[發(fā)明專利]一種提升激光雷達(dá)測(cè)距能力的方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711282786.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109901177B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓劭純;王泮義;王慶飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京萬(wàn)集科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01S17/08
• 分類號(hào): G01S17/08;G01S7/484;G01S7/486;G01S7/4911;G01S7/4912
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;李相雨

本發(fā)明提供了一種提升激光雷達(dá)測(cè)距能力的方法及裝置，該方法包括：獲取所述激光雷達(dá)在同一時(shí)間發(fā)射激光的激光發(fā)射單元的最小間隔；獲取所述激光雷達(dá)在同一時(shí)間接收激光回波信號(hào)的激光接收單元的最小間隔；根據(jù)所述激光雷達(dá)在同一時(shí)間發(fā)射激光的激光發(fā)射單元的最小間隔以及所述激光雷達(dá)在同一時(shí)間接收激光回波信號(hào)的激光接收單元的最小間隔配置所述激光雷達(dá)中各激光發(fā)射單元和各激光接收單元的工作時(shí)序，以使所述激光雷達(dá)發(fā)射的多路激光在互不干擾的前提下完成同時(shí)測(cè)距。本發(fā)明解決了常規(guī)的3D掃描式激光雷達(dá)傳感器測(cè)距能力受限于激光線數(shù)這一問(wèn)題，并且基于光路和發(fā)光時(shí)序解決了同時(shí)發(fā)光帶來(lái)的干擾問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光雷達(dá)測(cè)距技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提升激光雷達(dá)測(cè)距能力的方法及裝置。

背景技術(shù)

激光雷達(dá)是以發(fā)射激光束探測(cè)目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達(dá)系統(tǒng)。從工作原理上講，激光雷達(dá)向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)，然后將接收到的從目標(biāo)反射回來(lái)的回波信號(hào)與發(fā)射信號(hào)進(jìn)行比較，作適當(dāng)處理后，就可獲得目標(biāo)的有關(guān)信息，如目標(biāo)距離、方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù)，從而對(duì)飛機(jī)、導(dǎo)彈等目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、跟蹤和識(shí)別，因此，在激光雷達(dá)技術(shù)中，發(fā)射信號(hào)與回波信號(hào)間的計(jì)時(shí)上限從原理上決定了激光雷達(dá)的測(cè)距能力。

現(xiàn)有技術(shù)中，常規(guī)的3D掃描式激光雷達(dá)傳感器的測(cè)距能力多數(shù)局限于兩點(diǎn)：1)常規(guī)的3D掃描式激光雷達(dá)傳感器多由多線激光組合而成，為了簡(jiǎn)化電路，多采用分時(shí)發(fā)光分時(shí)接收的方式，相鄰兩次發(fā)光時(shí)間之間的間隔對(duì)應(yīng)測(cè)距時(shí)長(zhǎng)，根據(jù)該時(shí)長(zhǎng)上限值即可得到最大測(cè)距范圍。在轉(zhuǎn)速固定的情況下，以系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)一周為一個(gè)周期，多路激光分時(shí)發(fā)光將一個(gè)整周期分割，導(dǎo)致單路激光測(cè)距時(shí)長(zhǎng)上限縮短，測(cè)距能力降低。2)常規(guī)的同時(shí)發(fā)光的時(shí)序處理方式在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中會(huì)帶來(lái)隔路干擾，影響測(cè)距效果的不良影響。這一現(xiàn)象導(dǎo)致該方式雖然理論可行，但實(shí)際應(yīng)用中很少被使用。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種提升激光雷達(dá)測(cè)距能力的方法及裝置，本發(fā)明基于同時(shí)發(fā)光的原理解決了常規(guī)的3D掃描式激光雷達(dá)傳感器測(cè)距能力受限于激光線數(shù)這一問(wèn)題，并且基于光路及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免了同時(shí)發(fā)光帶來(lái)的隔路干擾問(wèn)題，同時(shí)簡(jiǎn)化了后級(jí)處理電路的結(jié)構(gòu)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種提升激光雷達(dá)測(cè)距能力的方法，包括：

獲取激光雷達(dá)中各激光發(fā)射單元發(fā)射激光光束的空間分布信息，并根據(jù)所述空間分布信息獲取所述激光雷達(dá)在同一時(shí)間發(fā)射激光的激光發(fā)射單元的最小間隔；

獲取激光雷達(dá)中各激光接收單元接收激光回波信號(hào)的視場(chǎng)范圍信息，并根據(jù)所述視場(chǎng)范圍信息獲取所述激光雷達(dá)在同一時(shí)間接收激光回波信號(hào)的激光接收單元的最小間隔；

根據(jù)所述激光雷達(dá)在同一時(shí)間發(fā)射激光的激光發(fā)射單元的最小間隔以及所述激光雷達(dá)在同一時(shí)間接收激光回波信號(hào)的激光接收單元的最小間隔配置所述激光雷達(dá)中各激光發(fā)射單元和各激光接收單元的工作時(shí)序，以使所述激光雷達(dá)發(fā)射的多路激光在互不干擾的前提下完成同時(shí)測(cè)距。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述空間分布信息獲取所述激光雷達(dá)在同一時(shí)間發(fā)射激光的激光發(fā)射單元的最小間隔，包括：

根據(jù)以下公式一獲取所述激光雷達(dá)在同一時(shí)間發(fā)射激光的激光發(fā)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(dá)中任意兩個(gè)相鄰的激光發(fā)射單元之間形成的發(fā)射盲區(qū)的投影長(zhǎng)度，D₁表示發(fā)射透鏡的口徑，f₁表示發(fā)射透鏡的焦距。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述視場(chǎng)范圍信息獲取所述激光雷達(dá)在同一時(shí)間接收激光回波信號(hào)的激光接收單元的最小間隔，包括：