[發(fā)明專利]一種激光雷達(dá)信號的后脈沖修正方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710236542.2
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN106842168B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 上官明佳;余超;夏海云;張軍;竇賢康;潘建偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G01S7/48
• 分類號: G01S7/48
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

本發(fā)明實施例提供了一種激光雷達(dá)信號的后脈沖修正方法及裝置，包括，將距離bin處的待修正的激光雷達(dá)回波信號轉(zhuǎn)換為離散的計數(shù)率分布；根據(jù)已獲取到第一后脈沖概率分布函數(shù)和計數(shù)率分布，計算激光雷達(dá)信號在距離bin處產(chǎn)生的后脈沖計數(shù)率；用計數(shù)率分布減去后脈沖計數(shù)率，得到修正后的第一激光雷達(dá)回波信號；對修正后的激光雷達(dá)回波信號進(jìn)行非線性修正，得到修正后的第二激光雷達(dá)雷達(dá)回波信號。因此，即使銦鎵砷單光子探測器在低溫環(huán)境下，后脈沖效應(yīng)會對回波信號產(chǎn)生較大的影響，通過本發(fā)明實施例的方法，也可以得到更加準(zhǔn)確的修正后的激光雷達(dá)回波信號，為實現(xiàn)銦鎵砷單光子探測器在激光雷達(dá)中的應(yīng)用掃清了障礙。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光雷達(dá)的領(lǐng)域，尤其涉及一種激光雷達(dá)信號的后脈沖修正方法及裝置。

背景技術(shù)

大氣探測激光雷達(dá)以其方向性好、時間分辨率和空間分辨率高、精度高、非接觸探測等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于測速、成像、污染物監(jiān)測、測風(fēng)、測溫、密度探測等領(lǐng)域。在激光雷達(dá)領(lǐng)域中，1.5μm的單光子激光雷達(dá)的優(yōu)勢不斷凸顯，而1.5μm的單光子激光雷達(dá)主要由超導(dǎo)納米單光子探測器、上轉(zhuǎn)換單光子探測器和銦鎵砷/銦磷雪崩光電二極管探測器。其中，超導(dǎo)納米單光子探測器的性能優(yōu)于另外兩個探測器的性能，其量子效率可大于90％，暗計數(shù)小于1Hz，時間抖動小于100ps，并且后脈沖幾率可忽略不計。但是，超導(dǎo)納米線單光子探測器的工作溫度為4K左右，因此，需配合制冷裝置一起工作，限制了其應(yīng)用。

目前，銦鎵砷/銦磷雪崩光電二極管探測器是目前950nm～1650nm波段最常用的單光子探測器，其具有成本低、體積小、制冷簡單等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用。但是，為了減小使用時減少暗計數(shù)、提高信噪比，銦鎵砷/銦磷雪崩光電二極管探測器需要在210K～250K的低溫環(huán)境下工作，然而，在這樣的低溫下，材料的后脈沖效應(yīng)會對回波信號會產(chǎn)生較大的影響。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種激光雷達(dá)信號的后脈沖修正方法及裝置，這樣，即時即使銦鎵砷單光子探測器在低溫環(huán)境下，后脈沖效應(yīng)會對激光雷達(dá)回波信號產(chǎn)生較大的影響，也可以通過本實施例提供的修正方法，得到更加準(zhǔn)確的修正后的激光雷達(dá)回波信號，為實現(xiàn)銦鎵砷單光子探測器在激光雷達(dá)中的應(yīng)用掃清了障礙。

本發(fā)明實施例提供的一種激光雷達(dá)信號的后脈沖修正方法，所述方法可以包括：

將距離bin處的待修正的激光雷達(dá)回波信號轉(zhuǎn)換為計數(shù)率分布；

根據(jù)已獲取的第一后脈沖概率分布函數(shù)和所述計數(shù)率分布，計算激光雷達(dá)信號在距離bin處產(chǎn)生的后脈沖計數(shù)率；

用所述計數(shù)率分布減去所述后脈沖計數(shù)率，得到修正后的第一激光雷達(dá)回波信號；

對所述修正后的第一激光雷達(dá)回波信號進(jìn)行非線性修正，得到修正后的第二激光雷達(dá)回波信號。

可選的，所述將距離bin處的待修正的激光雷達(dá)回波信號轉(zhuǎn)換為計數(shù)率分布，包括：

獲取單個距離bin的時間寬度與激光雷達(dá)脈沖累計數(shù)；

將所述待修正的激光雷達(dá)回波信號除以單個距離bin的時間寬度與所述激光雷達(dá)脈沖累計數(shù)的乘積，得到計數(shù)率分布。

可選的，獲取第一后脈沖概率分布函數(shù)包括：

根據(jù)預(yù)設(shè)的第二脈沖概率分布和預(yù)設(shè)的擬合函數(shù)，得到多個待擬合值；

其中，所述待預(yù)設(shè)的擬合函數(shù)為A₁、A₂、A₃、τ₁、τ₂、τ₃和c為所述多個待擬合值；

將得到的所述多個待擬合值代入所述待擬合函數(shù)中，得到第一脈沖概率分布函數(shù)。