激光雷达系统及其校准方法技术方案

本公开涉及激光雷达系统及其校准方法。本公开提供了一种用于校准激光雷达系统的方法、以及执行该方法的激光雷达系统、车辆、电子设备以及相应的介质和程序产品。激光雷达系统包括光纤激光器。该方法包括由一个或多个处理器指示激光雷达系统的光纤激光器在校准期的光发射区期间发射一个或多个校准光束。该方法还包括由一个或多个处理器指示激光雷达系统在校准期的在光发射区之后的光检测区期间检测杂散光信号。杂散光信号可以包括环境光噪声或来自其它激光雷达系统的脉冲光。该方法还包括由一个或多个处理器基于所检测的杂散光信号调整激光雷达系统在后续工作期期间的配置。调整激光雷达系统在后续工作期期间的配置。调整激光雷达系统在后续工作期期间的配置。

【技术实现步骤摘要】
激光雷达系统及其校准方法


[0001]本公开涉及激光雷达系统，更具体而言涉及用于校准激光雷达系统的方法、执行该方法的激光雷达系统、车辆、电子设备、介质以及程序产品。

技术介绍

[0002]激光雷达系统，又称为激光探测和测距（LiDAR或LADAR）系统，通过向目标对象发射激光光束并接收从目标对象反射的光束来测量目标对象的位置、速度等信息。在激光雷达系统通过光接收器检测的光中，除了期望的来自目标对象的反射光，还往往存在来自视场（FOV）中其它对象的杂散光，包括诸如强烈的太阳光、其它车辆的车灯光等环境光或者来自其它激光雷达系统的光束。在激光雷达系统应用于高速、远距离（例如几百米）的场景（例如，配备于带有高级驾驶辅助系统（ADAS）或者自动驾驶功能的车辆）时，从目标对象到达光接收器的反射光本身功率可能很小。在杂散光较强时，光接收器的输出信号信噪比（SNR）大大恶化，测量精度降低，给激光雷达系统的使用带来了困难。
[0003]因此，有必要对来自视场中其它对象的杂散光进行测量，以期调整或优化激光雷达系统对目标对象的测量结果。

技术实现思路

[0004]为了解决当前激光雷达系统的上述缺陷中的至少一些，本公开提供了一种用于校准激光雷达系统的方法、以及执行该方法的激光雷达系统、车辆、电子设备以及相应的介质和程序产品，能够改善校准过程中对杂散光的测量，实现更好的校准效果。
[0005]本公开的一个方面涉及一种用于校准激光雷达系统的方法。激光雷达系统包括光纤激光器。该方法包括由一个或多个处理器指示激光雷达系统的光纤激光器在校准期的光发射区期间发射一个或多个校准光束。该方法还包括由一个或多个处理器指示激光雷达系统在校准期的在光发射区之后的光检测区期间检测杂散光信号。杂散光信号可以包括环境光噪声或来自其它激光雷达系统的脉冲光。该方法还包括由一个或多个处理器基于所检测的杂散光信号调整激光雷达系统在后续工作期期间的配置。
[0006]在一些实施例中，光检测区与光发射区由静默区隔开。静默区的长度与所发射的一个或多个校准光束从外部反射回激光雷达系统的时间相关联。该方法还包括在校准期的静默区期间，由一个或多个处理器指示激光雷达系统不检测杂散光信号。
[0007]在一些实施例中，校准期被设置在激光雷达系统的回扫期内，在回扫期内激光雷达系统的扫描器从扫描终点返回到扫描起点。
[0008]在一些实施例中，激光雷达系统为非同轴光学收发系统。
[0009]在一些实施例中，校准期被设置在激光雷达系统的扫描期的至少一部分内，在扫描期激光雷达系统的扫描器从扫描起点行进到扫描终点。
[0010]在一些实施例中，指示激光雷达系统检测杂散光信号包括：将激光雷达系统的多个接收单元的至少一部分划分成多个接收单元子组，以及在校准期的光检测区期间使激光
雷达系统依次使用多个接收单元子组检测杂散光信号。
[0011]在一些实施例中，指示激光雷达系统检测杂散光信号包括：基于所发射的一个或多个校准光束确定从发射一个或多个校准光束到光纤激光器的放大自发辐射（ASE）光噪声增大到达到光噪声阈值的第一时间；以及在第一时间到期时或之前，指示激光雷达系统停止检测杂散光信号。
[0012]在一些实施例中，在校准期内，光纤激光器的泵浦源开启。
[0013]在一些实施例中，基于所检测的杂散光信号调整激光雷达系统在后续工作期期间的配置包括：基于确定杂散光信号包括环境光噪声以及确定受干扰的接收单元，调整激光雷达系统在后续工作期期间的配置，包括以下至少一个：调整扫描光束反射于受干扰的接收单元的回波信号对应的激光器的发射功率、调整受干扰的接收单元及其相关联接收电路的灵敏度以及调整受干扰的接收单元及其相关联接收电路的增益。
[0014]在一些实施例中，基于所检测的杂散光信号调整激光雷达系统在后续工作期期间的配置包括：基于所检测的杂散光信号确定杂散光信号包括来自其它激光雷达系统的脉冲光以及确定受干扰的接收单元，以及基于确定杂散光信号包括来自其它激光雷达系统的脉冲光以及确定受干扰的接收单元，调整激光雷达系统在后续工作期期间的配置，包括：使激光雷达系统在后续工作期期间以抗串扰工作参数操作。
[0015]本公开的另一个方面涉及一种激光雷达系统。该激光雷达系统包括光源、扫描器、光接收器和控制器。光源被配置为发射光。光源包括光纤激光器。扫描器被配置为引导光以扫描目标对象。光接收器被配置为检测由目标对象反射的光。控制器与光源、扫描器和光接收器通信地耦接。控制器被配置为执行如前所述的用于校准激光雷达系统的方法。
[0016]本公开的另一个方面涉及一种车辆。车辆包括激光雷达系统和车辆控制器。激光雷达系统包括光纤激光器。车辆控制器与激光雷达系统通信地耦接。车辆控制器被配置为执行如前所述的用于校准激光雷达系统的方法。
[0017]本公开的另一个方面涉及一种电子设备。电子设备包括处理器和存储器。存储器通信耦接到处理器并且存储计算机可读指令。计算机可读指令在由处理器执行时，使得电子设备执行如前所述的用于校准激光雷达系统的方法。本公开的另一个方面涉及一种存储有计算机可读指令的计算机可读存储介质，该指令在由电子设备的处理器执行时，使得该电子设备执行如前所述的用于校准激光雷达系统的方法。
[0018]本公开的另一个方面涉及一种计算机程序产品，包括计算机可读指令，该计算机可读指令在被电子设备的处理器执行时实现如前所述的用于校准激光雷达系统的方法。
附图说明
[0019]下面结合具体的实施例，并参照附图，对本公开的上述和其它目的和优点做进一步的描述。在附图中，相同的或对应的技术特征或部件将采用相同或对应的附图标记来表示。
[0020]图1示出根据本公开的实施例的激光雷达系统的组成示意图。
[0021]图2a示出根据本公开的实施例的激光雷达系统进行视场扫描时的激光发光点分布示例。
[0022]图2b示出根据本公开的实施例的激光雷达系统的接收视场示例。
[0023]图2c示出根据本公开的实施例的激光雷达系统的光接收器的结构示例。
[0024]图2d示出根据本公开的实施例的激光雷达系统的激光发光点和接收视场对应性关系示例。
[0025]图3示出激光雷达系统在接收视场中存在杂散光的示意图。
[0026]图4示出根据本公开的实施例的激光雷达系统在工作期正常发光时的示例性工作模式及其放大自发辐射（ASE）光噪声情况。
[0027]图5示出激光雷达系统在校准期不发光时的工作模式及其ASE光噪声情况。
[0028]图6示出根据本公开的实施例的激光雷达系统在校准期发射校准光束时的示例性工作模式及其ASE光噪声情况。
[0029]图7示出根据本公开的实施例的激光雷达系统在校准期的工作模式示意及其ASE光噪声情况。
[0030]图8示出根据本公开的实施例的用于校准激光雷达系统的方法的流程图。
[0031]图9a和图9b分别示出激光雷达系统进行行列光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于校准激光雷达系统的方法，所述激光雷达系统包括光纤激光器，所述方法包括：由一个或多个处理器指示激光雷达系统的光纤激光器在校准期的光发射区期间发射一个或多个校准光束；由所述一个或多个处理器指示激光雷达系统在校准期的在所述光发射区之后的光检测区期间检测杂散光信号，所述杂散光信号包括环境光噪声或来自其它激光雷达系统的脉冲光；以及由所述一个或多个处理器基于所检测的杂散光信号调整激光雷达系统在后续工作期期间的配置。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光检测区与所述光发射区由静默区隔开，所述静默区的长度与所发射的一个或多个校准光束从外部反射回激光雷达系统的时间相关联，所述方法还包括：在校准期的静默区期间，由所述一个或多个处理器指示激光雷达系统不检测所述杂散光信号。3.根据权利要求1所述的方法，其中，校准期被设置在激光雷达系统的回扫期内，在所述回扫期内激光雷达系统的扫描器从扫描终点返回到扫描起点。4.根据权利要求3所述的方法，其中，激光雷达系统为非同轴光学收发系统。5.根据权利要求1所述的方法，其中，校准期被设置在激光雷达系统的扫描期的至少一部分内，在所述扫描期激光雷达系统的扫描器从扫描起点行进到扫描终点。6.根据权利要求1所述的方法，其中，指示激光雷达系统检测杂散光信号包括：将激光雷达系统的多个接收单元的至少一部分划分成多个接收单元子组；以及在校准期的光检测区期间使激光雷达系统依次使用所述多个接收单元子组检测杂散光信号。7.根据权利要求1所述的方法，其中，指示激光雷达系统检测杂散光信号包括：基于所发射的一个或多个校准光束确定从发射所述一个或多个校准光束到光纤激光器的放大自发辐射（ASE）光噪声增大到达到光噪声阈值的第一时间；以及在第一时间到期时或之前，指示激光雷达系统停止检测杂散光信号。8.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述校准期内，所述光纤激光器的泵浦源开启。9.根据权利要求1所述的方法，其中基于所检测的杂散光信号调整激光雷达系统在后续工作期期间的配置包括：基于所检测的杂散光信号确定所述杂散光信号包括环境光噪声以及确定受干扰的接收单元；以及基于确定所述杂散光信号包括环境光噪声以及确定受干扰的接收单元，调整激光雷达系统在后续工作期期间的配置，包括以下至少一个：调整扫描光束反射于受干扰的接收单元的回波信号对应的激光器的发射功率；调整受干扰的接收单元及其相关联接收电路的灵敏度；以及调整受干扰的接收单元及其相关联接收电路的增益。10.根据权利要求1的方法，其中基于所检测的杂散光信号调整激光雷达系统在后续工作期期间的配置包括：
基于所检测的杂散光信号确定所述杂散光信号包括来自...

【专利技术属性】
技术研发人员：解华彪，刘佳尧，夏冰冰，石拓，
申请(专利权)人：北京一径科技有限公司，
类型：发明
国别省市：