LiDAR设备及其操作方法技术

一种操作光检测和测距(LiDAR)设备的方法，包括：获得相对于任一个时间点具有最大值的主接收信号；通过使用该时间点的主接收信号的值来校正该时间点的子接收信号的值；以及从校正后的子接收信号获得激光脉冲的飞行时间(ToF)。(ToF)。(ToF)。

【技术实现步骤摘要】
LiDAR设备及其操作方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年11月19日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2019-0149115的权益，该申请的公开内容通过引用全部并入本文。


[0003]本公开涉及LiDAR设备及其操作方法。

技术介绍

[0004]光检测和测距(LiDAR)设备应用于各种领域，例如航空航天、地质、3D地图、车辆、机器人或无人机。LiDAR设备使用测量光的飞行时间(ToF)的方法作为基本操作原理。例如，LiDAR设备可以朝对象照射光并通过传感器接收光，并且可以通过使用高速电路来测量ToF。此外，LiDAR设备可以从ToF计算到对象的距离，并通过使用针对对象的每个位置而计算的距离来生成对象的深度图像。
[0005]同时，为了即使在产生旁瓣的环境中也能够由LiDAR设备准确地处理深度图像，可能需要一种测量光的ToF的技术。

技术实现思路

[0006]各种实施例提供了一种光检测和测距(LiDAR)设备及其操作方法。本公开要实现的技术目的不限于上述目的，并且可以从以下实施例中推断出其他技术目的。
[0007]附加方面部分地将在接下来的描述中阐述，且部分地将通过该描述而变得清楚明白，或者可以通过实践本公开所呈现的实施例而获知。
[0008]其中，根据本公开的一方面，一种操作LiDAR设备的方法，包括：获得与从参考信号产生的激光脉冲相对应的的接收信号；获得接收信号中相对于任一个时间点具有最大值的主接收信号；通过使用最大值来校正在该时间点接收信号中包括的子接收信号的值；以及通过使用校正后的子接收信号和参考信号的相关性来获得与子接收信号相对应的激光脉冲的飞行时间(ToF)。
[0009]根据本公开的另一方面，提供了一种其上记录有用于执行上述方法的程序的非暂时性计算机可读记录介质。
[0010]根据本公开的另一方面，一种LiDAR设备包括：天线单元，被配置为发射和接收激光脉冲；以及处理器，获得与从参考信号产生的激光脉冲相对应的接收信号，获得接收信号中相对于任一个时间点具有最大值的主接收信号，通过使用最大值来校正在该时间点接收信号中包括的子接收信号的值；以及通过使用校正后的子接收信号和参考信号的相关性来获得与子接收信号相对应的激光脉冲的ToF。
附图说明
[0011]根据以下结合附图的描述，本公开的一些实施例的上述和其它方面、特征以及优
点将更清楚，在附图中：
[0012]图1是根据实施例的光检测和测距(LiDAR)设备的示例的框图。
[0013]图2是根据实施例的天线单元的示例的框图。
[0014]图3是根据实施例的发射器的示例的框图。
[0015]图4示出了根据实施例的LiDAR设备的辐射图案的示例。
[0016]图5示出了根据实施例的LiDAR设备测量距离的示例。
[0017]图6示出了根据实施例的获得产生旁瓣的角度的方法的示例。
[0018]图7示出了根据实施例的操作LiDAR设备的方法的示例。
[0019]图8示出了根据实施例的校正接收信号的方法的示例。
[0020]图9示出根据实施例的校正接收信号的方法的另一示例。
[0021]图10示出了根据实施例的获得ToF的方法的示例。
[0022]图11是根据实施例的操作LiDAR设备的方法的流程图。
[0023]图12包括根据实施例的用于描述使用LiDAR设备测量距离的实验的图。
[0024]图13示出了根据实施例的根据第一场景的实验结果。
[0025]图14示出了根据实施例的根据第二场景的实验结果。
[0026]图15示出了根据示例实施例的包括LiDAR设备的车辆。
具体实施方式
[0027]现在详细参考实施例，在附图中示出了实施例的示例，其中，贯穿附图相同的附图标记表示相同的元件。在这点上，呈现的实施例可以具有不同形式，并且不应被解释为受限于本文所阐明的描述。因此，下面仅通过参考附图描述实施例，以解释各个方面。如本文所用，术语“和/或”包括相关列出项目中的一个或多个的任何和所有组合。称为“......中的至少一个”之类的表述在元件列表之后时修饰整个元件列表，而不是修饰列表中的单独元件。
[0028]考虑到本公开中的功能，从当前广泛使用的通用术语中选择了实施例中使用的术语。然而，这些术语可以根据本领域普通技术人员的意图、案例先例以及新技术的出现而变化。此外，对于特殊情况，申请人选择的术语的含义将在说明部分详细说明。因此，本公开中使用的术语是基于它们与整个说明书中讨论的内容相关的含义来定义的，而不是通过其简单的含义来定义的。
[0029]诸如“包括”或“包含”之类的术语不应被解释为必须包括说明书中描述的任何和所有组成元素或步骤，而是可以被解释为排除一些组成元素或步骤或者还包括另外的组成元素或步骤。
[0030]以下将参考附图详细描述实施例。然而，实施例可以以各种形式实现，并且不限于以下描述的示例。
[0031]图1是根据实施例的光检测和测距(LiDAR)设备100的示例的框图。
[0032]参照图1，LiDAR设备100可以包括天线单元110和处理器120。图1的LiDAR设备100被示为仅包括与实施例有关的组成元件。因此，对于本领域技术人员显而易见的是，除了图1的组成元件之外，其他通用组成元件还可以包括在LiDAR设备100中。例如，LiDAR设备100还可以包括存储器130。
[0033]存储器130是用于存储在LiDAR设备100中处理的各种数据的硬件，例如可以存储在LiDAR设备100中已处理或要处理的数据。此外，存储器130可以存储要由LiDAR设备100执行的应用或驱动程序。
[0034]存储器130可以包括随机存取存储器(RAM)，例如动态随机存取存储器(DRAM)和静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、CD-ROM，蓝光或其他光盘储存器、硬盘驱动器(HDD)、固态驱动器(SSD)或闪速存储器，以及LiDAR设备100可访问的其他外部存储设备。
[0035]天线单元110可以执行以下功能：将电信号转换为激光脉冲并发射转换得到的激光脉冲，或接收激光脉冲并将接收到的激光脉冲转换为电信号。天线单元110发射的激光脉冲可以是光脉冲或电磁辐射脉冲。天线单元110可以包括用于发射激光脉冲的发射器和用于接收激光脉冲的接收器。此外，天线单元110可以包括用于发射/接收激光脉冲的收发器。
[0036]处理器120可以执行总体功能以控制LiDAR设备100。处理器120可以由多个逻辑门的阵列来实现，或者由通用微处理器和用于存储可在微处理器中执行的程序的存储器的组合来实现。此外，处理器120可以包括用于处理光信号或电信号的信号处理器以及用于计算由信号指示的信号值的计算单元。
[0037]当处理器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种操作光检测和测距LiDAR设备的方法，所述方法包括：获得与从参考信号产生的激光脉冲相对应的接收信号；获得所述接收信号中相对于任一个时间点具有最大值的主接收信号；通过使用所述最大值来校正在所述时间点所述接收信号中包括的子接收信号的值；以及通过使用校正后的子接收信号与所述参考信号的相关性来获得与所述子接收信号相对应的激光脉冲的飞行时间ToF。2.根据权利要求1所述的方法，其中，校正所述子接收信号的值包括：从所述时间点的子接收信号的值减去通过将所述最大值乘以校正因子而获得的值。3.根据权利要求1所述的方法，其中，校正所述子接收信号的值包括：通过使用校正因子来校正所述时间点的子接收信号的值，所述校正因子是由所述LiDAR设备发射的激光脉冲的旁瓣的强度与主瓣的强度的比率。4.根据权利要求1所述的方法，其中，校正所述子接收信号的值包括：通过使用相对于由所述LiDAR设备发射的激光脉冲的主瓣而产生旁瓣的角度来校正所述时间点的子接收信号的值。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述子接收信号包括与扫描角度对应的接收信号，所述扫描角度从与所述主接收信号对应的所述LiDAR设备的扫描角度偏离了产生所述旁瓣的所述角度。6.根据权利要求1所述的方法，其中，获得所述主接收信号包括：同步所述接收信号；以及按时间比较所述接收信号。7.根据权利要求1所述的方法，其中，获得所述接收信号包括：在所述LiDAR设备的视场中沿一个方向针对每个扫描角度发射从所述参考信号产生的激光脉冲；以及针对每个所述扫描角度获得与从所述参考信号产生的激光脉冲相对应的接收信号，并将获得的接收信号存储在存储器中。8.根据权利要求1所述的方法，其中，获得所述主接收信号包括：计算所述子接收信号与所述参考信号之间的互相关函数；确定计算出的互相关函数的值具有所述最大值的时间点；以及将从对应于所述子接收信号的激光脉冲的时间点到计算出的所述互相关函数的值具有所述最大值的时间点之间的时间确定为所述ToF。9.根据权利要求1所述的方法，其中，获得所述主接收信号包括：相对于任一个时间点，获得所述接收信号中各自具有所述最大值的第一主接收信号和第二主接收信号，其中，校正所述子接收信号的值包括：获得第一扫描角度和第二扫描角度，所述第一扫描角度和所述第二扫描角度是与所述第一主接收信号和所述第二主接收信号相对应的扫描角度；相对于所述LiDAR设备的视场，确定所述第一扫描角度与所述第二扫描角度之间的差是否与产生旁瓣的角度相匹配；
当确定所述第一扫描角度与所述第二扫描角度之间的差与产生旁瓣的角度相匹配时，校正所述时间点的所述第一主接收信号的值和所述时间点的所述第二主接收信号的值；以及当确定所述第一扫描角度与所述第二扫描角度之间的差不与产生旁瓣的角度相匹配时，不校正所述时间点的所述第一主接收信号的值和所述时间点的所述第二主接收信号的值。10.一种非暂时性计算机可读记录介质，其上记录有用于执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法的程序。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李智山，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：