[發明專利]一種激光測距方法及系統

有效

• 申請號: 202010421451.8
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111538026B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 程坤
• 申請（專利權）人: 福瑞泰克智能系統有限公司
• 主分類號: G01S17/10
• 分類號: G01S17/10;G01S7/487
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;賈允

本發明涉及測距技術領域，具體是一種激光測距方法及系統，所述方法包括：發射端向目標探測區域發射激光脈沖，所述激光脈沖根據預設的調制信號進行幅度調制得到；接收端接收回波脈沖，對所述回波脈沖進行解調，得到所述回波脈沖的第一幅度序列，所述回波脈沖包括所述目標探測區域中的探測對象對激光脈沖進行反射得到的反射脈沖；所述接收端獲取所述激光脈沖的第二幅度序列；所述接收端基于所述第一幅度序列和所述第二幅度序列進行自相關運算，確定自所述激光脈沖發射至所述反射脈沖被接收的時間間隔；所述接收端根據所述時間間隔確定所述探測對象的距離信息。本發明的激光測距方法能夠提高測距系統的測量精度和抗干擾能力。

技術領域

本發明涉及測距技術領域，特別涉及一種激光測距方法及系統。

背景技術

激光探測和測距技術通常被稱為激光雷達技術。激光雷達技術融合了光學、機械、電子、算法、超大規模集成電路及集成光學等不同學科的技術及知識。近年來，隨著激光技術、嵌入式技術和集成光學技術的發展，激光雷達正朝著低成本、小型化、高可靠和高安全的方向發展。

按照激光雷達的激光光束控制方法的不同，現有的激光雷達大致可以分為四類。第一類是傳統的機械旋轉多線激光雷達，主要采用某種機械元件使激光雷達自身或部分組件高速旋轉，從而實現對探測空間的特定掃描，這類雷達的優點是設計簡單成本低，缺點是掃描精度受到機械精度、振動耦合等影響且使用壽命不長。第二類是相控陣激光雷達，通過改變出射激光的波前而使光束方向運動，從而在一定空間范圍內實現光束掃描，是固態激光雷達的一種，系統精度和壽命都大大提高，但缺點是掃描范圍有限，掃描速度較低。第三類是利用微機電系統振鏡實現光束的空間掃描的激光雷達，也是固態激光雷達的一種，優點是系統簡單、功耗低，缺點是受機械部件影響較大，精度較差。第四類是非掃描式的閃光(Flash)型激光雷達，它采用基于脈沖式相位調制的方式進行距離的探測，由于其發射系統沒有機械運動，能夠快速記錄整個視場范圍，避免了掃描過程中目標或激光雷達移動帶來的各種干擾。

傳統的Flash激光雷達是基于飛行時間測距原理的，但是，基于間接測量飛行時間(Indirect Time-of-Flight，ITOF)的flash型激光雷達，需要對回波信號進行積分，容易受到環境光或雜散信號光干擾，測距精度與探測距離相關，并且對接收端像素的動態范圍有很高的要求。而基于直接測量飛行時間(Direct Time-of-Flight，DTOF)的flash型激光雷達，主要依靠調制脈沖的上升沿或下降沿進行解調，抗干擾方面的能力比較弱。

發明內容

針對現有技術的上述問題，本發明的目的在于提供一種激光測距方法及系統，能夠提高測距系統的測量精度和抗干擾能力。

為了解決上述問題，本發明提供一種激光測距方法，包括：

發射端向目標探測區域發射激光脈沖，所述激光脈沖根據預設的調制信號進行幅度調制得到；

接收端接收回波脈沖，對所述回波脈沖進行解調，得到所述回波脈沖的第一幅度序列，所述回波脈沖包括所述目標探測區域中的探測對象對激光脈沖進行反射得到的反射脈沖；

所述接收端獲取所述激光脈沖的第二幅度序列；

所述接收端基于所述第一幅度序列和所述第二幅度序列進行自相關運算，確定自所述激光脈沖發射至所述反射脈沖被接收的時間間隔；

所述接收端根據所述時間間隔確定所述探測對象的距離信息。

進一步地，所述接收端基于所述第一幅度序列和所述第二幅度序列進行自相關運算，確定自所述激光脈沖發射至所述反射脈沖被接收的時間間隔包括：

所述接收端基于所述第一幅度序列確定多個子序列，生成子序列集合；

所述接收端對所述子序列集合中的每個子序列與所述第二幅度序列進行自相關運算，確定目標子序列；