一种优化激光雷达通光罩影响的方法与装置制造方法及图纸

技术编号:29581207 阅读:10 留言:0更新日期:2021-08-06 19:38
本发明专利技术公开了一种优化激光雷达通光罩影响的方法与装置,在通光罩安装至激光雷达上之前,利用预设光强的光信号对所述通光罩进行标定,得到所述通光罩的光能量损耗;在通光罩安装至激光雷达上之后,利用所述激光雷达探测实际光能量,并根据所述实际光能量和所述通光罩的光能量损耗计算标定光能量;根据所述标定光能量确定目标与所述激光雷达之间的距离。本发明专利技术提供的方案中可以消除通光罩的影响,提高激光雷达的测距精度。

【技术实现步骤摘要】
一种优化激光雷达通光罩影响的方法与装置
本专利技术属于激光雷达
,更具体地,涉及一种优化激光雷达通光罩影响的方法与装置。
技术介绍
激光雷达可用于获取周围环境目标的三维信息,并将点云数据传输给后台处理系统,属于光电行业的高精尖设备。激光雷达的主要组成部分包括发射光源、接收探测器、光学系统、光束扫描系统、通光罩等。其中,发射光源是激光雷达探测光信号的发送部分,接收探测器是激光雷达的光信号接收部分,光学系统是进行光斑准直整形的部分,光束扫描部分是控制光束进行空间扫描的的结构,通光罩是将激光雷达光机系统进行密封保护并能让光信号无损通过的元件。其中,通光罩虽然不是核心功能指标元件,但也是关键元器件,其性能直接影响激光雷达的整体性能指标。目前,大部分激光雷达的标定和测试都是不含通光罩完成的,即将发射光源、接收探测器、光学系统等组装在一起,但先不组装通光罩。发射光源、接收探测器和光学系统组装好了之后,系统完成标定和测试,指标合格之后,再将通光罩安装上去。此时,通光罩会对探测信号光进行一定程度的衰减,而此部分的光衰减会直接影响激光雷达的距离探测精度,且对不同反射率物体的距离影响不一致,无法通过二次标定进行消除。
技术实现思路
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优化激光雷达通光罩影响的方法与装置,其目的在于通过在正式使用之前对通光罩进行预先标定,在正式使用时消除通光罩的影响,提高激光雷达的测距精度。为实现上述目的,按照本专利技术的一个方面,提供了一种优化激光雷达通光罩影响的方法,包括:在通光罩安装至激光雷达上之前,利用预设光强的光信号对所述通光罩进行标定,得到所述通光罩的光能量损耗;在通光罩安装至激光雷达上之后,利用所述激光雷达探测实际光能量,并根据所述实际光能量和所述通光罩的光能量损耗计算标定光能量;根据所述标定光能量确定目标与所述激光雷达之间的距离。优选地,所述利用预设光强的光信号对所述通光罩进行标定,得到所述通光罩的光能量损耗,具体为:选择一个或多个标定距离,分别在每个标定距离下计算预设光强的光信号通过所述通光罩之前的光能量EF以及通过所述通光罩之后的光能量EB,并利用映射表保存每个标定距离与对应光能量EF之间的映射关系;分别在每个标定距离下利用对应的光能量EF和光能量EB计算出对应的光能量损耗值Γ,进而确定所述通光罩的光能量损耗Γ'。优选地,所述根据所述标定光能量确定目标与所述激光雷达之间的距离,具体为:根据所述标定光能量查找所述映射表,确定与该标定光能量值对应的标定距离,进而确定目标与所述激光雷达之间的距离。优选地,光能量EF以及光能量EB的计算过程具体为:对所述预设光强的回波信号进行时间轴上的采样,并基于采样得到的多个回波信号强度进行曲线拟合,得到回波信号的拟合函数;根据回波信号曲线确定回波信号的起始时间和结束时间;根据回波信号的拟合函数、起始时间和结束时间,计算出对应光能量。优选地,所述根据回波信号曲线确定回波信号的起始时间和结束时间,具体为:根据回波信号曲线与信号门限的两个时间交点,确定回波信号的起始时间和结束时间;其中,两个时间交点中较小的时间点作为回波信号的起始时间,较大的时间点作为回波信号的结束时间。优选地,所述根据回波信号曲线确定回波信号的起始时间和结束时间,具体为:对所述拟合函数进行反向时间推演,使回波信号强度逼近零值,进而计算出回波信号的起始时间;对所述拟合函数进行正向时间推演,使回波信号强度逼近零值,进而计算出回波信号的结束时间;或将所述起始时间利用所述回波信号曲线的对称轴进行对称,确定回波信号的结束时间。优选地,所述回波信号的拟合函数具体如下:其中,V(t)代表回波信号强度,随着时间的变化而发生改变;系数a代表回波信号曲线尖峰的高度;系数c代表回波信号曲线在时间轴上的横向展开宽度;tp代表回波信号曲线上回波信号强度最大值对应的时间。优选地,每个标定距离下对应光能量损耗值Γ的计算方法具体为:其中,t0F和t1F分别为预设光强的光信号通过所述通光罩之前,对应回波信号的起始时间和结束时间;t0B和t1B分别为预设光强的光信号通过所述通光罩之后,对应回波信号的起始时间和结束时间;VF(t)为预设光强的光信号通过所述通光罩之前,对应回波信号的拟合函数;VB(t)为预设光强的光信号通过所述通光罩之后,对应回波信号的拟合函数。优选地,所述方法还包括:每隔预设周期使所述激光雷达发射预设光强的光信号,在任一标定距离下计算预设光强的光信号通过所述通光罩之后的光能量EB';根据当前选择的标定距离查找所述映射表,确定与该标定距离对应的光能量EF,并根据查找到的光能量EF和光能量EB'更新所述通光罩的光能量损耗Γ'。按照本专利技术的另一方面,提供了一种优化激光雷达通光罩影响的装置,包括至少一个处理器和存储器,所述至少一个处理器和存储器之间通过数据总线连接,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令在被所述处理器执行后,用于完成第一方面所述的优化激光雷达通光罩影响的方法。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:本专利技术提供的方案中,在激光雷达正式安装通光罩使用前,预先选定一个光强对通光罩进行标定,计算出加入通光罩前后的光信号能量变化,得到通光罩对光强的影响;在激光雷达正式安装通光罩使用时,再利用通光罩的影响对实际探测到的光信号能量进行二次算法标定,并利用标定后的光信号能量进行距离计算,从而可以消除通光罩的影响,提高激光雷达的测距精度。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种激光雷达的使用场景示意图;图2是本专利技术实施例提供的一种未经过通光罩和经过通光罩的回波信号示意图;图3是本专利技术实施例提供的一种优化激光雷达通光罩影响的方法流程图;图4是本专利技术实施例提供的一种未经过通光罩和经过通光罩的回波信号的光能量示意图;图5是本专利技术实施例提供的一种光信号经过通光罩前后的衰减示意图;图6是本专利技术实施例提供的一种光能量的计算方法流程图;图7是本专利技术实施例提供的一种对通光罩进行标定修正的方法流程图;图8是本专利技术实施例提供的一种优化激光雷达通光罩影响的装置架构图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。此外,下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。在本专利技术的描述中,术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本专利技术而不是要求本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种优化激光雷达通光罩影响的方法,其特征在于,包括:/n在通光罩安装至激光雷达上之前,利用预设光强的光信号对所述通光罩进行标定,得到所述通光罩的光能量损耗;/n在通光罩安装至激光雷达上之后,利用所述激光雷达探测实际光能量,并根据所述实际光能量和所述通光罩的光能量损耗计算标定光能量;/n根据所述标定光能量确定目标与所述激光雷达之间的距离。/n

【技术特征摘要】
1.一种优化激光雷达通光罩影响的方法,其特征在于,包括:
在通光罩安装至激光雷达上之前,利用预设光强的光信号对所述通光罩进行标定,得到所述通光罩的光能量损耗;
在通光罩安装至激光雷达上之后,利用所述激光雷达探测实际光能量,并根据所述实际光能量和所述通光罩的光能量损耗计算标定光能量;
根据所述标定光能量确定目标与所述激光雷达之间的距离。


2.如权利要求1所述的优化激光雷达通光罩影响的方法,其特征在于,所述利用预设光强的光信号对所述通光罩进行标定,得到所述通光罩的光能量损耗,具体为:
选择一个或多个标定距离,分别在每个标定距离下计算预设光强的光信号通过所述通光罩之前的光能量EF以及通过所述通光罩之后的光能量EB,并利用映射表保存每个标定距离与对应光能量EF之间的映射关系;
分别在每个标定距离下利用对应的光能量EF和光能量EB计算出对应的光能量损耗值Γ,进而确定所述通光罩的光能量损耗Γ'。


3.如权利要求2所述的优化激光雷达通光罩影响的方法,其特征在于,所述根据所述标定光能量确定目标与所述激光雷达之间的距离,具体为:
根据所述标定光能量查找所述映射表,确定与该标定光能量值对应的标定距离,进而确定目标与所述激光雷达之间的距离。


4.如权利要求2所述的优化激光雷达通光罩影响的方法,其特征在于,光能量EF以及光能量EB的计算过程具体为:
对所述预设光强的回波信号进行时间轴上的采样,并基于采样得到的多个回波信号强度进行曲线拟合,得到回波信号的拟合函数;
根据回波信号曲线确定回波信号的起始时间和结束时间;
根据回波信号的拟合函数、起始时间和结束时间,计算出对应光能量。


5.如权利要求4所述的优化激光雷达通光罩影响的方法,其特征在于,所述根据回波信号曲线确定回波信号的起始时间和结束时间,具体为:
根据回波信号曲线与信号门限的两个时间交点,确定回波信号的起始时间和结束时间;其中,两个时间交点中较小的时间点作为回波信号的起始时间,较大的时间点作为回波信号的结束时间。


6.如权利要求4所述的优化激光雷达通光罩影响的方法,其特...

【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:广东;44

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1