[發明專利]激光雷達的校準方法及激光雷達

在審

• 申請號: 202010886918.6
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN114114213A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 李艷芳;陳杰;肖勇;王軼尊;向少卿
• 申請（專利權）人: 上海禾賽科技有限公司
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497;G01S17/48
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 郝文博

本發明提供了一種用于激光雷達的校準方法，包括：向目標物發射探測脈沖；接收由目標物反射探測脈沖后的回波脈沖；根據所述探測脈沖和回波脈沖獲取目標物的距離信息；獲取回波脈沖的校準參考量，所述校準參考量基于所述回波脈沖的強度變化；根據所述校準參考量，對獲取的所述距離信息進行校準，使用該校準方法對激光雷達的飛行時間進行校準，可以提升激光雷達的測距性能，校準的精準度也有明顯提高。

技術領域

本發明涉及激光探測領域，尤其涉及一種激光雷達的校準方法以及利用該校準方法的激光雷達。

背景技術

激光雷達是一種使用光學方法精準測距的裝置，可應用于障礙監測、地質建模、位置獲取以及機器人、無人車等領域。通過測量發射光束經目標物返回激光雷達的飛行時間計算目標物距離，通過掃描手段覆蓋三維空間內的不同方位從而獲取點云數據，感知周圍環境。飛行時間(Time of flight，TOF)校準對激光雷達實現精準測距十分重要，其與硬件設計共同決定了激光雷達的測遠性能、測距精度等重要指標。激光雷達校準主要存在以下問題：一是校準參考量的選取，二是校準方法的設計。前者要求在激光雷達的眾多可測量的參考量中，選取測程范圍內單調且穩定性好的參考量，后者要求針對所選的信號量，設計能發揮其最佳性能的方法，因此飛行時間校準方法將直接決定激光雷達的測距性能。

現有技術中常用的校準方法有：脈寬校準，即利用測程范圍內回波信號的脈寬信息，來修正由于回波能量變化導致的測距偏差；另外，使用積分的方式測量回波能量，利用測程范圍內回波信號的電流積分量進行飛行時間校準，來修正測距偏差。

背景技術部分的內容僅僅是公開人所知曉的技術，并不當然代表本領域的現有技術。

發明內容

現有技術中的校準方法存在較大誤差，為了提高校準的精準度，本發明提供一種用于激光雷達的校準方法，包括：

向目標物發射探測脈沖；

接收由目標物反射探測脈沖后的回波脈沖；

根據所述探測脈沖和回波脈沖獲取目標物的距離信息；

獲取回波脈沖的校準參考量，所述校準參考量基于所述回波脈沖的強度變化；

根據所述校準參考量，對獲取的所述距離信息進行校準。

根據本發明的一個方面，其中所述距離信息通過根據所述探測脈沖和回波脈沖確定的飛行時間計算得到；其中所述飛行時間基于所述探測脈沖和回波脈沖的脈沖前沿時間確定。

根據本發明的一個方面，其中所述校準參考量用于校準所述飛行時間。

根據本發明的一個方面，其中所述校準參考量根據所述回波脈沖的強度改變而單調變化。

根據本發明的一個方面，其中所述獲取回波脈沖的校準參考量包括：

獲取回波脈沖的前沿斜率值；和/或

獲取回波脈沖的強度峰值。

根據本發明的一個方面，其中所述獲取回波脈沖的校準參考量的步驟包括：

根據第一閾值VL，獲取回波脈沖的前沿對應的第一時刻T1，以及回波脈沖的后沿對應的第二時刻T2；

根據第二閾值VH，獲取回波脈沖的前沿對應的第三時刻T3，以及后沿對應的第四時刻T4。

根據本發明的一個方面，其中所述獲取回波脈沖的前沿斜率值的步驟包括：

根據所述第二閾值VH和所述第一閾值VL的強度差，以及所述第三時刻T3與所述第一時刻T1的時間差，獲得所述回波脈沖的前沿斜率值SL。

根據本發明的一個方面，其中所述獲取回波脈沖的強度峰值的步驟包括：