激光雷达的测距方法、激光雷达及计算机可读存储介质技术

本发明专利技术提供一种激光雷达的测距方法，所述测距方法包括：S101：获取多帧对三维环境的探测数据；S102：至少基于部分前k帧的探测数据，预测第k+1次探测时所述三维环境中障碍物所处的位置，其中k为整数，k≥1；S103：在进行第k+1次探测时，根据预测的所述障碍物的位置信息，针对所述障碍物上的至少一点，调整探测窗口的范围；S104：仅根据在调整后的探测窗口内的回波信息，计算所述至少一点的测距信息。通过本发明专利技术提供的测距方法，根据探测结果的反馈来调整探测窗口的范围，只在有障碍物的距离范围内进行探测，从而节约存储空间、降低计算需求或节约功耗。节约功耗。节约功耗。

【技术实现步骤摘要】
激光雷达的测距方法、激光雷达及计算机可读存储介质


[0001]本公开涉及光电探测领域，尤其涉及一种激光雷达的测距方法、一种激光雷达及一种计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]激光雷达通常包括发射单元、光电探测单元和信号处理单元，其中发射单元用于向激光雷达周围的三维环境发射探测激光束，探测激光束在三维环境中的目标物上发生漫反射，部分回波返回到激光雷达，由光电探测单元接收并转换为电信号，信号处理单元与所述光电探测单元耦接以接收所述电信号，并基于所述电信号计算回波的飞行时间，并计算所述障碍物的测距信息，例如距离和方位等。
[0003]通常，发射单元在发射探测激光束，对应的光电探测单元和/或信号处理单元在预先设置好的探测窗口范围内始终保持开启，用于接收回波，该探测窗口通常是根据所述激光雷达的预设最大探测距离确定的。通过这样的方式，能够确保光电探测单元以及信号处理单元能够接收并处理到来自目标物的回波，但同时，也使得在该探测窗口内，光电探测单元和信号处理单元接收并处理了大量的来自周围环境的噪声光信号或者背景光信号，使得激光雷达接收到的回波信号具有较低的信噪比以及耗费电量，因此会降低距离计算的精度和速度。
[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缺陷，本专利技术设计了一种激光雷达的测距方法，根据探测数据的反馈调整探测窗口的范围，只在有障碍物的距离范围内进行探测，从而节约存储空间、降低计算需求或节约功耗。
[0006]本专利技术设计一种激光雷达的测距方法，所述测距方法包括：
[0007]S101：获取多帧对三维环境的探测数据；
[0008]S102：至少基于部分前k帧的探测数据，预测第k+1次探测时所述三维环境中障碍物所处的位置，其中k为整数，k≥1；
[0009]S103：在进行第k+1次探测时，根据预测的所述障碍物的位置信息，针对所述障碍物上的至少一点，调整探测窗口的范围；和
[0010]S104：仅根据在调整后的探测窗口内的回波信息，计算所述至少一点的测距信息。
[0011]根据本专利技术的一个方面，其中所述探测数据包括与激光雷达的相对方位和/或距离，其中所述步骤S101包括：基于初始探测窗口范围获取k帧对三维环境的探测数据，所述初始探测窗口范围与所述激光雷达的预设最大探测距离有关。
[0012]根据本专利技术的一个方面，其中所述步骤S102包括：
[0013]识别所述障碍物的类型；
[0014]根据所述障碍物的类型和所述前k帧的探测数据，计算所述障碍物的速度；和
[0015]根据所述障碍物的速度，预测第k+1次探测时所述障碍物所处的位置。
[0016]根据本专利技术的一个方面，其中所述步骤S102还包括：结合目标识别技术，根据所述探测数据中多个点的相互关系，确定所述障碍物的尺寸和/或运动参数。
[0017]根据本专利技术的一个方面，其中所述k>1，所述步骤S102包括：
[0018]根据所述障碍物的前k次探测中的相对位置变化以及相邻探测之间的时间间隔，预测第k+1次探测时所述障碍物所处的位置。
[0019]根据本专利技术的一个方面，其中所述步骤S103包括：
[0020]根据预测的所述障碍物的位置信息，针对所述障碍物上的任意一点，获得相应的预测飞行时间；
[0021]将相应的探测窗口的中心位置调整为预测飞行时间，相应的探测窗口的范围调整为[预测飞行时间
‑
时间窗,预测飞行时间+时间窗]，其中所述时间窗为预设值或与所述障碍物的尺寸和/或速度相关。
[0022]根据本专利技术的一个方面，所述时间窗随着所述障碍物的尺寸和/或速度的增大而增大。
[0023]根据本专利技术的一个方面，其中所述激光雷达包括接收单元，所述接收单元包括光电探测器、时间数字转换器和存储器，其中所述光电探测器用于接收回波并转换为电信号，所述时间数字转换器配置成可接收所述电信号并输出所述回波的飞行时间，所述存储器可存储所述回波的飞行时间，所述步骤S104还包括：
[0024]根据本专利技术的一个方面，在所述调整后的探测窗口范围内开启所述激光雷达的光电探测器，在所述调整后的探测窗口范围外，关闭所述光电探测器；或者
[0025]根据本专利技术的一个方面，始终保持所述光电探测器和所述时间数字转换器开启，所述存储器仅存储所述调整后的探测窗口范围内所述时间数字转换器输出的所述回波的飞行时间；或者
[0026]在所述第k+1次探测中，始终保持所述光电探测器开启，仅在所述调整后的探测窗口范围内使得所述时间数字转换器开启。
[0027]根据本专利技术的一个方面，还包括：
[0028]S105：在进行第k+1次探测时，所述调整后的探测窗口范围内未探测到障碍物时，将第k+2次探测窗口范围调整为所述初始探测窗口范围。
[0029]本专利技术还设计一种激光雷达，包括：
[0030]发射单元，配置成可发射探测激光束，用于探测三维环境；
[0031]光电探测单元，包括多个光电探测器，配置成可接收来自障碍物的回波并转换为电信号；
[0032]信号处理单元，所述信号处理单元与所述光电探测单元耦接以接收所述电信号，并基于所述电信号计算所述障碍物的测距信息；和
[0033]控制器，所述控制器与所述光电探测单元和所述信号处理单元耦接，并配置成可执行以下操作：
[0034]获取多帧对三维环境的探测数据；
[0035]至少基于部分前k帧的探测数据，预测第k+1次探测时所述三维环境中障碍物所处
的位置，其中k为整数，k≥1；和
[0036]在进行第k+1次探测时，根据预测的所述障碍物的位置信息，针对所述障碍物上的至少一点，调整探测窗口范围；
[0037]所述信号处理单元配置成在进行第k+1次探测时，仅根据在调整后的探测窗口范围内的回波信息，计算所述障碍物上的所述至少一点的测距信息。
[0038]根据本专利技术的一个方面，其中所述探测数据包括与激光雷达的相对方位和/或距离，所述获取多帧对三维环境的探测数据的操作包括：基于初始探测窗口范围获取k帧对三维环境的探测数据，其中所述初始探测窗口范围与所述激光雷达的预设最大探测距离有关。
[0039]根据本专利技术的一个方面，其中所述控制器配置成通过以下方式预测第k+1次探测时所述障碍物的位置：
[0040]识别所述障碍物的类型；
[0041]根据所述障碍物的类型和前k帧的探测数据，计算所述障碍物的速度；和
[0042]根据所述障碍物的速度，预测第k+1次探测时所述障碍物所处的位置。
[0043]根据本专利技术的一个方面，所述控制器结合目标识别技术，根据所述探测数据中多个点的相互关系，确定所述障碍物的尺寸和/或运动参数。
[0044]根据本专利技术的一个方面，其中所述k>1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达的测距方法，所述测距方法包括：S101：获取多帧对三维环境的探测数据；S102：至少基于部分前k帧的探测数据，预测第k+1次探测时所述三维环境中障碍物所处的位置，其中k为整数，k≥1；S103：在进行第k+1次探测时，根据预测的所述障碍物的位置信息，针对所述障碍物上的至少一点，调整探测窗口的范围；和S104：仅根据在调整后的探测窗口内的回波信息，计算所述至少一点的测距信息。2.如权利要求1所述的测距方法，其中所述探测数据包括与激光雷达的相对方位和/或距离，其中所述步骤S101包括：基于初始探测窗口范围获取k帧对三维环境的探测数据，所述初始探测窗口范围与所述激光雷达的预设最大探测距离有关。3.如权利要求1所述的测距方法，其中所述步骤S102包括：识别所述障碍物的类型；根据所述障碍物的类型和所述前k帧的探测数据，计算所述障碍物的速度；和根据所述障碍物的速度，预测第k+1次探测时所述障碍物所处的位置。4.如权利要求3所述的测距方法，其中所述步骤S102还包括：结合目标识别技术，根据所述探测数据中多个点的相互关系，确定所述障碍物的尺寸和/或运动参数。5.如权利要求1所述的测距方法，其中所述k>1，所述步骤S102包括：根据所述障碍物的前k次探测中的相对位置变化以及相邻探测之间的时间间隔，预测第k+1次探测时所述障碍物所处的位置。6.如权利要求1
‑
5任一项所述的测距方法，其中所述步骤S103包括：根据预测的所述障碍物的位置信息，针对所述障碍物上的任意一点，获得相应的预测飞行时间；将相应的探测窗口的中心位置调整为预测飞行时间，相应的探测窗口的范围调整为[预测飞行时间
‑
时间窗,预测飞行时间+时间窗]，其中所述时间窗为预设值或与所述障碍物的尺寸和/或速度相关。7.如权利要求6所述的测距方法，所述时间窗随着所述障碍物的尺寸和/或速度的增大而增大。8.如权利要求7所述的测距方法，其中所述激光雷达包括接收单元，所述接收单元包括光电探测器、时间数字转换器和存储器，其中所述光电探测器用于接收回波并转换为电信号，所述时间数字转换器配置成可接收所述电信号并输出所述回波的飞行时间，所述存储器可存储所述回波的飞行时间，所述步骤S104还包括：在所述第k+1次探测中，在所述调整后的探测窗口范围内开启所述激光雷达的光电探测器，在所述调整后的探测窗口范围外，关闭所述光电探测器；或者在所述第k+1次探测中，始终保持所述光电探测器和所述时间数字转换器开启，所述存储器仅存储所述调整后的探测窗口范围内所述时间数字转换器输出的所述回波的飞行时间；或者在所述第k+1次探测中，始终保持所述光电探测器开启，仅在所述调整后的探测窗口范围内使得所述时间数字转换器开启。9.如权利要求1所述的测距方法，还包括：
S105：在进行第k+1次探测时，所述调整后的探测窗口范围内未探测到障碍物时，将第k+2次探测窗口范围调整为所述初始探测窗口范围。10.一种激光雷达，包括：发射单元，配置成可发射探测激光束，用于探测三维环境；光电探测单元，包括多个光电探测器，配置成可接收来自障碍物的回波并转换为电信号；信号处理单元，所述信号处理单元与所述光电探测单元耦接以接收所述电信号，并基于所述电信号计算所述障碍物的测距信息；和控制器，所述控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：许帅骑，章洪燕，杨晋，向少卿，
申请(专利权)人：上海禾赛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：