[發明專利]一種提升激光雷達測距能力的方法及裝置

有效

• 申請號: 201711282786.0
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN109901177B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 韓劭純;王泮義;王慶飛
• 申請（專利權）人: 北京萬集科技股份有限公司
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S7/484;G01S7/486;G01S7/4911;G01S7/4912
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;李相雨

1.一種提升激光雷達測距能力的方法，其特征在于：包括：

獲取激光雷達中各激光發射單元發射激光光束的空間分布信息，并根據所述空間分布信息獲取所述激光雷達在同一時間發射激光的激光發射單元的最小間隔；

獲取激光雷達中各激光接收單元接收激光回波信號的視場范圍信息，并根據所述視場范圍信息獲取所述激光雷達在同一時間接收激光回波信號的激光接收單元的最小間隔；

根據所述激光雷達在同一時間發射激光的激光發射單元的最小間隔以及所述激光雷達在同一時間接收激光回波信號的激光接收單元的最小間隔配置所述激光雷達中各激光發射單元和各激光接收單元的工作時序，以使所述激光雷達發射的多路激光在互不干擾的前提下完成同時測距；

其中，所述根據所述空間分布信息獲取所述激光雷達在同一時間發射激光的激光發射單元的最小間隔，包括：

根據以下公式一獲取所述激光雷達在同一時間發射激光的激光發射單元的最小間隔：

Δ₁＝2f₁×D₁/L₁ 公式一

其中，L₁表示所述激光雷達中任意兩個相鄰的激光發射單元之間形成的發射盲區的投影長度，D₁表示發射透鏡的口徑，f₁表示發射透鏡的焦距；

所述根據所述視場范圍信息獲取所述激光雷達在同一時間接收激光回波信號的激光接收單元的最小間隔，包括：

根據以下公式二獲取所述激光雷達在同一時間接收激光回波信號的激光接收單元的最小間隔：

Δ₂＝2f₂×D₂/L₂ 公式二

其中，L₂表示所述激光雷達中任意兩個相鄰的激光接收單元之間形成的接收盲區的投影長度，D₂表示接收透鏡的口徑，f₂表示接收透鏡的焦距。

2.一種基于FPGA提升激光雷達測距能力的裝置，其特征在于，包括：激光雷達和FPGA系統；

其中，所述激光雷達包括：M個激光發射單元和M個激光接收單元，M≥1；

所述FPGA系統包括：FPGA時序控制模塊、激光發射驅動模塊、激光接收驅動模塊、時刻鑒別模塊、回波選通模塊以及計時模塊；所述FPGA時序控制模塊分別與所述激光發射驅動模塊和所述激光接收驅動模塊連接；

其中，所述FPGA時序控制模塊用于通過內部時鐘對整周期進行分割，得到多個發光時刻；所述FPGA時序控制模塊還用于根據所述激光雷達在同一時間發射激光的激光發射單元的最小間隔配置所述激光雷達中各激光發射單元的工作時序；

所述激光發射驅動模塊用于在每個發光時刻根據所述FPGA時序控制模塊配置好的各激光發射單元的工作時序驅動對應的激光發射單元進行工作，以使所述激光雷達發射的多路激光互不干擾；

相應地，所述FPGA時序控制模塊還用于根據所述激光雷達在同一時間接收激光的激光接收單元的最小間隔配置所述激光雷達中各激光接收單元的工作時序；

所述激光接收驅動模塊用于根據所述FPGA時序控制模塊配置好的各激光接收單元的工作時序驅動對應的激光接收單元進行工作，以使所述激光雷達接收的多路激光回波信號互不干擾；

所述時刻鑒別模塊，包括M個時刻鑒別單元，每個時刻鑒別單元用于檢測一路激光回波信號的邊沿信息，并將檢測到的邊沿信息發送給所述回波選通模塊；其中，所述邊沿信息包括上升沿信息和下降沿信息；

所述回波選通模塊，用于根據各激光發射單元的工作時序將相鄰路的激光回波信號的邊沿信息發送給計時模塊中的不同計時單元分別進行計時；

所述計時模塊，包括M個計時單元，計時單元個數與激光發射單元、激光接收單元數量相同，每個計時單元用于根據接收到的邊沿信息計算激光飛行時間，進而得到當前測距信息；

其中，所述FPGA時序控制模塊還用于通過如下公式一計算所述激光雷達在同一時間發射激光的激光發射單元的最小間隔：

Δ₁＝2f₁×D₁/L₁ 公式一

其中，L₁表示所述激光雷達中任意兩個相鄰的激光發射單元之間形成的發射盲區的投影長度，D₁表示發射透鏡的口徑，f₁表示發射透鏡的焦距；

其中，所述FPGA時序控制模塊還用于通過如下公式二計算所述激光雷達在同一時間接收激光回波信號的激光接收單元的最小間隔：

Δ₂＝2f₂×D₂/L₂ 公式二

其中，L₂表示所述激光雷達中任意兩個相鄰的激光接收單元之間形成的接收盲區的投影長度，D₂表示接收透鏡的口徑，f₂表示接收透鏡的焦距。