一种消除激光雷达盲区的测距方法及测距系统技术方案

本发明专利技术涉及一种消除激光雷达盲区的测距方法及系统，方法包括：发射模块发射用于测距的发射信号后，接收模块接收反射回来的各个反射信号；判断接收到各个反射信号所需的时间值t以及检测各个反射信号的电压值V；若满足：t

A ranging method and ranging system to eliminate the blind area of lidar

The present invention relates to a method and system for eliminating the blind area of the laser radar. The method includes: after the launching module launches the transmitting signal used for range finding, the receiving module receives reflected signals from the reflected signal, determines the time value t needed to receive each reflected signal and the voltage value V of each reflected signal; if satisfied, it is satisfied. : t

【技术实现步骤摘要】
一种消除激光雷达盲区的测距方法及测距系统
本专利技术属于带有防护罩的激光雷达测距
，尤其涉及一种能够消除激光雷达中防护罩导致的盲区的测距方法及测距系统。
技术介绍
一般的激光雷达具有近处盲区，例如激光雷达的最大量程是M米，而在距离激光雷达n(n<M)米以内的目标是探测不到的，这样就存在n米的盲区。盲区的存在具有多方面的原因，例如：(1)系统设计本身存在缺陷而产生的盲区；(2)激光雷达系统处理速度慢，从发出激光信号到能够接收有效回波的延迟太长而导致近距离无法探测，因而导致的盲区；(3)在激光雷达有防护罩的情况下，激光雷达发出的激光信号在防护罩上产生反射，包括漫反射和镜面反射，反射光进入接收模块，接收模块收到该信号后无法区分近处的有效目标上反射的有效回波信号，因而导致的盲区。因此，如何消除激光雷达的盲区一直是激光雷达研究领域的重点问题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于至少解决上述第(3)中防护罩漫反射导致盲区的问题，公开一种消除激光雷达盲区的测距方法及测距系统。本专利技术公开的一种消除激光雷达盲区的测距方法，用于具有防护罩的激光雷达，所述激光雷达具有发射模块和接收模块，包括：发射模块发射用于测距的发射信号后，接收模块接收反射回来的各个反射信号；判断接收到各个反射信号所需的时间值t以及检测各个反射信号的电压值V；若满足：t<T且V>Thr_mask,或者满足：t>T且V>Thr_target，则识别出对应的反射信号为目标物反射信号；其中，T为预置门限时间值，且T≥t1+t2，t2为出厂测试得到的防护罩的最大漫反射信号的时间宽度，t1为所述最大漫反射信号的起点与对应发射信号的起点之间的延时时间；Thr_mask为第一预置门限电压值，Thr_target为第二预置门限电压值，且Thr_target<Thr_mask，Vmax1<Thr_mask<Vmax2，Vmax1为所述最大漫反射信号的电压值，Vmax2为出厂测试得到的防护罩外部紧贴防护罩处的最大反射信号的电压值；基于识别出的目标物反射信号计算出目标物的距离。进一步的，若不满足：t<T且V>Thr_mask,且不满足：t>T且V>Thr_target，则将对应的反射信号滤除。进一步的，所述防护罩经过表面光滑处理、涂层处理以及夹角处理；所述涂层处理使防护罩仅供预定波长的激光信号透射，所述夹角处理使防护罩的镜面反射信号落在接收模块的视野之外，以解决防护罩的镜面反射导致盲区的问题。进一步的，所述最大漫反射信号的电压值Vmax1的确定如下：在出厂测试时进行漫反射测试，发射模块发射用于测距的发射信号，接收模块接收反射回来的各个反射信号；从各个反射信号中检测出由防护罩产生的最大漫反射信号，并得到其电压值Vmax1。进一步的，防护罩外部紧贴防护罩处的最大反射信号的电压值Vmax2的确定如下：在出厂测试时进行强反射测试，在防护罩外部发射光路上紧贴防护罩处放置一高反射率测试物；发射模块发射用于测距的发射信号，接收模块接收反射回来的各个反射信号；从各个反射信号中检测出由所述高反射率测试物产生的最大反射信号，并得到其电压值Vmax2。本专利技术相应公开的一种消除激光雷达盲区的测距系统，包括发射模块、接收模块、光电转换器、模数转换器、数字信号处理器以及防护罩；发射模块发射预定波长激光作为发射信号；接收模块接收反射回来的各个预定波长的反射信号，并输入光电转换器；光电转换器将反射信号由光信号转为模拟电信号，并输入模数转换器；模数转换器将模块电信号转换为数字信号，并输入数字信号处理器；数字信号处理器判断接收的各个反射信号所需的时间值t以及对应的各个数字信号的电压值V，若满足：t<T且V>Thr_mask,或者满足：t>T且V>Thr_target，则识别出对应的反射信号为目标物反射信号，并计算出目标物的距离；其中，T为预置门限时间值，且T≥t1+t2，t2为出厂测试得到的防护罩的最大漫反射信号的时间宽度，t1为所述最大漫反射信号的起始点与对应发射信号的起点之间的延时时间；Thr_mask为第一预置门限电压值，Thr_target为第二预置门限电压值，且Thr_target<Thr_mask，Vmax1<Thr_mask<Vmax2，Vmax1为所述最大漫反射信号的电压值，Vmax2为出厂测试得到的防护罩外部发射光路上紧贴防护罩处的最大反射信号的电压值；防护罩经过表面光滑处理、涂层处理以及夹角处理；所述涂层处理使防护罩仅供预定波长的激光信号透射，所述夹角处理使防护罩的镜面反射信号落在接收模块的视野之外，以解决防护罩的镜面反射导致盲区的问题。因此，本专利技术可以消除激光雷达盲区的影响，准确计算出目标物的距离。附图说明图1是实施例中T、Vmax1、Vmax2的关系示意图。图2是实施例公开的一种消除激光雷达盲区的测距方法流程示意图。图3是实施例中目标物距离激光雷达防护罩较远情况下，采用模数转换器进行采样后会产生的采样信号波形示意图。图4是实施例中目标物距离激光雷达防护罩较近情况下，采用模数转换器进行采样后会产生的采样信号波形示意图。图5是实施例中目标物距离激光雷达防护罩很近情况下，采用模数转换器进行采样后会产生的采样信号波形示意图。图6是实施例公开的一种消除激光雷达盲区的测距系统结构示意图。图7是图6在工作状态下的一种激光雷达光路和防护罩关系示意图。图8是图6在工作状态下的另一种激光雷达光路和防护罩关系示意图。具体实施方式为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本专利技术进行进一步描述。实施例一实施例公开的一种消除激光雷达盲区的测距方法，用于具有防护罩的激光雷达，可以理解的是，激光雷达具有发射模块和接收模块。为了消除盲区的影响，提高测距的准确率，本实施例的防护罩采用经过了表面光滑处理、涂层处理以及夹角处理等特殊处理的防护罩；涂层处理使防护罩仅供预定波长的激光信号透射，夹角处理使防护罩的镜面反射信号落在接收模块的视野之外，以解决防护罩的镜面反射导致盲区的问题。具体的，在系统设计阶段，选定激光雷达的预定波长为L，设计激光雷达的防护罩，例如进行涂层处理，使防护罩仅可供波长为L的激光信号透射，其他波长的光信号均不能透射。防护罩的表面光滑处理是为了尽量减少防护罩的各种反射，但防护罩不可能绝对光滑，发射信号照射在防护罩上仍然会产生透射、镜面反射、漫反射。因此进一步对激光雷达的内部机械结构、防护罩内壁的几何形状进行设计，主要是对夹角进行处理，使防护罩的镜面反射信号落在接收模块的视野之外，这样可以避免由防护罩产生的镜面反射信号直接进入接收模块。然而，不可避免的仍然会有漫反射信号进入接收模块，由于激光雷达的接收模块灵敏度高，防护罩的漫反射信号会被激光雷达的接收模块探测到，本实施例的主要难题在于识别出防护罩的漫反射信号并将其滤除。本实施例的一种消除激光雷达盲区的测距方法在执行之前(或者说用户正式使用之前)，需要在出厂测试时先获得预置门限时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消除激光雷达盲区的测距方法，用于具有防护罩的激光雷达，所述激光雷达具有发射模块和接收模块，其特征在于，包括：发射模块发射用于测距的发射信号后，接收模块接收反射回来的各个反射信号；判断接收到各个反射信号所需的时间值t以及检测各个反射信号的电压值V；若满足：t

【技术特征摘要】
1.一种消除激光雷达盲区的测距方法，用于具有防护罩的激光雷达，所述激光雷达具有发射模块和接收模块，其特征在于，包括：发射模块发射用于测距的发射信号后，接收模块接收反射回来的各个反射信号；判断接收到各个反射信号所需的时间值t以及检测各个反射信号的电压值V；若满足：t<T且V>Thr_mask,或者满足：t>T且V>Thr_target，则识别出对应的反射信号为目标物反射信号；其中，T为预置门限时间值，且T≥t1+t2，t2为出厂测试得到的防护罩的最大漫反射信号的时间宽度，t1为所述最大漫反射信号的起点与对应发射信号的起点之间的延时时间；Thr_mask为第一预置门限电压值，Thr_target为第二预置门限电压值，且Thr_target<Thr_mask，Vmax1<Thr_mask<Vmax2，Vmax1为所述最大漫反射信号的电压值，Vmax2为出厂测试得到的防护罩外部紧贴防护罩处的最大反射信号的电压值；基于识别出的目标物反射信号计算出目标物的距离。2.根据权利要求1所述的消除激光雷达盲区的测距方法，其特征在于，若不满足：t<T且V>Thr_mask,且不满足：t>T且V>Thr_target，则将对应的反射信号滤除。3.根据权利要求1或2所述的消除激光雷达盲区的测距方法，其特征在于，所述防护罩经过表面光滑处理、涂层处理以及夹角处理；所述涂层处理使防护罩仅供预定波长的激光信号透射，所述夹角处理使防护罩的镜面反射信号落在接收模块的视野之外。4.根据权利要求3所述的消除激光雷达盲区的测距方法，其特征在于，所述最大漫反射信号的电压值Vmax1的确定如下：在出厂测试时进行漫反射测试，发射模块发射用于测距的发射信号，接收模块接收反射回来的各个反射信号；从各个反射信号中检测出由防护罩产生的最大漫反射信号，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚锋，张石，
申请(专利权)人：武汉煜炜光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42