激光雷达的状态检测装置、激光雷达以及状态检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种可用于激光雷达的状态检测装置，包括：故障诊断单元，配置成可对激光雷达的部件进行故障诊断，并且当诊断到故障存在时输出故障诊断信号；诊断管理单元，所述诊断管理单元与所述故障诊断单元通讯以接收所述故障诊断信号，并配置成根据所述故障诊断信号，确定所述激光雷达的状态。本发明专利技术还提供一种激光雷达以及激光雷达的状态检测方法。种激光雷达以及激光雷达的状态检测方法。种激光雷达以及激光雷达的状态检测方法。

【技术实现步骤摘要】
激光雷达的状态检测装置、激光雷达以及状态检测方法


[0001]本公开涉及光电
，尤其涉及可用于激光雷达的状态检测装置、包括其的激光雷达以及激光雷达的状态检测方法。

技术介绍

[0002]激光雷达LiDAR是激光主动探测传感器设备的一种统称，其工作原理大致如下：激光雷达的发射器发射出一束激光，激光光束遇到物体后，经过漫反射，返回至激光接收器，雷达模块根据发送和接收信号的时间间隔乘以光速，再除以2，即可计算出发射器与物体的距离。根据激光雷达发射激光线束的多少，通常有单线激光雷达、4线激光雷达、8/16/32/64线激光雷达等。一个或多个激光束在竖直方向沿着不同的角度发射，经水平方向扫描，实现对目标区域三维轮廓的探测。多个测量通道(线)对应多个倾角的扫描平面，因此垂直视场内发射的激光线束越多，其竖直方向的角分辨率就越高，激光点云的密度就越大。
[0003]激光雷达的整机产品包括了光学、机械、电子部件，另外还包括软件算法部分。这些都可能是发生故障的部分。激光雷达出现故障时，故障的原因通常难以判断，可能有器件本身的故障(比如某个电学部件高压下烧坏)、器件之间的配合偏移(比如高温下，部件a与部件b发生变形，进而无法再锁紧)。现有技术中，激光雷达作为无人驾驶的眼睛和主动实时探测的传感器，如果激光雷达是否发生故障或者是否正常工作不能及时地被发现和确认，则无法控制车辆执行相对应的行驶操作以应对可能的故障或者异常，这样一来，是存在很多安全隐患的。另外，在发现激光雷达出现故障之后，需要对激光雷达进行拆机或者检测，来逐个排查可能的故障原因。检测过程繁琐，费时费力。
[0004]
技术介绍
部分的内容仅仅是公开人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

技术实现思路

[0005]有鉴于现有技术的至少一个问题，本专利技术提供一种可用于激光雷达的状态检测装置、包括其的激光雷达以及激光雷达的状态检测方法。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供一种可用于激光雷达的状态检测装置，包括：
[0007]故障诊断单元，配置成可对激光雷达的部件进行故障诊断，并且当诊断到故障存在时输出故障诊断信号；
[0008]诊断管理单元，所述诊断管理单元与所述故障诊断单元通讯以接收所述故障诊断信号，并配置成根据所述故障诊断信号，确定所述激光雷达的状态。
[0009]本专利技术还涉及一种激光雷达，包括：如上所述的状态检测装置。
[0010]本专利技术还涉及一种激光雷达的状态检测方法，包括：
[0011]通过故障诊断单元对激光雷达的部件进行故障诊断，并且当诊断到故障存在时输出故障诊断信号；和
[0012]通过诊断管理单元接收所述故障诊断信号，并根据所述故障诊断信号，确定所述
激光雷达的状态。
附图说明
[0013]构成本公开的一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：
[0014]图1A示出了根据本专利技术一个实施例的状态检测装置的示意图；
[0015]图1B示出了根据本专利技术一个优选实施例的状态检测装置的示意图；
[0016]图1C示出了根据本专利技术一个实施例的激光雷达的示意图，其中集成了图1A所示的状态检测装置；
[0017]图2A示出了根据本专利技术一个实施例的激光雷达的多个状态；
[0018]图2B示出了根据本专利技术一个优选实施例的激光雷达的多个状态；
[0019]图2C示出了根据本专利技术一个优选实施例的当切换到停机时激光雷达电源的工作方式；
[0020]图3示出了根据本专利技术一个实施例的激光雷达的初始化阶段；
[0021]图4示出了根据本专利技术实施例的上仓板和下仓板的交互方式；
[0022]图5示出了根据本专利技术一个优选实施例的激光雷达的示意图；
[0023]图6示出了根据本专利技术一个实施例的状态检测方法；
[0024]图7示出了激光雷达的一个实例；
[0025]图8示出了激光雷达内部的结构示意图；
[0026]图9示出了根据本专利技术一个实施例的激光雷达的发射单元示意图；
[0027]图10示出了根据本专利技术一个实施例的探测电路的示意图；
[0028]图11示出了根据本专利技术另一个实施例的光电探测器的布置方式；
[0029]图12示出了根据本专利技术一个实施例的激光雷达的发射单元的检测方法。
[0030]图13示出了根据本专利技术一个实施例的激光雷达发射端组件的示意图；
[0031]图14示出了根据图1激光雷达发射端组件的一种优选的电路结构的示意图；
[0032]图15示出了根据本专利技术一个实施例的一种的故障诊断方法；
[0033]图16A-16E分别示出了根据本专利技术一个实施例的多种故障的预设波形；
[0034]图17示出了根据本专利技术一个实施例的激光雷达发射端组件；
[0035]图18示出了根据本专利技术一个实施例的一种激光雷达；
[0036]图19示出了根据本专利技术一个实施例的一种激光雷达的接收单元的分解图；
[0037]图20示出了根据本专利技术一个实施例的LED光源的示意图；
[0038]图21示出了根据本专利技术一个实施例测试示意图；和
[0039]图22示出了根据本专利技术一个实施例的激光雷达的控制方法。
[0040]图23示出了激光雷达接收端组件的示意图；
[0041]图24示出了根据本专利技术一个实施例的一种可用于激光雷达接收端的故障诊断方法；
[0042]图25示出了根据本专利技术一个实施例的进行测试的示意图；
[0043]图26示出了根据本专利技术一个实施例的测试信号的波形以及输出信号的波形；
[0044]图27示出了激光雷达接收端的一个实施例；
[0045]图28示出了根据本专利技术一个实施例的一种激光雷达接收端组件；和
[0046]图29示出了根据本专利技术一个实施例的一种激光雷达接收端组件。
[0047]图30示出了根据本专利技术一个实施例的可用于激光雷达的点云合理性诊断方法；和
[0048]图31示出了根据本专利技术一个实施例的激光雷达。
[0049]图32示出根据本公开实施例的用于LIDAR的供电异常监测系统；
[0050]图33示出根据本公开一个实施例的LIDAR系统；
[0051]图34示出根据本公开实施例的用于LIDAR的供电异常监测方法；
[0052]图35示出了一种现有技术的编码盘；
[0053]图36示出了根据本专利技术一个实施例的编码盘的示意图；
[0054]图37示出了第一零度位置的脉冲示意图；
[0055]图38示出了第二零度位置的脉冲示意图；
[0056]图39示出了根据本专利技术另一个实施例的编码盘的示意图；
[0057]图40示出了根据本专利技术一个实施例的光电编码装置的示意图；
[0058]图41示出了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可用于激光雷达的状态检测装置，包括：故障诊断单元，配置成可对激光雷达的部件进行故障诊断，并且当诊断到故障存在时输出故障诊断信号；诊断管理单元，所述诊断管理单元与所述故障诊断单元通讯以接收所述故障诊断信号，并配置成根据所述故障诊断信号，确定所述激光雷达的状态。2.如权利要求1所述的状态检测装置，其中所述激光雷达包括上仓板和下仓板，所述故障诊断单元包括：第一故障诊断单元，配置成可对激光雷达的安装或连接到所述上仓板的部件进行故障诊断，并且当诊断到故障存在时输出第一故障诊断信号；和第二故障诊断单元，配置成可对激光雷达的安装或连接到所述下仓板的部件进行故障诊断，并且当诊断到故障存在时输出第二故障诊断信号；其中所述诊断管理单元与所述第一故障诊断单元和第二故障诊断单元通讯以接收所述第一故障诊断信号和第二故障诊断信号，并配置成根据所述第一故障诊断信号和第二故障诊断信号，确定所述激光雷达的状态。3.如权利要求2所述的状态检测装置，其中所述激光雷达包括设置在所述上仓板上的发射单元、接收单元和点云生成单元，其中所述发射单元配置成可向激光雷达外部发射探测激光束，所述接收单元配置成接收所述探测激光束在目标物上反射后的回波并转换为电信号，所述点云生成单元配置成根据所述电信号生成激光雷达的点云数据，其中所述诊断管理单元与所述点云生成单元耦接，并且配置成当接收到所述第一故障诊断信号时，接收与所述第一故障诊断信号相对应的点云数据。4.如权利要求2或3所述的状态检测装置，其中所述激光雷达包括设置在所述下仓板上的电机、电源、编码器和通信部件，所述激光雷达的状态包括：初始化状态、正常状态、劣化状态、停机状态，其中在所述初始化状态，所述激光雷达进行自检操作和电机启动操作；在所述正常状态，所述第一故障诊断单元和第二故障诊断单元进行周期性检测；在所述劣化状态，所述第一故障诊断单元和第二故障诊断单元进行周期性检测，并且对所述激光雷达的至少部分数据进行记录；在所述停机状态，所述激光雷达断电，并对所述激光雷达的至少部分数据进行记录。5.如权利要求4所述的状态检测装置，其中所述激光雷达的故障包括预设的一级故障和二级故障；其中当所述第一故障诊断单元或第二故障诊断单元检测到一级故障时，所述诊断管理单元将所述激光雷达的状态切换到劣化状态；当所述第一故障诊断单元或第二故障诊断单元检测到二级故障时，所述诊断管理单元将所述激光雷达的状态切换到停机状态。6.如权利要求5所述的状态检测装置，其中当在所述劣化状态所述第一故障诊断单元和第二故障诊断单元未检测到故障时，所述诊断管理单元将激光雷达的状态从劣化状态切换为正常状态。7.如权利要求4所述的状态检测装置，其中所述自检操作包括：所述激光雷达的电源和时钟的自检；所述上仓板和下仓板的自检；内部供电自检；发射单元和接收单元自检，其中当所述自检操作成功后进行所述电机启动操作，
其中当在所述初始化阶段自检成功并且电机启动成功后，所述诊断管理单元将激光雷达的状态从初始化状态切换为正常状态；如果所述电源和时钟的自检失败，或所述上仓板和下仓板的自检失败，所述诊断管理单元将激光雷达的状态从初始化状态切换为停机状态；如果所述电机启动操作失败，所述诊断管理单元将激光雷达的状态从初始化状态切换为停机状态。8.如权利要求5所述的状态检测装置，还包括第一缓存、第二缓存和故障存储器，其中所述第一故障诊断单元当判断出故障存在时，触发将故障数据缓存至所述第一缓存；所述第二故障诊断单元当判断出故障存在时，触发将所述至少故障数据缓存至所述第二缓存；所述故障存储器与所述第一缓存和第二缓存耦接，并配置成可接收所述故障数据。9.如权利要求8所述的状态检测装置，其中所述诊断管理单元与所述故障存储器通讯，并且可根据外部请求输出所述故障存储器中存储的故障数据。10.如权利要求3所述的状态检测装置，还包括点云合理性诊断单元，所述点云合理性诊断单元配置成可接收所述点云数据并输出所述点云数据是否合理的结果信息，所述诊断管理单元与所述点云合理性诊断单元通讯，并从所述点云合理性诊断单元接收所述点云数据是否合理的结果信息。11.一种激光雷达，包括：如权利要求1-10中任一项所述的状态检测装置。12.如权利要求11所述的激光雷达，还包括上仓板和下仓板，所述上仓板和下仓板上分别安装或连接有激光雷达的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鑫，向少卿，于庆国，毕云天，杨松，王力威，
申请(专利权)人：上海禾赛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：