激光探测装置的探测方法、激光探测装置及存储介质制造方法及图纸

本申请适用于调频连续波激光雷达技术领域，提供一种激光探测装置的探测方法、激光探测装置及存储介质，其中，探测方法分别控制两个发射功率不同的激光器在同一扫频周期向目标物体发射扫频斜率大小不等、扫频方向相反的三角波信号；然后通过光电探测模块接收两个激光器的本振信号以及目标物体反射探测信号形成的回波信号；再根据两个激光器的功率大小关系、扫频斜率大小，以及各本振信号与对应的回波信号的拍频信号的频率，确定目标物体相对于激光探测装置的运动方向、距离及速度。本申请提供的探测方法能够改善当前针对双激光器探测的方式，并无具体的方法能够实现速度与距离的解算的现状。的解算的现状。的解算的现状。

【技术实现步骤摘要】
激光探测装置的探测方法、激光探测装置及存储介质


[0001]本申请属于调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW)激光雷达(Light Detection And Range，LiDAR)
，尤其涉及一种激光探测装置的探测方法、激光探测装置及存储介质。

技术介绍

[0002]调频连续波激光雷达能同时测距和测速，广泛应用在智慧交通、无人驾驶等领域中，能够为自动驾驶或辅助驾驶提供更加安全可靠的距离和速度信息。相对于单独利用飞行时间(Time Of Flight，TOF)测距技术，调频连续波激光雷达能够检测出目标物体的距离和速度，从而能够更快的识别目标物体，便于提前作出避险操作。

技术实现思路

[0003]当前，可以在调频连续波激光雷达的同一通道内设置双激光器，使双激光器按照相同光路进行探测，理论上可以实现更高分辨率的探测。但是，针对双激光器探测的方式，当前并无具体的方法能够实现速度与距离的解算。
[0004]有鉴于此，本申请实施例提供了一种激光探测装置的探测方法、激光探本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光探测装置的探测方法，其特征在于，包括：控制第一激光器在每个扫频周期生成第一三角波信号，其中，所述第一激光器的发射功率为第一功率，所述第一三角波信号的扫频斜率大小为第一斜率，所述扫频周期包括顺次连接的第一扫频时间与第二扫频时间；控制第二激光器在每个所述扫频周期生成第二三角波信号，其中，所述第二激光器的发射功率为不同于所述第一功率的第二功率，所述第二三角波信号的扫频斜率大小为第二斜率，所述第二斜率与所述第一斜率不同；控制光电探测模块接收第一本振信号、第一探测信号的回波信号、第二本振信号与第二探测信号的回波信号，其中，所述第一本振信号与所述第一探测信号为所述第一三角波信号分束形成的两信号，所述第一本振信号包括位于所述第一扫频时间的第一上扫本振信号与位于所述第二扫频时间的第二下扫本振信号，所述第一探测信号包括位于所述第一扫频时间的第一上扫探测信号与位于所述第二扫频时间的第二下扫探测信号，所述第二本振信号与所述第二探测信号为所述第二三角波信号分束形成的两信号，第二本振信号包括位于所述第一扫频时间的第一下扫本振信号与位于所述第二扫频时间的第二上扫本振信号，所述第二探测信号包括位于所述第一扫频时间的第一下扫探测信号与位于所述第二扫频时间的第二上扫探测信号；在所述第一扫频时间获取第一频率与第二频率，其中，所述第一频率为第一拍频信号的频率与第二拍频信号的频率中较高的一个，所述第二频率为所述第一拍频信号的频率与所述第二拍频信号的频率中较低的一个，所述第一拍频信号为所述第一上扫本振信号与所述第一上扫探测信号的回波信号的拍频信号，所述第二拍频信号为所述第一下扫本振信号与所述第一下扫探测信号的回波信号的拍频信号；在所述第二扫频时间获取第三频率与第四频率，其中，所述第三频率为第三拍频信号的频率与第四拍频信号的频率中较高的一个，所述第四频率为所述第三拍频信号的频率与所述第四拍频信号的频率中较低的一个，所述第三拍频信号为所述第二下扫本振信号与所述第二下扫探测信号的回波信号的拍频信号，所述第四拍频信号为所述第二上扫本振信号与所述第二上扫探测信号的回波信号的拍频信号；根据所述第一功率与所述第二功率的大小关系，以及，所述第一频率与所述第二频率的幅值大小关系，确定目标物体在所述第一扫频时间相对于所述激光探测装置的运动方向，或者，根据所述第一功率与所述第二功率的大小关系，以及，所述第三频率与所述第四频率的幅值大小关系，确定所述目标物体在所述第二扫频时间相对于所述激光探测装置的运动方向；根据所述运动方向、所述第一频率、所述第二频率、所述第三频率、所述第四频率、所述第一斜率、所述第二斜率，以及，所述第一三角波信号和/或所述第二三角波信号的中心频率，确定所述目标物体相对于所述激光探测装置的距离与速度。2.如权利要求1所述的激光探测装置的探测方法，其特征在于，所述根据所述第一功率与所述第二功率的大小关系，以及，所述第一频率与所述第二频率的幅值大小关系，确定目标物体在所述第一扫频时间相对于所述激光探测装置的运动方向的步骤包括：若所述第一功率大于所述第二功率，所述第一频率的幅值小于所述第二频率的幅值，则确定所述目标物体在所述第一扫频时间靠近所述激光探测装置，若所述第一频率的幅值
大于所述第二频率的幅值，则确定所述目标物体在所述第一扫频时间不靠近所述激光探测装置；若所述第一功率小于所述第二功率，所述第一频率的幅值大于第二频率的幅值，则所述目标物体在所述第一扫频时间靠近所述激光探测装置，若所述第一频率的幅值小于所述第二频率的幅值，则确定所述目标物体在所述第一扫频时间不靠近所述激光探测装置；所述根据所述第一功率与所述第二功率的大小关系，以及，所述第三频率与所述第四频率的幅值大小关系，确定所述目标物体在所述第二扫频时间相对于所述激光探测装置的运动方向的步骤包括：若所述第一功率大于所述第二功率，所述第三频率的幅值大于所述第四频率的幅值，则确定所述目标物体在所述第二扫频时间靠近所述激光探测装置，若所述第三频率的幅值小于所述第四频率的幅值，则确定所述目标物体在所述第二扫频时间不靠近所述激光探测装置；若所述第一功率小于所述第二功率，所述第三频率的幅值小于第四频率的幅值，则确定所述目标物体在所述第二扫频时间靠近所述激光探测装置，若所述第三频率的幅值大于所述第四频率的幅值，则确定所述目标物体在所述第二扫频时间不靠近所述激光探测装置。3.如权利要求1所述的激光探测装置的探测方法，其特征在于，所述根据所述运动方向、所述第一频率、所述第二频率、所述第三频率、所述第四频率、所述第一斜率、所述第二斜率，以及，所述第一三角波信号和/或所述第二三角波信号的中心频率，确定所述目标物体相对于所述激光探测装置的距离与速度的步骤包括：若所述目标物体靠近所述激光探测装置，则启动第一判断算法根据所述第一频率、所述第二频率、所述第三频率、所述第四频率、所述第一斜率以及所述第二斜率，确定所述第二拍频信号的距离拍频频率与所述第四拍频信号的距离拍频频率；获取所述第二拍频信号的距离拍频频率与所述第四拍频信号的距离拍频频率的差值的绝对值，得到第一绝对值；若所述第一绝对值小于或等于第一阈值，则启动第一解耦算法确定所述目标物体相对于所述激光探测装置的距离与速度；以及若所述第一绝对值大于所述第一阈值，则启动第二解耦算法确定所述目标物体相对于所述激光探测装置的距离与速度；其中，所述第一判断算法配置为可针对所述目标物体靠近所述激光探测装置，且所述第一拍频信号至所述第四拍频信号均满足距离拍频频率大于或等于速度拍频频率的场景，计算所述第二拍频信号的距离拍频频率与所述第四拍频信号的距离拍频频率；所述第一解耦算法配置为可针对所述目标物体靠近所述激光探测装置，且所述第一拍频信号至所述第四拍频信号均满足距离拍频频率大于或等于速度拍频频率的场景，计算所述目标物体相对于所述激光探测装置的距离与速度；所述第二解耦算法配置为可针对所述目标物体靠近所述激光探测装置，且所述第一拍频信号至所述第四拍频信号均满足距离拍频频率小于速度拍频频率的场景，计算所述目标物体相对于所述激光探测装置的距离与速度。4.如权利要求1所述的激光探测装置的探测方法，其特征在于，所述根据所述运动方
向、所述第一频率、所述第二频率、所述第三频率、所述第四频率、所述第一斜率、所述第二斜率，以及，所述第一三角波信号和/或所述第二三角波信号的中心频率，确定所述目标物体相对于所述激光探测装置的距离与速度的步骤包括：若所述目标物体靠近所述激光探测装置，则启动第一判断算法根据所述第一频率、所述第二频率、所述第三频率、所述第四频率、所述第一斜率以及所述第二斜率，确定所述第一拍频信号的距离拍频频率与所述第三拍频信号的距离拍频频率；获取所述第一拍频信号的距离拍频频率与所述第三拍频信号的距离拍频频率的差值的绝对值，得到第一绝对值；若所述第一绝对值小于或等于第一阈值，则启动第一解耦算法确定所述目标物体相对于所述激光探测装置的距离与速度；以及若所述第一绝对值大于所述第一阈值，则启动第二解耦算法确定所述目标物体相对于所述激光探测装置的距离与速度；其中，所述第一判断算法配置为可针对所述目标物体靠近所述激光探测装置，且所述第一拍频信号至所述第四拍频信号均满足距离拍频频率大于或等于速度拍频频率的场景，计算所述第二拍频信号的距离拍频频率与所述第四拍频信号的距离拍频频率；所述第一解耦算法配置为可针对所述目标物体靠近所述激光探测装置，且所述第一拍频信号至所述第四拍频信号均满足距离拍频频率大于或等于速度拍频频率的场景，计算所述目标物体相对于所述激光探测装置的距离与速度；所述第二解耦算法配置为可针对所述目标物体靠近所述激光探测装置，且所述第一拍频信号至所述第四拍频信号均满足距离拍频频率小于速度拍频频率的场景，计算所述目标物体相对于所述激光探测装置的距离与速度。5.如权利要求1所述的激光探测装置的探测方法，其特征在于，所述根据所述运动方向、所述第一频率、所述第二频率、所述第三频率、所述第四频率、所述第一斜率、所述第二斜率，以及，所述第一三角波信号和/或所述第二三角波信号的中心频率，确定所述目标物体相对于所述激光探测装置的距离与速度的步骤包括：若所述目标物体靠近所述激光探测装置，所述第二频率大于所述第四频率，则启动第一解耦算法确定所述目标物体相对于所述激光探测装置的距离与速度；以及若所述目标物体靠近所述激光探测装置，所述第二频率小于所述第四频率，则启动第二解耦算法确定所述目标物体相对于所述激光探测装置的距离与速度；其中，所述第一解耦算法配置为可针对所述目标物体靠近所述激光探测装置，且所述第一拍频信号至所述第四拍频信号均满足距离拍频频率大于或等于速度拍频频率的场景，计算所述目标物体相对于所述激光探测装置的距离与速度；所述第二解耦算法配置为可针对所述目标物体靠近所述激光探测装置，且所述第一拍频信号至所述第四拍频信号均满足距离拍频频率小于速度拍频频率的场景，计算所述目标物体相对于所述激光探测装置的距离与速度。6.如权利要求3至5中任一项所述的激光探测装置的探测方法，其特征在于：若所述第一斜率大于所述第二斜率，所述方法还包括：若启动所述第一解耦算法，则根据所述第一解耦算法确定所述第二拍频信号的速度拍频频率与所述第四拍频信号的速度拍频频率；以及
若所述第二拍频信号的距离拍频频率大于或等于速度拍频频率，且所述第四拍频信号的距离拍频频率大于或等于速度拍频频率，则判定根据所述第一解耦算法确定的所述目标物体相对于所述激光探测装置的距离与速度校验通过；或者，若所述第一斜率大于所述第二斜率，所述方法还包括：若启动所述第二解耦算法，则根据所述第二解耦算法确定所述第二拍频信号的速度拍频频率与所述第四拍频信号的速度拍频频率；以及若所述第二拍频信号的距离拍频频率小于速度拍频频率，且所述第四拍频信号的距离拍频频率小于速度拍频频率，则判定根据所述第二解耦算法确定的所述目标物体相对于所述激光探测装置的距离与速度校验通过。7.如权利要求3至5中任一项所述的激光探测装置的探测方法，其特征在于，所述启动第一解耦算法确定所述目标物体相对于所述激光探测装置的距离与速度的步骤，以及所述启动第二解耦算法确定所述目标物体相对于所述激光探测装置的距离与速度的步骤都包括：根据所述第一频率、所述第二频率、所述第一斜率以及所述第二斜率，确定所述目标物体在所述第一扫频时间相对于所述激光探测装置的第一距离；根据所述第一频率、所述第二频率、所述第一斜率、所述第二斜率，以及，所述第一三角波信号和/或所述第二三角波的中心频率，确定所述目标物体在所述第一扫频时间相对于所述激光探测装置的第一速度；根据所述第三频率、所述第四频率、所述第一斜率以及所述第二斜率，确定所述目标物体在所述第二扫频时间相对于所述激光探测装置的第二距离；根据所述第三频率、所述第四频率、所述第一斜率、所述第二斜率，以及，所述第一三角波和/或所述第二三角波信号的中心频率，确定所述目标物体在所述第二扫频时间相对于所述激光探测装置的第二速度。8.如权利要求7所述的激光探测装置的探测方法，其特征在于，所述第一解耦算法包括以下公式：以下公式：以下公式：以下公式：以下公式：以下公式：
所述第二解耦算法包括以下公式：所述第二解耦算法包括以下公式：所述第二解耦算法包括以下公式：所述第二解耦算法包括以下公式：所述第二解耦算法包括以下公式：所述第二解耦算法包括以下公式：所述第二解耦算法包括以下公式：所述第二解耦算法包括以下公式：所述第二解耦算法包括以下公式：所述第二解耦算法包括以下公式：其中，f
+1
表示所述第一频率，f
‑1表示所述第二频率，f
rd1
表示所述第二拍频信号的距离拍频频率，f
ru1
表示所述第一拍频信号的距离拍频频率，K
u
表示所述第一斜率，K
d
表示所述第二斜率，f
+2
表示所述第三频率，f
‑2表示所述第四频率，f
rd2
表示所述第四拍频信号的距离拍频频率，f
ru2
表示所述第三拍频信号的距离拍频频率，r...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋鹏，
申请(专利权)人：深圳市速腾聚创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：