[發明專利]基于FMCW固態掃描激光雷達的感興趣區域掃描方法

有效

• 申請號: 202111004854.3
• 申請日: 2021-08-30
• 公開（公告）號: CN113655497B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 黃錦熙;金彬龍;郭冕;單子豪
• 申請（專利權）人: 杭州視光半導體科技有限公司
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S17/66
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

本發明公開了一種基于FMCW固態掃描激光雷達的感興趣區域掃描方法，主要解決根據常規的激光雷達無法做到自定義線數掃描、自定義時間掃描的問題，其實現步驟包括：根據FMCW固態掃描激光雷達獲取歷史信息，包括點云的位置信息和徑向速度信息；獲取ROI區域作為雷達下一幀掃描點陣；針對需要環境信息的場景，進行環境補充優化；將獲取的點陣信息傳輸給雷達，雷達根據點陣調整掃描策略。本發明基于FMCW固態掃描激光雷達并利用該類激光雷達可控制其掃描區域的特點，實現由上層到底層的直接控制，達到自定義線數掃描與自定義時間掃描的功能，可用于智慧安防、智慧城市、無人駕駛和輔助駕駛等領域。

技術領域

本發明屬于激光雷達技術領域，涉及一種基于FMCW固態掃描激光雷達的感興趣區域掃描方法，可用于智慧安防、智慧城市、無人駕駛和輔助駕駛等領域。

背景技術

傳統機械ToF激光雷達只能按照固定順序點進行掃描，而且掃描的信息特征不包含速度信息，因此傳統機械ToF激光雷達要獲取速度信息需要兩幀甚至多幀的數據估計速度信息。

FMCW激光雷達是一種發射功率恒定、光載波頻率(或相位)持續周期性變化的雷達，通過相干檢測的方式，測量回波信號與發射信號之間由距離延時引入的調制頻率差和相對速度引入的多普勒頻率差，從而解調出目標的距離與速度。基于調頻連續波(FMCW)技術的激光雷達可以有效地克服ToF激光雷達的抗干擾性差的問題，且連續波工作模式比脈沖工作模式具有更小的平均發射功率和整體功耗以及相干檢測方式帶來的更高的靈敏度。因此，未來的無人駕駛技術在激光雷達的選擇會逐漸從ToF激光雷達轉移到FMCW激光雷達。

固態掃描激光雷達通常根據事先預設的掃描軌跡進行掃描，掃描軌跡固定，從而導致在感興趣區域高幀率的掃描場景下并不適用。

發明內容

本發明公開了一種基于FMCW固態掃描激光雷達的感興趣區域(ROI)掃描方法，主要解決根據常規的激光雷達無法做到自定義線數掃描、自定義時間掃描的問題，本發明基于FMCW固態掃描激光雷達并利用該類激光雷達可控制其掃描區域的特點，實現由上層到底層的直接控制，達到自定義線數掃描與自定義時間掃描的功能，可用于智慧安防、智慧城市、無人駕駛和輔助駕駛等領域。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種基于FMCW固態掃描激光雷達的感興趣區域掃描方法，包括以下步驟：

(1)根據FMCW固態掃描激光雷達獲取歷史信息，包括點云的位置信息和徑向速度信息；

(2)獲取ROI區域作為雷達下一幀掃描點陣，獲取方式包括：預設固定區域作為ROI區域、通過點云徑向速度信息得到運動物體區域作為ROI區域、通過深度學習獲取ROI區域；

(3)針對需要環境信息的場景，進行環境補充優化，包括兩種方式：

a.對每一幀進行拆分，先持續輸出ROI區域，剩余掃描點輸出環境信息；

b.保持ROI區域的掃描分辨率，降低環境區域的掃描分辨率，提高固態掃描激光雷達的掃描頻率；

(4)將獲取的點陣信息傳輸給雷達，雷達根據點陣調整掃描策略。

進一步地，所述固態激光雷達掃描的底層實現方式基于光學相控陣、光開關或色散原理。

進一步地，將雷達的橫向掃描列數從1,2,...,N進行編號，將縱向掃描列數從1,2,...,M進行編號，并提供API接口信息以便上層控制激光雷達掃描方式；上層通過API接口向底層傳輸如下所示數組信息：

col(t)＝[column₁,column₂,...,column_i],

row(t)＝[row₁,row₂,...,row_j],