[發明專利]一種基于SPAD激光雷達的測試識別方法

在審

• 申請號: 202210035132.2
• 申請日: 2022-01-13
• 公開（公告）號: CN114545376A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 常健忠;壽翔
• 申請（專利權）人: 杭州宏景智駕科技有限公司
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497;G01S7/48
• 代理公司: 上海大為知衛知識產權代理事務所(普通合伙) 31390
• 代理人: 何銀南

本發明提供了一種基于SPAD激光雷達的測試識別方法，包括：步驟一，在沒有環境光且激光雷達未發射主動光源時，讀取SPAD探測器的每個像素在一個測量周期內的輸出累加值并記錄為(X,Y,A)；步驟二，激光雷達發射/不發射激光光源，激光雷達接收環境光，讀取SPAD探測器的每個像素在一個測量周期內的輸出累加值并記錄為(X,Y,B)，生成灰度圖；步驟三，激光雷達發射主動光源，SPAD探測器接收回波光源，對SPAD探測器的每個像素在一個測量周期內的輸出值進行直方圖統計，并生成距離圖；步驟四，激光雷達根據灰度圖和距離圖，進一步對所測物體進行識別和判斷；步驟五，對步驟二中一個測量周期內的SPAD探測器的每個像素的處理值(X,Y,B?A)進行判斷，若是，認定該像素區域內測到同一目標。

技術領域

本發明涉及激光測距領域，更具體的說是，涉及一種基于SPAD激光雷達的測試識別方法。

背景技術

激光雷達技術通過主動發射激光束，照射到被測物體后，形成漫反射回波，由接收系統接收回波；通過測量激光發射時刻和回波接收時刻的時間差，可以獲得激光雷達與被測物體的距離信息。由于激光具有重復頻率高、激光光斑小、能量集中、指向性好等優點。使得激光雷達可以實現對被測物體的遠距離、高精度測量。激光雷達的三維環境測量和感知具有重要的民用和軍事應用價值。在先進駕駛輔助系統(ADAS)和自動駕駛系統中，對車輛周邊環境進行空間距離測量和三維環境重建，是實現高精度自動駕駛控制的重要前提條件。

目前激光雷達系統一般包括激光發射系統、光路操控系統、回波接收系統以及芯片處理系統組成，激光雷達技術通過主動發射激光束，經光路操作系統后照射到被測物體后，形成漫反射回波，由接收系統接收回波光源，接收系統主要為各種光電探測器，如：CCD光傳感器、CMOS傳感器、PD光電二極管、APD雪崩二極管、SPAD等。基于SPAD(Single PhotonAvalanche Diode，單光子雪崩二極管)陣列探測器的激光雷達因靈敏度高、極限量程大等優點，展現出很高的優勢和廣闊的前景。

SPAD陣列中的每個像素單元在外置高電壓差下，處于雪崩狀態(在一些特殊場景下其放大倍數非最大狀態，也可以為線性放大狀態的蓋革模式)，這種狀態下像素單元隨機地被背景光、暗電流或者信號光激發，輸出值為“1”，如果沒有被激發，則不輸出任何值或輸出值為“0”。SPAD芯片與TDC模塊(時間-距離轉換器、Time Distance Convertor)連接，激光雷達在一個測量周期內，向目標區域發射N個激光脈沖，每發射一個激光脈沖，激光雷達內部時鐘開始計時，TDC模塊記錄SPAD芯片的輸出時間，并在N次激光脈沖發完后并進行直方圖統計，選取直方圖最高的值所對應的時間，其表示所述光源何時發射所述光以及所述光電檢測器何時檢測到所述圖像光的時序信號差及時間差,通過：

S＝光速×時間差/2

直接計算成所測物體的距離，可以省去其他感光元件光信號-模擬信號-數字信號的信號變化流程，因此具有更高的效率。

但相較于傳統激光雷達，SPAD型激光雷達更容易受到噪聲的影響，除檢測物體產生的有效輸出之外，還有環境光噪聲、暗電流噪聲等因素導致的SPAD輸出誤差。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于SPAD激光雷達的測試識別方法。

本發明要解決的是現有的基于SPAD探測器的激光雷達存在的問題。

與現有技術相比，本發明技術方案及其有益效果如下：

一種基于SPAD激光雷達的測試識別方法，包括：

步驟一，在沒有環境光且激光雷達未發射主動光源時，讀取SPAD探測器的每個像素在一個測量周期內的輸出累加值并記錄為(X,Y,A)；