激光雷达的信号处理方法及激光雷达技术

本发明专利技术提供一种激光雷达的信号处理方法，包括：S101：发射探测脉冲；S102：通过探测装置接收回波脉冲；S103：获取所述回波脉冲的接收时刻以及所述回波脉冲在所述探测装置上的光斑位置；和S104：根据所述接收时刻以及光斑位置，确定所述回波脉冲是否与所述探测脉冲相对应。本发明专利技术还提供一种激光雷达。采用本发明专利技术的信号处理方法，根据回波脉冲的接收时刻以及光斑位置，不论对于多脉冲探测还是单脉冲探测，能够有效确定回波脉冲与探测脉冲是否相对应，此外，还可以通过缩短探测周期的时间间隔提高探测精度，节省时间资源，从而获得更准确的探测结果。测结果。测结果。

【技术实现步骤摘要】
激光雷达的信号处理方法及激光雷达


[0001]本公开涉及激光雷达
，尤其涉及一种激光雷达的信号处理方法及激光雷达。

技术介绍

[0002]激光雷达是一种常用的测距传感器，广泛应用于无人驾驶、智能机器人、无人机、军事武器等领域，具有探测距离远、分辨率高、抗干扰能力强、体积小、质量轻等优点。激光雷达基于飞行时间法(TOF)对障碍物进行测距，即通过发射探测脉冲，测量探测脉冲在激光雷达和障碍物之间往返的飞行时间进行测距。为了实现更精确的探测扫描，激光雷达的点云密度越来越高，即在相同时间内需要发射更多的探测信号，因此需要多通道同时发光，并行测量。
[0003]现有的扫描式激光雷达主要有两种类型。一种是多线光源依次线性排列，多线光源轮巡发光，即一个激光器与一个探测器之间形成探测通道，线列上的光源依次发光、对应的探测器接收数据；另一个方向上采用扫描器或机械旋转的方法进行扫描，从而实现二维扫描。另一种方案是采用一个或少数几个激光器和对应的探测器，通过二维扫描器进行二维扫描。
[0004]所述探测通道是指激光器与相对应的探测器形成的虚拟通道，并不是物理意义上的道路。激光器发射探测光束之后，同一探测通道的探测器接收在一定时间窗口内该探测光束被障碍物反射的回波，该时间窗口即探测窗口，探测窗口的长度通常要保证位于激光雷达最大探测距离处的障碍物产生的回波能够返回被并探测器接收到。随着激光雷达线数的增加和总探测时间的限制，多线光源一一发光、对应的探测器在相应的探测窗口内依次接收回波，会占用过长的探测时间，所以即使是轮巡发光的架构，在同一时序也会有多个光源同时发光，相应的多个探测器接收数据，也即多个探测通道并行工作，也就会存在通道间串扰问题。对于基于二维扫描器的激光雷达，因为只有一个或少数几个激光器和探测器，就更容易收到上一个探测周期发出的光产生的回波，如果被误判为本周期回波，就会产生噪点。
[0005]一种解决并行工作的多个通道间串扰问题的方案是激光脉冲的编码，比如发射双脉冲时，并行工作的多个通道间采用不同的脉冲间隔，通过对回波信号解码判断是否为本通道回波。但是多脉冲编码会使一个探测窗口的时间要包括多脉冲的脉宽以及脉冲间时间间隔，使得时间资源更加紧张。
[0006]尤其是对于同轴激光雷达，因为发射出的探测光会被内部器件反射到接收端，探测器会收到一个很强的杂散光信号，此时无法区分回波信号，从而造成近距离盲区，多脉冲就会使得该盲区范围更大。
[0007]
技术介绍
部分的内容仅仅是公开专利技术人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

技术实现思路

[0008]有鉴于现有的一个或多个缺陷，本专利技术提供一种激光雷达的信号处理方法，包括：
[0009]S101：发射探测脉冲；
[0010]S102：通过探测装置接收回波脉冲；
[0011]S103：获取所述回波脉冲的接收时刻以及所述回波脉冲在所述探测装置上的光斑位置；和
[0012]S104：根据所述接收时刻以及光斑位置，确定所述回波脉冲是否与所述探测脉冲相对应。
[0013]根据本专利技术的一个方面，其中所述步骤S104包括：
[0014]根据所述光斑位置，获取所述回波脉冲的第一飞行时间；
[0015]根据所述接收时刻与探测脉冲的发射时刻之间的时间间隔，获得第二飞行时间；
[0016]当所述第一飞行时间与所述第二飞行时间相接近时，确定所述回波脉冲与所述探测脉冲相对应。
[0017]根据本专利技术的一个方面，其中所述根据光斑位置获取所述第一飞行时间的步骤包括：
[0018]确定所述光斑位置相对于基准位置的偏移量；
[0019]根据所述偏移量，获取所述第一飞行时间。
[0020]根据本专利技术的一个方面，其中所述根据光斑位置获取所述回波脉冲的第一飞行时间的步骤包括：
[0021]基于预设的飞行时间与光斑位置的对应关系，获得所述光斑位置对应的第一飞行时间。
[0022]根据本专利技术的一个方面，其中所述步骤S104包括：
[0023]根据所述接收时刻与探测脉冲的发射时刻之间的时间间隔，获得第二飞行时间；
[0024]根据所述第二飞行时间，获得与该第二飞行时间相对应的预期光斑位置；
[0025]当所述光斑位置与所述预期光斑位置相接近时，确定所述回波脉冲对应于所述探测脉冲。
[0026]根据本专利技术的一个方面，其中所述根据第二飞行时间获得预期光斑位置的步骤包括：基于预设的飞行时间与光斑位置的对应关系，获得所述第二飞行时间对应的预期光斑位置。
[0027]根据本专利技术的一个方面，其中所述预设的飞行时间与光斑位置的对应关系基于以下一个或多个因素确定：
[0028]所述激光雷达的旋转产生的光斑位置偏移；
[0029]所述激光雷达的扫描装置偏转产生的光斑位置偏移；
[0030]障碍物的距离产生的光斑位置偏移。
[0031]根据本专利技术的一个方面，其中所述探测装置包括至少一个探测器，所述探测器包括多个探测单元，所述步骤S103包括：将接收到所述回波脉冲的多个探测单元的中心位置，作为所述光斑位置。
[0032]根据本专利技术的一个方面，其中所述中心位置根据所述多个探测单元的几何质心计算。
[0033]根据本专利技术的一个方面，所述激光雷达包括至少一个激光器和至少一个探测器，所述激光器以预设的时间间隔发射探测脉冲，所述探测器接收回波脉冲，根据每个回波脉冲的接收时刻以及所述回波脉冲在所述探测器上的光斑位置，确定每个回波脉冲与所述探测脉冲的对应关系。
[0034]根据本专利技术的一个方面，所述激光雷达包括多个激光器和多个探测器，所述激光器分别与至少一个探测器之间形成探测通道，根据回波脉冲的接收时刻，以及所述回波脉冲在所述探测通道中的探测器上的光斑位置，确定所述回波脉冲是否与所述探测脉冲相对应。
[0035]本专利技术还涉及一种激光雷达，包括：
[0036]发射装置，配置成发射探测脉冲；
[0037]探测装置，配置成接收回波脉冲；
[0038]处理装置，配置成获取所述回波脉冲的接收时刻以及所述回波脉冲在所述探测装置上的光斑位置，并根据所述接收时刻以及光斑位置，确定所述回波脉冲是否与所述探测脉冲相对应。
[0039]根据本专利技术的一个方面，其中所述处理单元配置成：
[0040]根据所述光斑位置，获取所述回波脉冲的第一飞行时间；
[0041]根据所述接收时刻与探测脉冲的发射时刻之间的时间间隔，获得第二飞行时间；
[0042]当所述第一飞行时间与所述第二飞行时间相接近时，确定所述回波脉冲与所述探测脉冲相对应。
[0043]根据本专利技术的一个方面，其中所述处理单元配置成：
[0044]确定所述光斑位置相对于基准位置的偏移量；
[0045]根据所述偏移量，获取所述第一飞行时间。
[0046]根据本专利技术的一个方面，其中所述处理单元配置成：基于预设的飞行时间与光斑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达的信号处理方法，包括：S101：发射探测脉冲；S102：通过探测装置接收回波脉冲；S103：获取所述回波脉冲的接收时刻以及所述回波脉冲在所述探测装置上的光斑位置；和S104：根据所述接收时刻以及光斑位置，确定所述回波脉冲是否与所述探测脉冲相对应。2.根据权利要求1所述的信号处理方法，其中所述步骤S104包括：根据所述光斑位置，获取所述回波脉冲的第一飞行时间；根据所述接收时刻与探测脉冲的发射时刻之间的时间间隔，获得第二飞行时间；当所述第一飞行时间与所述第二飞行时间相接近时，确定所述回波脉冲与所述探测脉冲相对应。3.根据权利要求2所述的信号处理方法，其中所述根据光斑位置获取所述第一飞行时间的步骤包括：确定所述光斑位置相对于基准位置的偏移量；根据所述偏移量，获取所述第一飞行时间。4.根据权利要求2所述的信号处理方法，其中所述根据光斑位置获取所述回波脉冲的第一飞行时间的步骤包括：基于预设的飞行时间与光斑位置的对应关系，获得所述光斑位置对应的第一飞行时间。5.根据权利要求1所述的信号处理方法，其中所述步骤S104包括：根据所述接收时刻与探测脉冲的发射时刻之间的时间间隔，获得第二飞行时间；根据所述第二飞行时间，获得与该第二飞行时间相对应的预期光斑位置；当所述光斑位置与所述预期光斑位置相接近时，确定所述回波脉冲对应于所述探测脉冲。6.根据权利要求5所述的信号处理方法，其中所述根据第二飞行时间获得预期光斑位置的步骤包括：基于预设的飞行时间与光斑位置的对应关系，获得所述第二飞行时间对应的预期光斑位置。7.根据权利要求4或6所述的信号处理方法，其中所述预设的飞行时间与光斑位置的对应关系基于以下一个或多个因素确定：所述激光雷达的旋转产生的光斑位置偏移；所述激光雷达的扫描装置偏转产生的光斑位置偏移；障碍物的距离产生的光斑位置偏移。8.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的信号处理方法，其中所述探测装置包括至少一个探测器，所述探测器包括多个探测单元，所述步骤S103包括：将接收到所述回波脉冲的多个探测单元的中心位置，作为所述光斑位置。9.根据权利要求8所述的信号处理方法，其中所述中心位置根据所述多个探测单元的几何质心计算。10.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的信号处理方法，所述激光雷达包括至少一个激光
器和至少一个探测器，所述激光器以预设的时间间隔发射探测脉冲，所述探测器接收回波脉冲，根据每个回波脉冲的接收时刻以及所述回波脉冲在所述探测器上的光斑位置，确定每个回波脉冲与所述探测脉冲的对应关系。11.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的信号处理方法，所述激光雷达包括多个激光器和多个探测器，所述激光器分别与至少一个探测器之间形成探测通道，根据回波脉冲的接收时刻，以及所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，向少卿，
申请(专利权)人：上海禾赛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：