在激光雷达中使用的测距方法技术

公开了在激光雷达中使用的测距方法。该方法包括：接收回波信号，该回波信号与响应于从激光雷达向目标对象发射第一脉冲光而从目标对象反射的第二脉冲光对应；确定回波信号的脉冲宽度；将所确定的脉冲宽度与预设阈值进行比较，在所确定的脉冲宽度小于预设阈值的情况下，基于与回波信号的波形的重心位置对应的第一时间来确定脉冲光飞行时间，并且，在所确定的脉冲宽度大于预设阈值的情况下，基于与回波信号的预定前沿位置对应的第二时间来确定脉冲光飞行时间，并且，在所确定的脉冲宽度等于预设阈值的情况下，基于第一时间或者第二时间来确定脉冲光飞行时间；以及基于所确定的脉冲光飞行时间，确定在激光雷达与目标对象之间的距离。距离。距离。

【技术实现步骤摘要】
在激光雷达中使用的测距方法


[0001]本公开涉及激光雷达，更具体而言涉及在激光雷达中使用的测距方法、执行该方法的激光雷达、车辆、电子设备、介质以及程序产品。

技术介绍

[0002]激光雷达，又称为激光探测和测距系统(LiDAR或LADAR)，其通过向目标对象发射激光光束并接收从目标对象反射的光束来测量目标对象的位置、速度等信息。
[0003]激光雷达有着广泛的应用领域。例如，激光雷达被预期用于自主或半自主车辆中。又例如，激光雷达还被预期用于机器人设备中。

技术实现思路

[0004]根据本公开的第一方面，提出了一种在激光雷达中使用的测距方法，该方法包括：接收回波信号，该回波信号与响应于从激光雷达向目标对象发射第一脉冲光而从目标对象反射的第二脉冲光对应；确定回波信号的脉冲宽度；将所确定的脉冲宽度与预设阈值进行比较，在所确定的脉冲宽度小于预设阈值的情况下，基于与回波信号的波形的重心位置对应的第一时间来确定脉冲光飞行时间，并且，在所确定的脉冲宽度大于预设阈值的情况下，基于与回波信号的预定前沿位置对应的第二时间来确定脉冲光飞行时间，并且，在所确定的脉冲宽度等于预设阈值的情况下，基于第一时间或者第二时间来确定脉冲光飞行时间；以及基于所确定的脉冲光飞行时间，确定在激光雷达与目标对象之间的距离。
[0005]根据本公开的第二方面，提出了一种激光雷达，包括：光源，被配置为发射第一脉冲光；扫描器，被配置为引导第一脉冲光以扫描目标对象；光接收器，被配置为检测由目标对象反射的第二脉冲光；以及控制器，控制器与光源、扫描器和光接收器通信地耦接，控制器被配置为执行以下操作：接收回波信号，该回波信号与第二脉冲光对应；确定回波信号的脉冲宽度；将所确定的脉冲宽度与预设阈值进行比较，在所确定的脉冲宽度小于预设阈值的情况下，基于与回波信号的波形的重心位置对应的第一时间来确定脉冲光飞行时间，并且，在所确定的脉冲宽度大于预设阈值的情况下，基于与回波信号的预定前沿位置对应的第二时间来确定脉冲光飞行时间，并且，在所确定的脉冲宽度等于预设阈值的情况下，基于第一时间或者第二时间来确定脉冲光飞行时间；以及基于所确定的脉冲光飞行时间，确定在激光雷达与目标对象之间的距离。
[0006]根据本公开的第三方面，提出了一种车辆，包括：激光雷达，以及与激光雷达通信地耦接的车辆控制器，车辆控制器被配置为执行根据第一方面所述的测距方法。
[0007]根据本公开的第四方面，提出了一种电子设备，包括：处理器；以及通信耦接到处理器并且存储计算机可读指令的存储器，所述计算机可读指令在由处理器执行时，使得电子设备执行根据第一方面所述的测距方法。
[0008]根据本公开的第五方面，提出了一种存储有计算机可读指令的计算机可读存储介质，所述计算机可读指令在由电子设备的处理器执行时，使得电子设备执行根据第一方面
所述的测距方法。
[0009]根据本公开的第六方面，提出了一种包括计算机可读指令的计算机程序产品，所述计算机可读指令在由电子设备的处理器执行时，使得电子设备执行根据第一方面所述的测距方法。
[0010]从参考附图的以下描述中，本公开其他特征和优点将变得清楚。
附图说明
[0011]并入说明书中并构成说明书的一部分的附图图示了本公开的实施例，并且与说明书一起用于解释本公开的原理而没有限制。在各图中，类似的标号用于表示类似的项目。
[0012]图1图示出根据本公开的一些实施例的示例性激光雷达，其可以应用本公开的技术。
[0013]图2是根据本公开一些实施例的示例性测距装置的框图。
[0014]图3是图示出根据本公开一些实施例的示例性测距方法的流程图。
[0015]图4图示出根据本公开的一些实施例的示例性的回波信号。
[0016]图5图示出根据本公开的一些实施例的集成了激光雷达的车辆的组成示意图。
[0017]图6图示出根据本公开的一些实施例的电子设备的配置框图。
具体实施方式
[0018]在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以提供对所描述的示例性实施例的透彻理解。但是，对于本领域技术人员清楚的是，所描述的实施例可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下进行实践。在所描述的示例性实施例中，为了避免不必要地模糊本公开的概念，没有详细描述众所周知的结构或处理步骤。
[0019]下文所示的每个框图内的方框可以通过硬件、软件、固件或其任意组合来实现以实现本公开的原理。本领域技术人员应该理解的是，每个框图中描述的方框可以被组合或分成子框来实现本公开的原理。
[0020]本公开中呈现的方法的步骤旨在是说明性的。在一些实施例中，该方法可以用未描述的一个或多个附加步骤来完成和/或在没有所讨论的一个或多个步骤的情况下完成。此外，方法的步骤被图示和描述的顺序并不旨在是限制性的。
[0021]图1图示出一种示例性的激光雷达100，其可以应用本公开的技术。激光雷达100可以包括光源102、扫描器104、光接收器106和控制器108。光源102发射用于对目标对象120进行扫描的发射光束。光源102可以是激光器，例如固态激光器(诸如垂直腔面发射激光器(VCSEL)或外腔半导体激光器(ECDL))、激光器二极管、光纤激光器。光源102也可以包括LED。光源102可以发射脉冲光。光源的工作波长可以是650nm至1150nm、800nm至1000nm、850nm至950nm或者1300nm至1600nm。在一个或多个实施例中，光源102还可以包括与光源102光学耦接的光学组件，用于对光源102发出的光束进行准直或聚焦。
[0022]扫描器104用于使来自光源102的发射光束的方向发生偏转，以对目标对象120进行扫描，实现更宽的发射视场或扫描视场。扫描器104可以由任意数量的驱动器驱动的任意数量的光学镜子。例如，扫描器104可以包括平面反射镜、棱镜、机械振镜、偏振光栅、光学相控阵(OPA)、微机电系统(MEMS)振镜。对于MEMS振镜，反射镜面在静电/压电/电磁驱动下在
一维或二维方向上发生旋转或平移。在驱动器的驱动下，扫描器104将来自光源的光束引导至视场内的各个位置，以实现对视场内目标对象120的扫描。
[0023]光束从目标对象120反射后，一部分反射光返回到激光雷达100，并由光接收器106接收。光接收器106接收并检测来自目标对象120的反射光的一部分并产生对应的电信号。光接收器可以包括接收单元和相关联的接收电路。每个接收电路可以用于处理相应的接收单元的输出电信号。接收单元包括各种形式的光电探测器或光电探测器一维或二维阵列，相应地，接收电路可以为一个电路或多个电路的阵列。光电探测器测量反射光的功率、相位或时间特性，并产生相应的电流输出。光电探测器可以是雪崩二极管(APD)、单光子雪崩二极管(SPAD)、PN型光电二极管或PIN型光电二极管。
[0024]控制器108与光源102、扫描器104和光接收器106中的一个或多个通信耦接。控制器108本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在激光雷达中使用的测距方法，其特征在于，该方法包括：接收回波信号，该回波信号与响应于从激光雷达向目标对象发射第一脉冲光而从目标对象反射的第二脉冲光对应；确定回波信号的脉冲宽度；将所确定的脉冲宽度与预设阈值进行比较，在所确定的脉冲宽度小于预设阈值的情况下，基于与回波信号的波形的重心位置对应的第一时间来确定脉冲光飞行时间，并且，在所确定的脉冲宽度大于预设阈值的情况下，基于与回波信号的预定前沿位置对应的第二时间来确定脉冲光飞行时间，并且，在所确定的脉冲宽度等于预设阈值的情况下，基于第一时间或者第二时间来确定脉冲光飞行时间；以及基于所确定的脉冲光飞行时间，确定激光雷达与目标对象之间的距离。2.根据权利要求1所述的测距方法，其中，预设阈值包括以下项中的任一个：代表回波信号的在饱和状态和非饱和状态之间的临界状态的脉冲宽度的第一值；代表当回波信号的下降沿开始出现畸变时的脉冲宽度的第二值，该第二值大于第一值；以及大于第一值且小于第二值的第三值。3.根据权利要求1所述的测距方法，其中，基于与重心位置对应的第一时间来确定脉冲光飞行时间的第一确定精度随着回波信号的脉冲宽度的增大而单调地下降，基于与预定前沿位置对应的第二时间来确定脉冲光飞行时间的第二确定精度随着回波信号的脉冲宽度的增大而单调地上升，并且其中，预设阈值包括：与代表第一确定精度的第一曲线和代表第二确定精度的第二曲线的相交点对应的脉冲宽度值。4.根据权利要求1所述的测距方法，还包括：确定与回波信号的波形的重心位置对应的第一时间，其中，确定第一时间包括：对于回波信号的回波区间内的多个采样点，确定每个采样点的采样时间和幅值；计算各个采样点的采样时间与幅值的乘积的第一和，计算各个采样点的幅值的第二和，并且计算第一和与第二和的比值作为第一时间。5.根据权利要求1所述的测距方法，还包括：确定与回波信号的预定前沿位置对应的第二时间，其中，确定第二时间包括：确定与预定前沿位置相邻的回波信号的两个采样点的采样时间和幅值，根据在预定前沿位置处的回波信号的幅值以及所述两个采样点的采样时间和幅值来计算第二时间。6.根据权利要求1所述的测距方法，其中，基于第一时间来确定脉冲光飞行时间包括：计算第一时间与有关于第一脉冲光的发射的第一发射时间之间的时间差作为脉冲光飞行时间，并且其中，基于第二时间来确定脉冲光飞行时间包括：计算第二时间与有关于第一脉冲光的发射的第二发射时间之间的时间差作为脉冲光飞行时间。7.根据权利要求1所述的测距方法，其中，回波信号是通过对第二脉冲光进行光电转换、多级放大以及模数转换处理而得到的。8.根据权利要求1所述的测距方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒博正，赵拓，王思拨，夏冰冰，石拓，
申请(专利权)人：北京一径科技有限公司，
类型：发明
国别省市：