[發(fā)明專利]一種激光雷達(dá)測(cè)距方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110678058.1
• 申請(qǐng)日: 2021-06-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113534179B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中電海康集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G01S17/10
• 分類號(hào): G01S17/10;G01S17/894;G01S7/487;G01S7/493;G01S7/495
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊天嬌

本發(fā)明公開(kāi)了一種激光雷達(dá)測(cè)距方法及裝置，方法包括：獲取調(diào)制信號(hào)以及回波信號(hào)，回波信號(hào)為待測(cè)對(duì)象對(duì)發(fā)射光脈沖進(jìn)行反射得到，發(fā)射光脈沖為根據(jù)調(diào)制信號(hào)調(diào)制得到；對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行線性插值后做傅里葉變換，得到調(diào)制信號(hào)的頻域信號(hào)；對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行線性插值后做傅里葉變換，得到回波信號(hào)的頻域信號(hào)；根據(jù)調(diào)制信號(hào)的頻域信號(hào)和回波信號(hào)的頻域信號(hào)，基于傅里葉逆變換得到待測(cè)對(duì)象與激光雷達(dá)之間的距離。本發(fā)明通過(guò)線性插值方法轉(zhuǎn)換到頻率域計(jì)算，降低了ADC采樣頻率的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于激光測(cè)距技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種激光雷達(dá)測(cè)距方法及裝置。

背景技術(shù)

全固態(tài)FLASH激光雷達(dá)無(wú)機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件，可以進(jìn)行像素級(jí)實(shí)時(shí)三維成像，為ADAS(汽車(chē)高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng))提供超高的距離分辨和空間分辨能力，因此FLASH激光雷達(dá)越來(lái)越受到市場(chǎng)的青睞。其中測(cè)距范圍、空間分辨率、測(cè)距精度是FLASH激光雷達(dá)最主要的性能指標(biāo)。

FLASH激光雷達(dá)系統(tǒng)主要包括發(fā)射模塊、接收模塊、控制模塊和計(jì)算模塊。在接收模塊端，目標(biāo)物的反射回波經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換、前置信號(hào)放大、濾波處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換后進(jìn)入信號(hào)處理，解調(diào)出目標(biāo)物的距離、目標(biāo)物上的反射率、角度等信息。但現(xiàn)有技術(shù)中為了得到較高精度的測(cè)距值，需要對(duì)激光雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行高頻采集，這不僅增加了數(shù)據(jù)采集硬件的成本，還容易因數(shù)據(jù)采集丟幀而影響測(cè)距精度。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的目的在于提供一種激光雷達(dá)測(cè)距方法及裝置，通過(guò)線性插值方法轉(zhuǎn)換到頻率域計(jì)算，降低了ADC采樣頻率的要求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)所采取的技術(shù)方案為：

以下還提供了若干可選方式，但并不作為對(duì)上述總體方案的額外限定，僅僅是進(jìn)一步的增補(bǔ)或優(yōu)選，在沒(méi)有技術(shù)或邏輯矛盾的前提下，各可選方式可單獨(dú)針對(duì)上述總體方案進(jìn)行組合，還可以是多個(gè)可選方式之間進(jìn)行組合。

一種激光雷達(dá)測(cè)距方法，所述激光雷達(dá)測(cè)距方法，包括：

步驟S1、獲取調(diào)制信號(hào)以及回波信號(hào)，所述回波信號(hào)為待測(cè)對(duì)象對(duì)發(fā)射光脈沖進(jìn)行反射得到，所述發(fā)射光脈沖為根據(jù)所述調(diào)制信號(hào)調(diào)制得到；

步驟S2、對(duì)所述調(diào)制信號(hào)進(jìn)行線性插值后做傅里葉變換，得到調(diào)制信號(hào)的頻域信號(hào)；

步驟S3、對(duì)所述回波信號(hào)進(jìn)行線性插值后做傅里葉變換，得到回波信號(hào)的頻域信號(hào)；

步驟S4、根據(jù)調(diào)制信號(hào)的頻域信號(hào)和回波信號(hào)的頻域信號(hào)，基于傅里葉逆變換得到待測(cè)對(duì)象與激光雷達(dá)之間的距離，包括：

步驟S41、取調(diào)制信號(hào)的頻域信號(hào)對(duì)應(yīng)的序列D(m)和回波信號(hào)的頻域信號(hào)對(duì)應(yīng)的序列X(m)，將序列D(m)和X(m)相乘得到序列Y(m)，m＝1,2,3,…,N+k(N-1)，N為調(diào)制信號(hào)中信號(hào)點(diǎn)的總個(gè)數(shù)，k為線性插值時(shí)在每相鄰兩個(gè)信號(hào)點(diǎn)之間插入點(diǎn)的個(gè)數(shù)；

步驟S42、對(duì)序列Y(m)進(jìn)行傅里葉逆變換得到序列y(m)；

步驟S43、取序列y(m)中實(shí)部最大的元素y(i)，1≤i≤N+k(N-1)，則該元素y(i)對(duì)應(yīng)的時(shí)間刻度為i/(N+k(N-1))；

步驟S44、取調(diào)制信號(hào)的周期為T(mén)，則回波信號(hào)在激光雷達(dá)與待測(cè)對(duì)象之間的往返時(shí)間t為t＝T×i/(N+k(N-1))+Δt，Δt為發(fā)射光脈沖發(fā)射前對(duì)應(yīng)的隨機(jī)延遲時(shí)間；

步驟S45、得到待測(cè)對(duì)象與激光雷達(dá)之間的距離d為式中c為光速。

作為優(yōu)選，所述調(diào)制信號(hào)為隨機(jī)幅度調(diào)制信號(hào)，所述發(fā)射光脈沖為根據(jù)所述調(diào)制信號(hào)調(diào)制得到，包括：

生成隨機(jī)延遲時(shí)間和隨機(jī)幅度調(diào)制信號(hào)；

根據(jù)所述隨機(jī)延遲時(shí)間延遲間隔時(shí)間后，基于所述隨機(jī)幅度調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的發(fā)射光脈沖，其中隨機(jī)幅度調(diào)制信號(hào)的周期為T(mén)，隨機(jī)延遲時(shí)間的間隔時(shí)間為0～1/2T。