一种激光雷达抗干扰的方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种激光雷达抗干扰的方法与装置，方法包括：将发射信号分解为M个探测脉冲光信号进行探测；其中，M≥2；当存在光串扰时，接收端得到N个接收脉冲光信号；其中，N＞M，所述N个接收脉冲光信号中包括M个有效接收光信号和N

【技术实现步骤摘要】
一种激光雷达抗干扰的方法与装置


[0001]本专利技术属于激光雷达探测
，更具体地，涉及一种激光雷达抗干扰的方法与装置。

技术介绍

[0002]激光雷达在实际使用时会面临各种复杂的应用环境，有的是雨雪，有的是雾霾等，还有的是各个激光雷达之间的光串扰。激光雷达属于工业应用产品，对可靠性要求很高，因此要尽量去除环境参数的影响，进而实现长时间的稳定工作。针对上述环境参数的干扰，业界的普遍方法是采用点云滤波的算法，具体又分为实时处理和后期处理两种技术方法。其中，实时处理是激光雷达在进行探测的时候，实时对所获得的点云数据进行算法判断和滤波，主要去除干扰特征很明显的点云数据，并将滤波之后的数据传输给后续处理系统。后期处理是在点云数据处理系统完成，处理系统在收到激光雷达探测到并进行第一次滤波之后的点云数据后，根据设定的二次滤波规则再次对点云数据进行算法处理，去除掉不必要的干扰点，并基于插值算法增加一些必要的点云数据点，提高目标识别的完整度。
[0003]但上述两种方法均存在一定的技术缺陷，实时处理方法是只通过算法滤波进行抗干扰识别，没有进行对应的设备光学和硬件改进，仅能滤除干扰特征明显的点云数据，而无法识别并滤除快速变化且干扰特征不明显的点云数据点，存在较大的应用限制。后期处理方法主要是后期点云滤波，在点云后期处理中将干扰点排除掉，此种技术方法的缺陷就是不能实时判断，去除实时的环境干扰；激光雷达有很多实时探测的应用场景，如果采用这种技术方法，则无法满足实时探测应用的要求。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种激光雷达抗干扰的方法与装置，其目的在于通过将发射信号分解成多个脉冲信号进行探测，对干扰光信号进行有效识别和滤除，由此解决传统方案中实时处理方法和后期处理方法均存在一定技术缺陷的技术问题。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种激光雷达抗干扰的方法，包括：
[0006]将发射信号分解为M个探测脉冲光信号进行探测；其中，M≥2；
[0007]当存在光串扰时，接收端得到N个接收脉冲光信号；其中，N＞M，所述N个接收脉冲光信号中包括M个有效接收光信号和N
‑
M个干扰光信号；
[0008]通过所述M个探测脉冲光信号和所述N个接收脉冲光信号，进行脉冲时间差的计算和对比，进而找出干扰光信号并过滤。
[0009]优选地，所述将发射信号分解为M个探测脉冲光信号进行探测，具体为：
[0010]将发射信号分解为等时间间隔的M个探测脉冲光信号进行探测，此时该M个探测脉冲光信号对应的脉冲时间差相等；或者，
[0011]将发射信号分解为非等时间间隔的M个探测脉冲光信号进行探测，并给出该M个探测脉冲光信号对应的脉冲时间差关系。
[0012]优选地，当将发射信号分解为等时间间隔的M个探测脉冲光信号时，所述通过所述M个探测脉冲光信号和所述N个接收脉冲光信号，进行脉冲时间差的计算和对比，进而找出干扰光信号并过滤，具体为：
[0013]分别将所述M个探测脉冲光信号对应的时间和所述N个接收脉冲光信号对应的时间进行一一对比，得到M行N列的时间差矩阵；
[0014]将所述时间差矩阵中每行对应的时间差进行对比，找到M个相等的时间差；其中，每一行对应找出一个时间差；
[0015]将找到的所述M个相等的时间差作为有效时间差，其余时间差作为无效时间差，并将无效时间差对应的接收脉冲光信号作为干扰光信号过滤。
[0016]优选地，当将发射信号分解为非等时间间隔的M个探测脉冲光信号时，所述通过所述M个探测脉冲光信号和所述N个接收脉冲光信号，进行脉冲时间差的计算和对比，进而找出干扰光信号并过滤，具体为：
[0017]分别将所述M个探测脉冲光信号对应的时间和所述N个接收脉冲光信号对应的时间进行一一对比，得到M行N列的时间差矩阵；
[0018]将所述时间差矩阵中每行对应的时间差进行对比，找到满足所述脉冲时间差关系的M个时间差；其中，每一行对应找出一个时间差；
[0019]将找到的所述M个时间差作为有效时间差，其余时间差作为无效时间差，并将无效时间差对应的接收脉冲光信号作为干扰光信号过滤。
[0020]优选地，当将发射信号S
x
分解为探测脉冲光信号S
x
‑1、S
x
‑2、...、S
x
‑
M
，接收端得到接收脉冲光信号E
x
‑1、E
x
‑2、...、E
x
‑
N
时，所述时间差矩阵中第i行第i列的时间差记为Δt
x
‑
i
‑
j
，表示探测脉冲光信号S
x
‑
i
对应的时间与接收脉冲光信号E
x
‑
j
对应的时间之间的时间差。
[0021]优选地，在确定M个有效时间差之后，所述方法还包括：
[0022]根据M个有效时间差，分别计算得到M个探测脉冲光信号对应的探测距离，并将M个探测距离取平均作为所述发射信号对应的探测距离。
[0023]优选地，对于有效时间差为Δt的探测脉冲光信号，对应的探测距离d＝c*Δt/2；其中，c表示光速。
[0024]优选地，当存在光串扰时，所述接收端得到N个接收脉冲光信号具体为：
[0025]利用光性能监控器对接收端接收到的光信号强度进行实时监控；
[0026]当接收到的光信号强度未超过预设最大值时，直接利用接收探测器接收到N个接收脉冲光信号；
[0027]当接收到的光信号强度超过预设最大值时，先利用高速光学衰减器对接收到的光信号进行衰减，再利用接收探测器接收到N个接收脉冲光信号。
[0028]按照本专利技术的另一方面，提供了一种激光雷达抗干扰的装置，包括发射光源、发射透镜、接收透镜和接收探测器；
[0029]所述发射光源用于将发射信号分解为M个探测脉冲光信号，并经所述发射透镜准直后发送至接收端；其中，M≥2；
[0030]所述接收探测器用于接收经所述接收透镜汇聚后的光信号；其中，当当存在光串
扰时，所述接收探测器接收到到N个接收脉冲光信号，N＞M。
[0031]优选地，还包括高速光学衰减器和光性能监控器，且所述高速光学衰减器设置于所述接收透镜和所述接收探测器之间；
[0032]其中，所述光性能监控器用于对接收到的光信号强度进行实时监控，当接收到的光信号强度超过预设最大值时，所述高速光学衰减器开始对接收到的光信号进行衰减。
[0033]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：本专利技术将发射信号分解为多个探测脉冲光信号进行探测，接收端也可得到多个接收脉冲光信号，通过将所有的探测脉冲光信号和所有的接收脉冲光信号进行比对，实现脉冲时间差的计算和对比，进而可找出接收脉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达抗干扰的方法，其特征在于，包括：将发射信号分解为M个探测脉冲光信号进行探测；其中，M≥2；当存在光串扰时，接收端得到N个接收脉冲光信号；其中，N＞M，所述N个接收脉冲光信号中包括M个有效接收光信号和N
‑
M个干扰光信号；通过所述M个探测脉冲光信号和所述N个接收脉冲光信号，进行脉冲时间差的计算和对比，进而找出干扰光信号并过滤。2.如权利要求1所述的激光雷达抗干扰的方法，其特征在于，所述将发射信号分解为M个探测脉冲光信号进行探测，具体为：将发射信号分解为等时间间隔的M个探测脉冲光信号进行探测，此时该M个探测脉冲光信号对应的脉冲时间差相等；或者，将发射信号分解为非等时间间隔的M个探测脉冲光信号进行探测，并给出该M个探测脉冲光信号对应的脉冲时间差关系。3.如权利要求2所述的激光雷达抗干扰的方法，其特征在于，当将发射信号分解为等时间间隔的M个探测脉冲光信号时，所述通过所述M个探测脉冲光信号和所述N个接收脉冲光信号，进行脉冲时间差的计算和对比，进而找出干扰光信号并过滤，具体为：分别将所述M个探测脉冲光信号对应的时间和所述N个接收脉冲光信号对应的时间进行一一对比，得到M行N列的时间差矩阵；将所述时间差矩阵中每行对应的时间差进行对比，找到M个相等的时间差；其中，每一行对应找出一个时间差；将找到的所述M个相等的时间差作为有效时间差，其余时间差作为无效时间差，并将无效时间差对应的接收脉冲光信号作为干扰光信号过滤。4.如权利要求2所述的激光雷达抗干扰的方法，其特征在于，当将发射信号分解为非等时间间隔的M个探测脉冲光信号时，所述通过所述M个探测脉冲光信号和所述N个接收脉冲光信号，进行脉冲时间差的计算和对比，进而找出干扰光信号并过滤，具体为：分别将所述M个探测脉冲光信号对应的时间和所述N个接收脉冲光信号对应的时间进行一一对比，得到M行N列的时间差矩阵；将所述时间差矩阵中每行对应的时间差进行对比，找到满足所述脉冲时间差关系的M个时间差；其中，每一行对应找出一个时间差；将找到的所述M个时间差作为有效时间差，其余时间差作为无效时间差，并将无效时间差对应的接收脉冲光信号作为干扰光信号过滤。5.如权利要求3或4所述的激光雷达抗干扰的方法，其特征在于，当将发射信号S
x
分解为探测脉冲光信号S
x
‑1、S

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