenz zwischen der Impulsbreite einer Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz und der Impulsbreite einer Vielzahl von Impulsen in der Mehrfachimpulssequenz größer als eine zweite Toleranzschwelle ist.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass Schritt S103 ferner Folgendes umfasst:
- Berechnen der Summe der absoluten Differenzen zwischen je zwei Impulsbreiten der Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz;
- Feststellen, dass die effektive Echopulssequenz gestört ist, und Bestimmen mindestens eines gestörten Impulses basierend auf der absoluten Differenz, wenn die Summe der absoluten Differenzen größer als die zweite Toleranzschwelle ist.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass Schritt S103 ferner Folgendes umfasst:
- Feststellen, dass die effektive Echopulssequenz gestört ist, und Bestimmen mindestens eines gestörten Impulses basierend auf der relativen Differenz der Spitzenintensität, wenn die relative Differenz zwischen der Spitzenintensität einer Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz und der Spitzenintensität einer Vielzahl von Impulsen in der Mehrfachpulssequenz größer als eine dritte Toleranzschwelle ist.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass Schritt S103 ferner Folgendes umfasst:
- Berechnen der Summe der absoluten Differenzen zwischen den Spitzenintensitäten der Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz;
- Feststellen, dass die effektive Echopulssequenz gestört ist, und Bestimmen mindestens eines gestörten Impulses basierend auf der absoluten Differenz, wenn die Summe der absoluten Differenzen größer als die dritte Toleranzschwelle ist.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass Schritt S104 ferner Folgendes umfasst:
- Anpassen der Zeitintervallcodierung bei der nächsten Emission gemäß der Verteilung von Interferenzsignalen in dem Radarecho, so dass sich die effektive Echopulssequenz, die durch die nächste emittierte Mehrfachpulssequenz erzeugt wird, in einer anderen Zeitperiode als dem Interferenzsignal befindet.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass Schritt S104 ferner Folgendes umfasst:
- Senden einer Mehrfachpulssequenz mit einer vorgegebenen Zeitverzögerung bei der nächsten Emission abhängig von der Verteilung der Störsignale im Radarecho.
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Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Lidar bereit, das Folgendes umfasst:
- eine Sendeeinheit, die konfiguriert ist, um eine Mehrpulssequenz zu senden, die in Zeitintervallen codiert ist;
- eine Empfangseinheit, die konfiguriert ist, um ein Radarecho zu empfangen;
- eine Signalverarbeitungseinheit, die jeweils mit der Sendeeinheit, der Empfangseinheit, gekoppelt ist und zum Erfüllen der folgenden Aufgaben konfiguriert ist:
- Bestimmen, ob das Radarecho eine effektive Echopulssequenz enthält, die der Mehrfachpulssequenz entspricht;
- Feststellen gemäß den Impulscharakteristiken der effektiven Echopulssequenz, ob die effektive Echopulssequenz gestört ist, wenn das Radarecho eine effektive Echopulssequenz enthält, die der Mehrfachpulssequenz entspricht;
- Anpassen der Zeitintervallcodierung bei der nächsten Emission entsprechend der Verteilung der Störsignale in dem Radarecho, wenn die effektive Echopulssequenz gestört ist.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass das Lidar ferner Folgendes umfasst:
- eine Analog-Digital-Umwandlungseinheit, die konfiguriert ist, um das Radarecho abzutasten und eine Analog-Digital-Umwandlung durchzuführen;
- wobei die Signalverarbeitungseinheit ferner zum Erfüllen der folgenden Aufgaben konfiguriert ist:
- Extrahieren einer Vielzahl von Echopulssignalen, deren Spitzenintensität größer als eine Intensitätsschwelle ist, aus dem Radarecho nach der Analog-Digital-Umwandlung;
- Verwenden der mehreren Echopulssignale als eine effektive Echopulssequenz entsprechend der Mehrfachpulssequenz, wenn das Zeitintervall der Mehrzahl von Echopulssignalen mit dem Zeitintervall der Mehrfachpulssequenz übereinstimmt;
- wobei das Interferenzsignal in dem Radarecho Folgendes umfasst: mehrere Echopulssignale in dem Radarecho, deren Spitzenintensität größer als die Intensitätsschwelle ist und von denen ein Echopulssignal der effektiven Echopulssequenz ausgeschlossen wird, und einen gestörten Impuls in der effektiven Echopulssequenz.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass das Signalverarbeitungsmodul zum Erfüllen der folgenden Aufgabe konfiguriert ist:
- Berechnen einer Differenz zwischen einem Zeitintervall der mehreren Echopulssignale und einem Zeitintervall der Mehrfachimpulssequenz, und Verwenden der mehreren Echopulssignale als eine effektive Echopulssequenz, die der Mehrfachimpulssequenz entspricht, wenn die Differenz kleiner als eine erste Toleranzschwelle ist.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass das Signalverarbeitungsmodul zum Erfüllen der folgenden Aufgabe konfiguriert ist:
- Anpassen der Zeitintervallcodierung bei der nächsten Emission, wenn das Radarecho ein Echopulssignal enthält, dessen Spitzenintensität größer als die Intensitätsschwelle ist, und keine effektive Echopulssequenz, die der Mehrfachpulssequenz entspricht, enthält.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass das Signalverarbeitungsmodul zum Erfüllen der folgenden Aufgabe konfiguriert ist:
- Feststellen, ob die effektive Echopulssequenz gestört ist, basierend auf der Ähnlichkeit zwischen den Impulsbreitencharakteristiken der Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz und den Impulsbreitencharakteristiken der Vielzahl von Impulsen in der Mehrfachpulssequenz; und/oder
- Feststellen, ob die effektive Echopulssequenz gestört ist, basierend auf der Ähnlichkeit zwischen den Spitzenintensitätscharakteristiken der Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz und den Spitzenintensitätscharakteristiken der Vielzahl von Impulsen in der Mehrfachpulssequenz.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass das Signalverarbeitungsmodul zum Erfüllen der folgenden Aufgabe konfiguriert ist:
- Feststellen, dass die effektive Echopulssequenz gestört ist, und Bestimmen mindestens eines gestörten Impulses basierend auf der relativen Differenz der Impulsbreite, wenn die relative Differenz zwischen der Impulsbreite einer Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz und der Impulsbreite einer Vielzahl von Impulsen in der Mehrfachimpulssequenz größer als eine zweite Toleranzschwelle ist; und/oder
- Feststellen, dass die effektive Echopulssequenz gestört ist, und Bestimmen mindestens eines gestörten Impulses basierend auf der relativen Differenz der Spitzenintensität, wenn die relative Differenz zwischen der Spitzenintensität einer Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz und der Spitzenintensität einer Vielzahl von Impulsen in der Mehrfachpulssequenz größer als eine dritte Toleranzschwelle ist.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass das Signalverarbeitungsmodul zum Erfüllen der folgenden Aufgabe konfiguriert ist:
- Berechnen der Summe der absoluten Differenzen zwischen je zwei Impulsbreiten der Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz;
- Feststellen, dass die effektive Echopulssequenz gestört ist, und Bestimmen mindestens eines gestörten Impulses basierend auf der absoluten Differenz, wenn die Summe der absoluten Differenzen größer als die zweite Toleranzschwelle ist; und/oder
Berechnen der Summe der absoluten Differenzen zwischen den Spitzenintensitäten der Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz;
- Feststellen, dass die effektive Echopulssequenz gestört ist, und Bestimmen mindestens eines gestörten Impulses basierend auf der absoluten Differenz, wenn die Summe der absoluten Differenzen größer als die dritte Toleranzschwelle ist.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass das Signalverarbeitungsmodul zum Erfüllen der folgenden Aufgabe konfiguriert ist:
- Anpassen der Zeitintervallcodierung bei der nächsten Emission gemäß der Verteilung von Interferenzsignalen in dem Radarecho, so dass sich die effektive Echopulssequenz, die durch die nächste emittierte Mehrfachpulssequenz erzeugt wird, in einer anderen Zeitperiode als dem Interferenzsignal befindet.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass das Signalverarbeitungsmodul zum Erfüllen der folgenden Aufgabe konfiguriert ist:
- Senden einer Mehrfachpulssequenz mit einer vorgegebenen Zeitverzögerung bei der nächsten Emission abhängig von der Verteilung der Störsignale im Radarecho.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt ein Steuerverfahren für ein Lidar bereit. Anhand die Konsistenz der Impulscharakteristiken der effektiven Echopulssequenz (oder anhand des Grads der Erfüllung der Anforderungen) wird festgestellt, ob die effektive Echopulssequenz gestört wird; abhängig von der Verteilung der Störsignale im Radarecho wird die Einstellung der Zeitintervallcodierung bei der nächsten Emission angepasst. Nachdem beurteilt wurde, dass die effektive Echopulssequenz gestört ist, wird die Codierungseinstellung unter Verwendung des ungestörten Zeitsegments in dem Radarecho neu durchgeführt. In dem nächsten Arbeitszyklus kann die relativ regelmäßige und feste Signalinterferenz effektiv vermieden werden, wodurch die Detektionsleistung des Lidars verbessert wird. Da die Codierung dynamisch eingestellt ist, kann außerdem vermieden werden, dass das effektive Signal unter dem Einfluss starker Interferenzen steht, was zu einem vollständigen Verlust des Radarechosignals führt.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die beiliegenden Zeichnungen dienen zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und stellen einen Bestandteil der Beschreibung dar, wobei sie zusammen mit den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen einer Erläuterung der Erfindung dienen, ohne die Erfindung einzuschränken. Darin zeigen
- 1 schematisch die Verteilung eines Sendesignals mit Zeitintervallcodierung und eines Störsignals in einem Radarecho;
- 2 ein Steuerverfahren für ein Lidar gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 3 schematisch die Erkennung von Sendesignalen und deren reflektierten Echos mit Zeitintervallcodierung;
- 4 schematisch das Senden einer Mehrfachpulssequenz mit Zeitintervallcodierung und deren Impulscharakteristiken gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 5 schematisch das Extrahieren einer effektiven Echopulssequenz aus einem Radarecho gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 6 schematisch Impulscharakteristiken einer effektiven Echopulssequenz gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 7 schematisch ein bevorzugtes Codierungszeitsegment gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 8 schematisch ein bevorzugtes Codierungszeitsegment gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 9 schematisch eine Neucodierung innerhalb eines bevorzugten Codierungszeitsegments gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 10 schematisch ein Lidar gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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KONKRETE AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden nur einige beispielhafte Ausführungsbeispiele kurz beschrieben. Wie der Fachmann erkennen kann, können die beschriebenen Ausführungsbeispiele auf verschiedene Arten modifiziert werden, ohne vom Geist oder Umfang der Erfindung abzuweichen. Daher gelten die Zeichnungen und Beschreibungen als im Wesentlichen beispielhaft und nicht einschränkend.
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Es versteht sich in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung, dass die Begriffe „mittig“, „Längsrichtung“, „Querrichtung“, „Länge“, „Breite“, „Dicke“, „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „links“, „rechts“, „vertikal“, „horizontal“, „oberste“, „unterste“, „innen“, „außen“, „Uhrzeigersinn“, „Gegenuhrzeigersinn“ usw. jeweils in Bezug auf die dargestellte Richtungs- oder Positionsbeziehung in der jeweiligen Abbildung verwendet werden, um lediglich die Erfindung zu schildern und ggf. die Schilderung zu vereinfachen. Mit anderen Worten wird mit diesen Begriffen weder im- noch explizit auf die Positionierung sowie die Ausgestaltung und Bedienung der betreffenden Vorrichtung oder des betreffenden Elements in einer vorbestimmten Positionierung hingedeutet, so dass auch hier keine Einschränkung der Erfindung vorliegt. Des Weiteren ist darauf hinzuweisen, dass die Begriffe „erste“ und „zweite“ nicht als im- oder expliziter Hinweis auf die relative Wichtigkeit oder auf die Anzahl des betroffenen Merkmals verstanden werden sollten. Stattdessen dienen diese lediglich der Beschreibung. Somit kann ein mit „erst“ oder „zweit“ genauer bestimmtes Merkmal explizit oder implizit darauf hinweisen, dass ein oder mehr derartige Merkmale umfasst sind. In der Beschreibung der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Begriff „mehrere“ auf eine Anzahl von zwei oder mehr, sofern nicht anders angegeben.
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Bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung sollen die Begriffe „anbringen“, „miteinander verbunden“, „verbinden“ o. dgl., soweit nicht ausdrücklich anders angegeben, im weiteren Sinne verstanden werden. So kann es sich dabei z.B. sowohl um eine feste, eine lösbare oder eine einteilige Verbindung als auch um eine mechanische und auch eine elektrische Verbindung oder eine Kommunikationsmöglichkeit handeln. Zudem sind auch direkte Verbindungen, indirekte bzw. über ein Zwischenstück hergestellte Verbindungen wie auch innere Verbindungen zweier Elemente oder gegenseitige Wirkungen zweier Elemente denkbar. Als Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet kann man von der Sachlage ausgehen, um zu ermitteln, welche Bedeutung die genannten Begriffe gemäß der vorliegenden Erfindung haben sollen.
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In der vorliegenden Erfindung kann bei einem ersten Merkmal, das „oberhalb“ oder „unterhalb“ eines zweiten Merkmals angeordnet ist, sofern nicht ausdrücklich anderes angegeben und definiert ist, der Fall sein, dass das erste Merkmal direkt das zweite Merkmal berührt, oder dass das erste und das zweite Merkmal ohne direkten Kontakt über ein dazwischen angeordnetes weiteres Merkmal in Berührung stehen. Darüber hinaus kann bei dem ersten Merkmal, das „auf“, „über“ dem zweiten Merkmal und „oberhalb“ des zweiten Merkmals angeordnet ist, u.a. der Fall sein, dass das erste Merkmal direkt über und schräg über dem zweiten Merkmal liegt, oder dass die horizontale Höhenstellung des ersten Merkmals höher ist als die des zweiten Merkmals. Bei dem ersten Merkmal, das „unter“ dem zweiten Merkmal und „unterhalb“ des zweiten Merkmals angeordnet ist, kann u.a. der Fall sein, dass das erste Merkmal direkt unter und schräg unter dem zweiten Merkmal liegt, oder dass die horizontale Höhenstellung des ersten Merkmals tiefer ist als die des zweiten Merkmals.
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Die nachfolgende Offenbarung stellt zahlreiche unterschiedliche Ausführungsformen oder Beispiele zum Verwirklichen der verschiedenen Strukturen der Erfindung bereit. Zum Vereinfachen der Offenbarung der Erfindung werden nachfolgend die Teile und die Anordnung bestimmter Beispiele erläutert. Es versteht sich, dass diese lediglich als Beispiele dienen, ohne die Erfindung einzuschränken. Des Weiteren können bei verschiedenen Beispielen der Erfindung wiederholte Bezugszeichen in Form von Nummern und/oder Buchstaben zugunsten der Einfachheit und der Klarheit verwendet werden, ohne auf jegliche Beziehungen zwischen den einzelnen Ausführungsformen und/oder Anordnungen, die hier erläutert werden, hinzuweisen. Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung Beispiele für bestimmte Verfahren und Materialien bereit. Jedoch versteht es sich für Durchschnittsfachleute auf diesem Gebiet, dass auch andere Verfahren und/oder Materialien verwendet werden können.
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es versteht sich, dass die beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele lediglich zur Beschreibung und Erklärung der vorliegenden Erfindung dienen, ohne diese einzuschränken.
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Um die Interferenz von Lidar zu unterdrücken, besteht ein üblicheres Verfahren darin, ein Signalcodierungsverfahren zu verwenden: Das heißt, eine Vielzahl von Lichtimpulsen wird als ein Satz von Signalen verwendet, und es gibt ein bestimmtes Zeitintervall zwischen den Lichtimpulsen als Codierung, und das Codierungsmerkmal wird verwendet, um den Kanal zu identifizieren, wodurch das Signal identifiziert wird, das zu seinem eigenen Kanal gehört. Dieses Verfahren kann das Interferenzproblem bis zu einem gewissen Grad lösen, aber dieses Verfahren ist nicht flexibel und effektiv. Wenn das Lidar einer starken Interferenz ausgesetzt ist, z. B. wenn der Impuls des Interferenzsignals gerade mit dem Impuls des normalen Signals überlagert ist, zeigt es immer noch eine Leistungsreduzierung wie Genauigkeit, Reflexion, Rauschunterdrückung usw., wie in 1 gezeigt. Und sogar einen vollständigen Verlust, wie in gezeigt. 1 zeigt ein Beispiel für die Drei-Puls-Codierung des Sendesignals des Kanals A des Lidars (typischerweise einschließlich eines entsprechenden Lasers und eines Detektors), wobei das Zeitintervall zwischen den drei Impulsen (a1, a2) ist, wenn das empfangene Signal (d.h. das Ergebnis des von dem Detektor des Kanals A empfangenen Radarechos, dessen Spitzenintensität niedriger als die Intensitätsschwelle ist) „empfangenes Signal 1“ ist, wobei der Impuls des Interferenzsignals 1 nicht mit dem von dem externen Hindernis reflektierten Impuls überlagert wird, wobei die effektive Echopulssequenz (ein Satz von Impulsen mit den gleichen Codierungsmerkmalen) identifiziert werden kann und die Entfernung genau bekannt ist. Wenn das empfangene Signal „empfangenes Signal 2“ ist, wobei der Impuls des Interferenzsignals 2 mit dem Impuls überlagert ist, der von dem externen Hindernis reflektiert wird (starke Interferenz), und der zweite Impuls in dem Radarecho wird gebildet, indem das von dem externen Hindernis reflektierte Echo des Kanals mit dem Interferenzsignal überlagert wird und nach der Überlagerung immer noch als Impuls betrachtet wird. Gemäß der Codierungsmerkmalsanpassung (die Codierungsmerkmalsanpassung hat typischerweise eine bestimmte Toleranz) kann sie auch als eine effektive Echopulssequenz identifiziert werden, aber aufgrund der Änderung der Impulsbreite (oder Impulsfront) des ersten Echopulses in der effektiven Echopulssequenz kann dies zu einer ungenauen Entfernungsmessung, einer abnormalen Reflexion und dergleichen führen. Die obigen Störimpulse können von anderen Kanälen des Radars oder von anderen Radaren oder anderen Laserprodukten mit ähnlichen Wellenlängen wie Lidar stammen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Steuerverfahren für ein Lidar bereit, das analysiert, ob die effektive Echopulssequenz in dem Radarecho gemäß den Konsistenzeigenschaften des Mehrpulssignals gestört ist, und nach dem beurteilen, ob sie gestört ist, ergreift das Lidar aktiv Maßnahmen, um das Signalinterferenzproblem des Lidars durch Vermeiden der Störquelle zu lösen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt die vorliegende Erfindung, wie in 2 gezeigt, ein Steuerverfahren 10 für ein Lidar bereit, umfassend die Schritte S101 bis S104.
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In Schritt S101 wird eine Mehrfachpulssequenz gesendet, die in Zeitintervallen codiert ist. Der Laser des Kanals A des Lidars emittiert eine Mehrpulssequenz mit Zeitintervallcodierung, die den ersten Laserpuls, den zweiten Laserpuls enthalten kann......Der N-te Laserpuls, mehrere Laserpulse haben eine Zeitbeziehung, wie zum Beispiel ein Zeitintervall a1 zwischen dem zweiten Laserpuls und dem ersten Laserpuls, und ein Zeitintervall a2 zwischen dem dritten Laserpuls und dem zweiten Laserpuls......Es gibt ein Zeitintervall aN-1 zwischen dem N-ten Laserpuls und dem N-1-Laserpuls. Das obige Zeitintervall drückt die Zeitreihenbeziehung der gesendeten Impulssequenz aus.
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In Schritt S 102 wird das Radarecho empfangen, um zu bestimmen, ob das Radarecho eine effektive Echopulssequenz enthält, die der Mehrfachpulssequenz entspricht.
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Wie in 3 gezeigt, emittiert der Laser des Kanals A des Lidars eine Mehrpulssequenz mit einer Zeitintervallcodierung, die einen ersten Laserpuls, einen zweiten Laserpuls und einen dritten Laserpuls enthält, wobei ein Zeitintervall a1 zwischen dem zweiten und dem ersten Laserpuls und ein Zeitintervall a2 zwischen dem dritten Laserpuls und dem zweiten Laserpuls besteht. In dem Erfassungsbereich wird das oben erwähnte Impulssignal auf dem Ziel reflektiert und erzeugt ein Echosignal. Das Impulssequenzintervall des Echosignals ist das gleiche wie das Intervall der gesendeten Impulssequenz. Das heißt, das Echo des Laserpulses kann verwendet werden, um die gleichen Timing-Eigenschaften wie das gesendete Signal zu haben, und es kann beurteilt werden, ob das Radarecho das reflektierte Echo des Kanalsendeimpulses enthält, indem die Impulssequenz des gesendeten Impulses und des empfangenen Impulses verglichen wird.
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Nachdem das von dem Detektor des Kanals A empfangene Radarecho den Impuls entfernt hat, dessen Spitzenintensität niedriger als die Intensitätsschwelle ist, wird die empfangene Impulssequenz, die die gleiche Anzahl von Impulsen (hier drei) enthält, sequentiell aus dem ersten Echopuls extrahiert, wobei sich das von dem Detektor des Kanals A empfangene Radarecho auf alle Signale bezieht, die der Detektor des Kanals A innerhalb des Lesezeitfensters empfängt. Wenn die extrahierte empfangene Impulssequenz ein in 3 ① gezeigter Fall ist, weist die Mehrzahl von Echopulssignalen in der empfangenen Impulssequenz ein Zeitintervall (a1, a2) auf, das heißt, die Mehrzahl von Echopulssignalen ist das gleiche wie das Timing der gesendeten Mehrfachpulssequenz, und die Mehrzahl von Echopulssignalen wird als eine effektive Echopulssequenz entsprechend der gesendeten Mehrfachpulssequenz beurteilt, und die von dem Signal getragene Information wird extrahiert. Wenn die extrahierte empfangene Impulssequenz der in 3 ② gezeigte Fall ist, weist die Mehrzahl von Echopulssignalen in der empfangenen Impulssequenz ein Zeitintervall (b1, b2) auf, das heißt, die Mehrzahl von Echopulssignalen unterscheidet sich von dem Timing der gesendeten Mehrfachpulssequenz, die nicht das Echo der gesendeten Mehrfachpulssequenz (a1, a2) ist, und die Suche wird von dem zweiten Echopuls fortgesetzt, bis das Echo der gesendeten Mehrfachpulssequenz (a1, a2) gefunden wird oder alle Echopulse in dem Radarecho nicht gefunden wurden.
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Wenn in Schritt S103 das Radarecho eine effektive Echopulssequenz enthält, die der Mehrfachimpulssequenz entspricht, wird bestimmt, ob die effektive Echopulssequenz gemäß den Impulscharakteristiken der effektiven Echopulssequenz gestört ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung emittiert der Laser des Kanals A des Lidars, wie in 4 gezeigt, drei Laserpulse mit einer Zeitintervallcodierung (a1, a2), wobei die Impulseigenschaften der gesendeten Impulssequenz umfassen: Die Impulsbreite jedes dieser Impulse ist wie folgt: w1, w2' und w3', die Spitzenintensität jedes Impulses ist in der Reihenfolge: h1, h2' und h3'.
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Die Impulscharakteristiken der effektiven Echopulssequenz, die von dem Detektor des Kanals A empfangen wird, einschließlich der Spitzenintensität und/oder des Trends der Impulsbreite der Vielzahl von Impulsen, bestimmen, ob die effektive Echopulssequenz gestört wird, indem die Konsistenz der Impulscharakteristiken in der effektiven Echopulssequenz analysiert wird. Theoretisch sollte die effektive Echopulssequenz, die durch diesen Kanal ausgewählt wird, durch die aktive Lumineszenz des Kanals verursacht werden, so dass die Impulscharakteristiken (einschließlich, aber nicht beschränkt auf Spitzenintensität, Impulsbreite) mehrerer Impulse in der effektiven Echopulssequenz zu erwarten sind. Da die Wahrscheinlichkeit, dass mehrere Impulse in der effektiven Echopulssequenz der gleichen Interferenz ausgesetzt sind, gering ist, ist sie im Wesentlichen vernachlässigbar. Durch Analysieren, ob die Impulseigenschaften mehrerer Impulse in der effektiven Echopulssequenz mit den Erwartungen übereinstimmen, kann beurteilt werden, ob die effektive Echopulssequenz gestört wird. Wenn beispielsweise die Spitzenintensität der von diesem Kanal emittierten Mehrfachpulssequenz gleich ist, sollte die Spitzenintensität der Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz ebenfalls konsistent sein. Wenn die Spitzenintensität der von diesem Kanal emittierten Mehrfachimpulssequenz unterschiedlich ist, z. B. eine Kombination aus stark, schwach und stark, sollte die Spitzenintensität der effektiven Echopulssequenz auch einen starken, schwachen und starken Änderungstrend aufweisen. Wenn zum Beispiel die Impulsbreite der von diesem Kanal gesendeten Mehrfachpulssequenz gleich ist, sollte die Impulsbreite der Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz ebenfalls konsistent sein. Wenn die Impulsbreite der von diesem Kanal gesendeten Mehrfachpulssequenz unterschiedlich ist, z. B. eine Kombination aus Breite, Schmalheit und Breite, sollte die Impulsbreite der effektiven Echopulssequenz auch einen Trend von Breite, Schmalheit und Breite aufweisen.
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Wenn in Schritt S104 die effektive Echopulssequenz gestört wird, wird die Zeitintervallcodierung bei der nächsten Emission gemäß der Verteilung des Interferenzsignals in dem Radarecho eingestellt.
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Die Interferenz des Lidars kommt von zwei Aspekten: Zum einen von der gegenseitigen Interferenz zwischen den Kanälen, die gleichzeitig von dem Lidar selbst emittiert werden, zum Beispiel, wenn mehrere Kanäle, die gleichzeitig arbeiten, auf eine hohe Rückplatte in der Nähe treffen, kann das gesendete Signal des Kanals A von der hohen Rückplatte reflektiert werden, um andere Kanäle zu beleuchten, die gleichzeitig arbeiten (d.h. Lichtübersprechen), und zum Beispiel empfängt der Kanal B zusätzlich zu dem Echopuls seines eigenen Kanals den Echopuls des Kanals A, zu dem die von Kanal B empfangenen Impulse gestapelt werden, was zu Entfernungsmessung, ungenauer Reflexion und sogar zu einem vollständigen Verlust führt; Auf der anderen Seite kommt es von der Außenwelt, wie z. B. Interferenz anderer Lidar-Lumineszenz oder Interferenz anderer Produkte mit ähnlichen Wellenlängen, die von Lidar verwendet werden. Gemäß der Verteilung des Interferenzsignals in dem Radarecho stellt die vorliegende Erfindung die Zeitintervallcodierung bei der nächsten Emission ein, so dass sich die effektive Echopulssequenz in einer anderen Zeitperiode als der Interferenzsignalverteilung befindet, um ein relativ festes, regelmäßiges Interferenzsignal zu vermeiden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst Schritt S102 in dem Steuerverfahren 10 des Lidars ferner: Extrahieren einer Vielzahl von Echopulssignalen mit einer Spitzenintensität größer als die Intensitätsschwelle im Radarecho; Wenn das Zeitintervall der Mehrzahl von Echopulssignalen mit dem Zeitintervall der gesendeten Impulssequenz übereinstimmt, wird die Mehrzahl von Echopulssignalen als eine effektive Echopulssequenz entsprechend der gesendeten Impulssequenz verwendet. Unter diesen umfassen Interferenzsignale in Radarechos: Eine Vielzahl von Echopulssignalen in dem Radarecho, deren Spitzenintensität größer als die Intensitätsschwelle ist, entfernt das Echopulssignal der effektiven Echopulssequenz und den gestörten Impuls in der effektiven Echopulssequenz.
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Wie in 5 gezeigt, wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Vollwellenwellenform des Radarechos durch Abtasten eines Analog-DigitalWandlers (ADC) erhalten, und durch Einstellen der Intensitätsschwelle wird eine Vielzahl von Echopulssignalen in dem Radarecho mit einer Spitzenintensität größer als die Intensitätsschwelle gescreent. Unter diesen ist das Zeitintervall der drei Echopulssignale in dem Kreis in dem Graphen mit dem Zeitintervall der gesendeten Impulssequenz abgestimmt, und die drei Echopulssignale werden als eine effektive Echopulssequenz entsprechend der gesendeten Impulssequenz verwendet. Wie in 5 gezeigt, wird in einer Vielzahl von Echopulssignalen, die durch den Intensitätsschwellenwert ausgewählt werden, eine effektive Echopulssequenz (d.h. drei Echopulssignale in dem Kreis in der Figur) entfernt, und die verbleibenden Echopulssignale (d.h. Echopulssignale, auf die sich der gestrichelte Pfeil in 5 bezieht) sind Interferenzsignale in dem Radarecho; Gemäß dem Beurteilungsverfahren der vorliegenden Erfindung (das später im Detail beschrieben wird) kann bestimmt werden, ob die effektive Echopulssequenz gestört ist, und mindestens ein gestörter Impuls kann bestimmt werden, und das Interferenzsignal in dem Radarecho umfasst ferner: Interferenzimpulse in einer effektiven Echopulssequenz (Echopulssignale, auf die sich der reale Zeilenpfeil in 5 bezieht).
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst Schritt S102 in dem Steuerverfahren 10 des Lidars ferner: Berechnen der Differenz zwischen dem Zeitintervall der Vielzahl von Echopulssignalen und dem Zeitintervall der gesendeten Impulssequenz. Wenn die Differenz kleiner als der erste Toleranzschwelle ist, wird die Mehrzahl von Echopulssignalen als eine effektive Echopulssequenz entsprechend der gesendeten Impulssequenz verwendet.
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Die Übereinstimmung der Codierungsmerkmale ist typischerweise mit einer bestimmten Toleranz eingestellt, und die Toleranz entspricht dem Konfidenz. Je größer die Toleranz ist, desto geringer ist das Konfidenz; Um das Vertrauen zu erhöhen, müssen die Toleranzen verringert werden. Innerhalb des Konfidenzintervalls wird der Toleranzschwelle eingestellt, und dann wird die effektive Echopulssequenz gemäß der Toleranzschwelle ausgewählt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung emittiert der Laser des Kanals A des Lidars drei Laserpulse mit Zeitintervallcodierung, und der Ausdruck der Toleranz ist: |ΔFront13-code13|+|ΔFront12-code12| In dieser Formel repräsentiert ΔFront13 die Differenz zwischen den Impulsfrontmomenten des ersten und dritten Echopulses in den drei Echopulssignalen in dem ausgewählten Radarecho, deren Spitzenintensität größer als die Intensitätsschwelle ist, und code13 repräsentiert den entsprechenden Anfangseinstellwert, d.h. die Differenz zwischen den Impulsfrontmomenten des ersten und dritten Sendeimpulses in der Sendeimpulssequenz; ΔFront12 repräsentiert die Differenz zwischen den Impulsfrontzeiten des ersten und zweiten Echopulses in den obigen drei Echopulssignalen, und code12 repräsentiert den entsprechenden Anfangseinstellwert, d.h. die Differenz zwischen den Frontzeiten des ersten und zweiten Echopulses in der Sendeimpulssequenz. Wenn die berechnete Toleranz kleiner als die Toleranzschwelle ist, wird angenommen, dass das Zeitintervall der Mehrzahl von Echopulssignalen das gleiche ist wie das Zeitintervall der gesendeten Impulssequenz, das heißt, das Berechnungsergebnis liegt innerhalb des Konfidenzintervalls. Die Vielzahl von Echopulssignalen wird als eine effektive Echopulssequenz extrahiert, die der gesendeten Impulssequenz entspricht.
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Der Fachmann kann leicht verstehen, dass das Verfahren zum Berechnen der Toleranz nicht eindeutig ist, indem die Impulsfrontzeit in einer Vielzahl von Echopulsen, wie oben beschrieben, mit der Impulsfrontzeit des gesendeten Impulses verglichen wird, oder indem die Impulsfront in einer Vielzahl von Echopulsen in Kombination mit der Impulsbreite korrigiert wird, um die Zeit mit der Impulsfrontzeit des gesendeten Impulses zu vergleichen, die alle innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung liegen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Steuerverfahren 10 des Lidars ferner: Wenn das Radarecho ein Echopulssignal enthält, dessen Spitzenintensität größer als die Intensitätsschwelle ist, und keine effektive Echopulssequenz enthält, die der gesendeten Impulssequenz entspricht, wird die Zeitintervallcodierung bei der nächsten Emission eingestellt.
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Wenn es ein Echopulssignal mit einer Spitzenintensität gibt, die größer als die Intensitätsschwelle ist, aber keine effektive Echopulssequenz entsprechend der gesendeten Impulssequenz ausfiltert, ist es wahrscheinlich, dass der Kanal stark gestört wird, und in der nächsten Arbeitszeit (z. B. wenn das Lidar zum nächsten horizontalen Winkel wechselt) konfiguriert der Kanal die Zeitintervallcodierung neu, um starke Störungen zu vermeiden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst Schritt S103 in dem Steuerverfahren 10 des Lidars ferner: Bestimmen, ob die effektive Echopulssequenz gestört ist, basierend auf der Ähnlichkeit zwischen den Impulsbreitencharakteristiken der Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz und den Impulsbreitencharakteristiken der Vielzahl von Impulsen in der gesendeten Impulssequenz; Und/oder basierend auf der Ähnlichkeit zwischen den Spitzenintensitätscharakteristiken der Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz und den Spitzenintensitätscharakteristiken der Vielzahl von Impulsen in der gesendeten Impulssequenz wird beurteilt, ob die effektive Echopulssequenz gestört ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung emittiert der Laser des Kanals A des Lidars, wie in 4 gezeigt, drei Laserpulse mit einer Zeitintervallcodierung, wobei die Impulsbreite der gesendeten Impulssequenz er Reihe nach ist: w1', w2', w3', die Spitzenintensitäten betragen der Reihe nach: h1', h2', h3'. Wie in 6 gezeigt, empfängt der Detektor des Kanals A das Radarecho und erhält eine effektive Echopulssequenz durch Intensitätsschwellen-Screening und Zeitintervallcodierungsanpassung, wobei die Impulsbreite der effektiven Echopulssequenz sequentiell ist: w1, w2, w3, die Spitzenintensität ist in der Reihenfolge: h1, h2, h3.
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Die Impulsbreiten w1, w2, w3 werden als Gesamtmerkmale verwendet und mit w1 `, w2 `, w3' als Gesamtmerkmale (Trend) verglichen, und die effektive Echopulssequenz wird gemäß der Ähnlichkeit des Gesamtmerkmals (Trend) beurteilt; Und/oder die Spitzenintensitäten h1, h2, h3 werden als Gesamtmerkmale mit h1', h2', h3' als Gesamtmerkmale (Trends) verglichen, um zu beurteilen, ob die effektive Echopulssequenz gemäß der Ähnlichkeit der Gesamtmerkmale (Trends) gestört ist.
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Der Fachmann kann leicht verstehen, dass es möglich ist, zu bestimmen, ob die effektive Echopulssequenz gemäß der Ähnlichkeit eines Impulsmerkmals gestört ist, oder die Ergebnisse gemäß der Ähnlichkeit mehrerer Impulsmerkmale umfassend zu vergleichen und dann zu bestimmen, ob der effektive Echopuls gestört ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst Schritt S103 in dem Steuerverfahren 10 des Lidars ferner: Wenn die relative Differenz zwischen der Impulsbreite einer Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz und der Impulsbreite einer Vielzahl von Impulsen in der gesendeten Impulssequenz größer als die zweite Toleranzschwelle ist, wird bestimmt, dass die effektive Echopulssequenz gestört ist, und mindestens ein gestörter Impuls wird basierend auf der relativen Differenz der Impulsbreite bestimmt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung emittiert der Laser des Kanals A des Lidars drei Laserpulse mit gleicher Impulsbreite, d.h. das Verhältnis der Impulsbreite der emittierten Impulssequenz ist 1: 1: 1. Obwohl der Echopuls im Vergleich zur Impulsbreite des Sendeimpulses verbreitert ist, sollte theoretisch das Verhältnis der Impulsbreite der Echopulssequenz mit der Sendeimpulssequenz übereinstimmen, d.h. immer noch 1: 1: 1 (es wird allgemein angenommen, dass beispielsweise drei Impulse, die gleichzeitig emittiert werden, von demselben Punkt reflektiert werden). Berechnen des Verhältnisses der Impulsbreite der effektiven Echopulssequenz und Berechnen der Differenz des Impulsbreitenverhältnisses. Wenn die Differenz (Toleranz) des Impulsbreitenverhältnisses größer als die zweite Toleranzschwelle ist, wird bestimmt, dass die effektive Echopulssequenz gestört ist. Zum Beispiel beträgt das Verhältnis der Impulsbreite der effektiven Echopulssequenz, die von dem Detektor des Kanals A empfangen wird, 1,2: 1: 1 (die Differenz des Impulsbreitenverhältnisses beträgt 0,2, zum Beispiel ist der zweite Toleranzschwelle auf 0,1 voreingestellt) wird angenommen, dass die effektive Echopulssequenz gestört wird und das erste Echopulssignal ein gestörter Impuls ist. Im Allgemeinen werden mehrere Echopulssignale gleichzeitig gestört, und die Wahrscheinlichkeit, dass die Abweichungswerte konsistent sind, ist gering.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Störung des Echos auch durch den Absolutwert der Differenz der Impulsbreite beurteilt werden. In dem Steuerverfahren 10 des Lidars umfasst Schritt S103 ferner: Berechnen der Summe der absoluten Differenzen zwischen je zwei Impulsbreiten der Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz; Wenn die Summe der absoluten Differenz größer als die zweite Toleranzschwelle ist, wird bestimmt, dass die effektive Echopulssequenz gestört ist, und mindestens ein gestörter Impuls wird basierend auf der absoluten Differenz bestimmt.
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Der Laser des Kanals A des Lidars emittiert drei Laserpulse mit gleicher Impulsbreite, d.h. das Verhältnis der Impulsbreite der emittierten Impulssequenz beträgt 1: 1: 1. Die Summe der absoluten Werte jeder zwei Impulsbreitendifferenzen in der effektiven Echopulssequenz wird berechnet: |Δwidth13|+|Δwidth12|. In der Formel steht Δwidth13 für die Impulsbreitendifferenz zwischen dem ersten und dem dritten Echopuls, Δwidth" repräsentiert die Impulsbreitendifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Echopuls und legt den zweiten Toleranzschwelle fest, wenn |Δwidth13|+|Δwidth12| innerhalb der zweiten Toleranzschwelle liegt, wird davon ausgegangen, dass sie nicht gestört ist. Wenn die zweite Toleranzschwelle überschritten wird, wird angenommen, dass sie gestört ist, und der gestörte Impuls wird basierend auf der Impulsbreitendifferenz bestimmt. Eine weitere Korrektur der Toleranz kann auch durch andere Impulscharakteristiken wie Spitzenintensität usw. Durchgeführt werden. Zum Beispiel, wenn die Spitzenintensität niedrig ist, kann die zweite Toleranzschwelle entsprechend der Entfernung erhöht werden. Wenn die Spitzenintensität hoch ist, kann die zweite Toleranzschwelle entsprechend der Entfernung verringert werden.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst der Schritt S103 in dem Verfahren 10 zum Steuern eines Lidars ferner: Wenn die relative Differenz zwischen der Spitzenintensitätsspitzenintensität einer Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz und der Spitzenintensitätsspitzenintensitätsintensität einer Vielzahl von Impulsen in der gesendeten Impulssequenz größer als die dritte Toleranzschwelle ist, wird bestimmt, dass die effektive Echopulssequenz gestört ist, und mindestens ein gestörter Impuls wird basierend auf der relativen Differenz der Spitzenintensitätsspitzenintensitätsintensität der Spitzenintensität bestimmt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung emittiert der Laser des Kanals A des Lidars drei Laserpulse mit gleicher Spitzenintensität, d.h. das Verhältnis der Spitzenintensität der emittierten Impulssequenz ist 1: 1: 1. Obwohl der Echopuls im Vergleich zu der Spitzenintensität des emittierten Impulses gedämpft wird, sollte theoretisch das Verhältnis der Spitzenintensität der Echopulssequenz mit der emittierten Impulssequenz übereinstimmen, d.h. immer noch 1: 1: 1. Berechnen des Verhältnisses der Spitzenintensität der effektiven Echopulssequenz und Berechnen der Differenz des Spitzenintensitätsverhältnisses. Wenn die Differenz (Toleranz) des Spitzenintensitätsverhältnisses größer als die dritte Toleranzschwelle ist, wird bestimmt, dass die effektive Echopulssequenz gestört wird. Zum Beispiel ist das Verhältnis der Spitzenintensität der effektiven Echopulssequenz, die von dem Detektor des Kanals A empfangen wird, 1: 1,2: 1 (die Differenz des Spitzenintensitätsverhältnisses beträgt 0,2, zum Beispiel ist die dritte Toleranzschwelle auf 0,15 voreingestellt) und es wird angenommen, dass die effektive Echopulssequenz gestört ist und das zweite Echopulssignal ein gestörter Impuls ist. Im Allgemeinen werden mehrere Echopulssignale gleichzeitig gestört, und die Wahrscheinlichkeit, dass die Abweichungswerte konsistent sind, ist gering.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Interferenz des Echos auch durch den absoluten Wert der Differenz der Spitzenintensität beurteilt werden. In dem Steuerverfahren 10 des Lidars umfasst Schritt S 103 ferner: Berechnen der Summe der absoluten Differenzen zwischen den Spitzenintensitäten der Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz; Wenn die Summe der absoluten Differenz größer als die dritte Toleranzschwelle ist, wird bestimmt, dass die effektive Echopulssequenz gestört ist, und mindestens ein gestörter Impuls wird basierend auf der absoluten Differenz bestimmt.
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Der Laser des Kanals A des Lidars emittiert drei Laserpulse mit gleicher Spitzenintensität, d.h. das Verhältnis der Spitzenintensität der emittierten Impulssequenz ist die Summe der absoluten Werte jeder zwei Spitzenintensitätsdifferenzen in der effektiven Echopulssequenz: |Δheight131+1Δheight12|. Δheight13 in der Formel repräsentiert die Spitzenintensitätsdifferenz zwischen dem ersten und dem dritten Echopuls, Δheight" repräsentiert die Spitzenintensitätsdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Echopuls und legt die dritte Toleranzschwelle fest, wenn |Δheight13|+|Δheight12| innerhalb der dritten Toleranzschwelle liegt, wird davon ausgegangen, dass sie nicht gestört ist. Wenn die dritte Toleranzschwelle überschritten wird, wird angenommen, dass sie gestört ist, und der gestörte Impuls wird basierend auf der Spitzenintensitätsdifferenz bestimmt.
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Der Fachmann kann verstehen, dass, um die Beschreibung zu vereinfachen, in der obigen Ausführungsform die Impulsbreite des Laseremissionsimpulses des Kanals A gleich ist und die Spitzenintensität gleich ist. In praktischen Anwendungen ist es auch möglich, das Interferenzsignal gemäß der Ähnlichkeit des Änderungstrends in dem Radarecho zu beurteilen, und diese Schemata liegen alle innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst Schritt S104 in dem Steuerverfahren 10 des Lidars ferner: Anpassen der Zeitintervallcodierung bei der nächsten Emission gemäß der Verteilung von Interferenzsignalen in dem Radarecho, so dass sich die effektive Echopulssequenz, die durch die nächste emittierte Mehrfachpulssequenz erzeugt wird, in einer anderen Zeitperiode als dem Interferenzsignal befindet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung emittiert der Laser des Kanals A des Lidars eine Mehrpulssequenz mit einer Zeitintervallcodierung, und wenn das Interferenzsignal in dem Radarecho von dem Echo stammt, das von dem Ziel reflektiert wird, da sich der Abstand des Ziels in der nächsten Betriebsperiode (z. B. wenn das Lidar zum nächsten horizontalen Winkel wechselt) normalerweise nicht wesentlich ändert, so dass der Zeitraum, in dem das Interferenzsignal, das durch die Lumineszenz des Kanals B erzeugt wird, in dem Radarecho verteilt ist, relativ fest ist. Durch Einstellen der Zeitintervallcodierung der gesendeten Impulssequenz des Kanals A bei der nächsten Emission kann die effektive Echopulssequenz über eine andere Zeitperiode als das Interferenzsignal verteilt werden, das heißt, die Interferenz, die durch die Lumineszenz anderer Kanäle (z. B. Kanal B) verursacht wird, kann effektiv vermieden werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 7 gezeigt, wird, wenn die effektive Echopulssequenz gestört wird, das Zeitsegment der Interferenzzeit in dem Radarecho als „bevorzugtes codiertes Zeitsegment“ eliminiert. Bevorzugt bedeutet: Wenn im nächsten Arbeitszyklus (z. B. Lidar zum nächsten horizontalen Winkel) die effektive Echopulssequenz auf dieses Zeitsegment fällt, wird die Wahrscheinlichkeit, gestört zu werden, stark reduziert. Das Zeitsegment des Interferenzzeitpunkts umfasst sowohl ein schwaches Interferenzsignal, das nur durch Codierungsanpassung identifiziert werden kann, als auch einen gestörten Impuls in einem effektiven Echopuls, der ein starkes Interferenzsignal enthält, das dem Echopuls überlagert ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst Schritt S104 in dem Steuerverfahren 10 des Lidars ferner: Abhängig von der Verteilung der Störsignale im Radarecho wird bei der nächsten Aussendung eine Mehrfachpulssequenz mit einer vorgegebenen Zeitverzögerung ausgesendet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, wenn die effektive Echopulssequenz gestört wird, die Zeitintervallcodierung innerhalb des „bevorzugten Codierungszeitsegments“ im nächsten Arbeitszyklus erneut durchgeführt. Wie in gezeigt, sind die spezifischen Betriebsmethoden wie folgt: Zuerst wird ein Zeitsegment mit einem großen Zeitintervall ausgewählt (die Breite des Echopulses, der das erste Laserpulssignal emittiert, das Segment 1 in dem bevorzugten codierten Zeitsegment in 8), und eine Zeitverzögerung wird eingestellt, wenn das Signal gesendet wird, so dass der Echopuls, der das erste Laserpulssignal emittiert, in das Segment 1 fällt, so dass der Echopuls, der das zweite Laserpulssignal und das dritte Laserpulssignal emittiert, in das Segment 2 fällt.
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Der Fachmann kann verstehen, dass das Senden einer Mehrpulssequenz durch eine voreingestellte Zeitverzögerung auch eine verallgemeinerte Zeitintervallcodierung ist, d.h. durch Einstellen einer Impulssequenz, die als (ΔT, a1', a2') codiert ist, so dass die Echopulssequenz der gesendeten Impulssequenz in einem bevorzugten codierten Zeitsegment angeordnet ist, selbst wenn die effektive Echopulssequenz über einen anderen Zeitraum als das Interferenzsignal verteilt ist, wodurch das Interferenzsignal in dem Radarecho effektiv vermieden wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst Schritt S104 in dem Steuerverfahren 10 des Lidars ferner: Die Zeitintervallcodierung wird bei der nächsten Emission so eingestellt, dass sich die effektive Echopulssequenz, die durch die nächste gesendete Mehrfachimpulssequenz erzeugt wird, in einer anderen Zeitperiode als dem Interferenzsignal befindet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nach der Neucodierung innerhalb des bevorzugten Codierungszeitsegments, wie in 8 gezeigt, das Radarecho des tatsächlichen Sendeimpulses (z. B. drei Impulse, Interpuls-Zeitintervall a1', a2') wie in 9 gezeigt, und die effektive Echopulssequenz vermeidet effektiv das Interferenzsignal. Bei der tatsächlichen Berechnung der Entfernung sollte die Empfangszeit die voreingestellte Zeitverzögerung T entfernen. Das neue Codierungsmerkmal (ΔT, a1', a2') ist keine eindeutige Lösung, solange die Anforderungen der Zeitperiode erfüllt sind, um das Interferenzsignal zu vermeiden. Wenn zusätzlich angemerkt werden muss, werden die Einstellungen der Zeitintervallcodierung bei der nächsten Emission angepasst, einschließlich des Modifizierens eines, zwei oder drei der Codierungsmerkmale (ΔT, a1', a2'), anstatt notwendigerweise gleichzeitige Anpassungen aller drei Merkmale zu erfordern.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie in 10 gezeigt, stellt die vorliegende Erfindung ferner ein Lidar 100 bereit. Es umfasst:
- eine Sendeeinheit 110, die konfiguriert ist, um eine Mehrpulssequenz zu senden, die in Zeitintervallen codiert ist;
- eine Empfangseinheit 120, die konfiguriert ist, um Radarechos zu empfangen.
- eine Signalverarbeitungseinheit 130, die jeweils mit der Sendeeinheit 110 und der Empfangseinheit 120 gekoppelt und zum Erfüllen der folgenden Aufgaben konfiguriert ist:
- Bestimmen, ob das Radarecho eine effektive Echopulssequenz enthält, die der Mehrfachpulssequenz entspricht;
- Wenn das Radarecho eine effektive Echopulssequenz enthält, die der Mehrfachimpulssequenz entspricht, wird bestimmt, ob die effektive Echopulssequenz gemäß den Impulscharakteristiken der effektiven Echopulssequenz gestört ist;
- Wenn die effektive Echopulssequenz gestört wird, wird die Zeitintervallcodierung bei der nächsten Emission entsprechend der Verteilung der Störsignale im Radarecho eingestellt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Lidar 100 ferner:
- eine Analog-Digital-Umwandlungseinheit, die konfiguriert ist, um das Radarecho abzutasten und eine Analog-Digital-Umwandlung durchzuführen;
- wobei die Signalverarbeitungseinheit 130 ferner zum Erfüllen der folgenden Aufgaben konfiguriert ist:
- Extrahieren einer Vielzahl von Echopulssignalen, deren Spitzenintensität größer als eine Intensitätsschwelle ist, aus dem Radarecho nach der Analog-Digital-Umwandlung;
- Verwenden der mehreren Echopulssignale als eine effektive Echopulssequenz entsprechend der Sendepulssequenz, wenn das Zeitintervall der Mehrzahl von Echopulssignalen mit dem Zeitintervall der Sendepulssequenz übereinstimmt;
- wobei das Interferenzsignal in dem Radarecho Folgendes umfasst: mehrere Echopulssignale in dem Radarecho, deren Spitzenintensität größer als die Intensitätsschwelle ist und von denen ein Echopulssignal der effektiven Echopulssequenz ausgeschlossen wird, und einen gestörten Impuls in der effektiven Echopulssequenz.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Signalverarbeitungseinheit 130 in dem Lidar 100 ferner zum Erfüllen der folgenden Aufgabe konfiguriert:
- Berechnen der Differenz zwischen einem Zeitintervall der mehreren Echopulssignale und einem Zeitintervall der Sendeimpulssequenz, und Verwenden der mehreren Echopulssignale als eine effektive Echopulssequenz, die der Sendeimpulssequenz entspricht, wenn die Differenz kleiner als eine erste Toleranzschwelle ist.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Signalverarbeitungseinheit 130 in dem Lidar 100 ferner zum Erfüllen der folgenden Aufgabe konfiguriert:
- Anpassen der Zeitintervallcodierung bei der nächsten Emission, wenn das Radarecho ein Echopulssignal enthält, dessen Spitzenintensität größer Intensitätsschwelle ist, und keine effektive Echopulssequenz, die der Sendepulssequenz entspricht, enthält.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Signalverarbeitungseinheit 130 in dem Lidar 100 ferner zum Erfüllen der folgenden Aufgabe konfiguriert:
- Feststellen, ob die effektive Echopulssequenz gestört ist, basierend auf der Ähnlichkeit zwischen den Impulsbreitencharakteristiken der Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz und den Impulsbreitencharakteristiken der Vielzahl von Impulsen in der Sendepulssequenz; und/oder
- Feststellen, ob die effektive Echopulssequenz gestört ist, basierend auf der Ähnlichkeit zwischen den Spitzenintensitätscharakteristiken der Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz und den Spitzenintensitätscharakteristiken der Vielzahl von Impulsen in der Sendepulssequenz.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Signalverarbeitungseinheit 130 in dem Lidar 100 ferner zum Erfüllen der folgenden Aufgabe konfiguriert:
- Feststellen, dass die effektive Echopulssequenz gestört ist, und Bestimmen mindestens eines gestörten Impulses basierend auf der relativen Differenz der Impulsbreite, wenn die relative Differenz zwischen der Impulsbreite einer Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz und der Impulsbreite einer Vielzahl von Impulsen in der Sendeimpulssequenz größer als eine zweite Toleranzschwelle ist; und/oder
- Feststellen, dass die effektive Echopulssequenz gestört ist, und Bestimmen mindestens eines gestörten Impulses basierend auf der relativen Differenz der Spitzenintensität, wenn die relative Differenz zwischen der Spitzenintensität einer Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz und der Spitzenintensität einer Vielzahl von Impulsen in der Sendepulssequenz größer als eine dritte Toleranzschwelle ist.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Signalverarbeitungseinheit 130 in dem Lidar 100 ferner zum Erfüllen der folgenden Aufgabe konfiguriert:
- Berechnen der Summe der absoluten Differenzen zwischen je zwei Impulsbreiten der Vielzahl von Impulsen in effektiven Echopulssequenz;
- Feststellen, dass die effektive Echopulssequenz gestört ist, und Bestimmen mindestens eines gestörten Impulses basierend auf der absoluten Differenz, wenn die Summe der absoluten Differenzen größer als die zweite Toleranzschwelle ist; und/oder
Berechnen der Summe der absoluten Differenzen zwischen den Spitzenintensitäten der Vielzahl von Impulsen in der effektiven Echopulssequenz;
- Berechnen der Summe der absoluten Differenzen zwischen den Spitzenintensitäten der Vielzahl von Impulsen in effektiven Echopulssequenz;
- Feststellen, dass Die Vorrichtung effektive Echopulssequenz gestört ist, und Bestimmen mindestens eines gestörten Impulses basierend auf der absoluten Differenz, wenn die Summe der absoluten Differenzen größer als die dritte Toleranzschwelle ist.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Signalverarbeitungseinheit 130 in dem Lidar 100 ferner zum Erfüllen der folgenden Aufgabe konfiguriert:
- Anpassen Zeitintervallcodierung bei der nächsten Emission gemäß der Verteilung von Interferenzsignalen in dem Radarecho, so dass sich die effektive Echopulssequenz, die durch die nächste emittierte Mehrfachpulssequenz erzeugt wird, in einer anderen Zeitperiode als dem Interferenzsignal befindet.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Signalverarbeitungseinheit 130 in dem Lidar 100 ferner zum Erfüllen der folgenden Aufgabe konfiguriert:
- Senden einer Mehrfachpulssequenz mit einer vorgegebenen Zeitverzögerung bei der nächsten Emission abhängig von der Verteilung der Störsignale im Radarecho.
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Der Arbeitsprozess einzelner Komponenten des Lidars 100 wurde in der obigen Einführung des Steuerverfahrens 10 im Detail erläutert und wird hier nicht wiederholt.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt ein Steuerverfahren für ein Lidar bereit. Anhand die Konsistenz der Impulscharakteristiken der effektiven Echopulssequenz (oder anhand des Grads der Erfüllung der Anforderungen) wird festgestellt, ob das Lidar gestört wird; abhängig von der Verteilung der Störsignale im Radarecho wird die Einstellung der Zeitintervallcodierung bei der nächsten Emission angepasst. Nachdem beurteilt wurde, dass das Lidar gestört ist, wird die Codierungseinstellung unter Verwendung des ungestörten Zeitsegments in dem Radarecho neu durchgeführt. In dem nächsten Arbeitszyklus kann die relativ regelmäßige und feste Signalinterferenz effektiv vermieden werden, wodurch die Detektionsleistung des Lidars verbessert wird. Da die Codierung dynamisch eingestellt ist, kann außerdem vermieden werden, dass das effektive Signal unter dem Einfluss starker Interferenzen steht, was zu einem vollständigen Verlust des Radarechosignals führt.
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Schließlich sollte angemerkt werden, dass bisher nur bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert wurden, die keineswegs zur Einschränkung der Erfindung dienen. Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele ausführlich beschrieben wurde, versteht sich für Durchschnittsfachleute auf diesem Gebiet, dass Modifikationen an den in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschriebenen technischen Ausgestaltungen oder gleichwertige Ersetzungen einiger der darin enthaltenen Merkmale möglich sind. Jegliche Modifikationen, gleichwertige Substitutionen und Verbesserungen im Rahmen der Grundideen und der Prinzipien der vorliegenden Erfindung sollen von dem Schutzumfang der Erfindung umfasst sein.
