CN109696691A - 一种激光雷达及其进行测量的方法、存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种激光雷达及其进行测量的方法、存储介质。该激光雷达包括发射功率可调的激光发射模块、接收模块和控制模块，控制模块用于：控制激光发射模块使用安全发射功率发射激光信号，并控制接收模块检测使用安全发射功率发射的激光信号的测试回波信号；在确定未检测到测试回波信号或者测试回波信号的信号强度小于第一信号强度阈值后，控制激光发射模块至少一次提高发射功率发射激光信号，并控制接收模块检测目标回波信号，目标回波信号为提高发射功率发射的激光信号的回波信号；利用目标回波信号获取测量结果。本发明实施例可以在保证眼安全的前提下进行远距离测量。

Description

一种激光雷达及其进行测量的方法、存储介质

技术领域

本发明实施例涉及雷达技术领域，尤其涉及一种激光雷达及其进行测量的方法、存储介质。

背景技术

激光雷达是通过发射光束来探测目标物体的距离特征量的雷达***。其工作原理是发射激光信号（光束），然后将接收到的从目标物体反射回来的回波信号做适当处理后获得目标物体的特征量，如目标物体的距离、目标物体的反射率等等。

激光雷达应用场景广泛，在无人驾驶、无人机、工业机器人、服务机器人等领域都有所应用。而相当多的场景下，在激光雷达的测量范围内可能会出现人类等生物，因此需要确保激光信号不会对生物的眼睛造成伤害，即需要将激光信号的发射功率限制在安全范围内。

激光信号的发射功率是限制激光雷达测量距离的重要因素，由于安全限制，现有的激光雷达难以进行远距离测量。

发明内容

本发明实施例提供一种激光雷达及其进行测量的方法、存储介质，在保证目标物体眼安全的前提下，可提高激光雷达的测量距离。

本发明实施例提供一种激光雷达，包括发射功率可调的激光发射模块、接收模块和控制模块，该控制模块用于：

控制激光发射模块使用安全发射功率发射激光信号，并控制接收模块检测测试回波信号，测试回波信号为使用安全发射功率发射的激光信号的回波信号；

在确定未检测到测试回波信号或者测试回波信号的信号强度小于第一信号强度阈值后，控制激光发射模块至少一次提高发射功率发射激光信号，并控制接收模块检测第一目标回波信号，第一目标回波信号包括提高发射功率发射的激光信号的回波信号，利用第一目标回波信号获取目标物体的测量结果。

本发明实施例提供的激光雷达，首先使用安全发射功率发射激光信号，并根据该激光信号的回波信号（测试回波信号）的检测情况判断近距离内是否有生物（目标物体的一种），具体的，若未检测到测试回波信号或者测试回波信号的信号强度小于第一信号强度阈值，意味着近距离内没有生物，可以提高发射功率，因此至少一次提高发射功率发射激光信号并检测回波信号（第一目标回波信号），进而利用第一目标回波信号获取目标物体的测量结果。在距离较远的情况下，激光信号在目标物体上形成的光斑较大，即使激光雷达的测量范围内有生物，在生物瞳孔上的光功率会很小，对生物的眼睛仍然是安全的。因此，本发明实施例提供的激光雷达在保证生物眼睛安全的前提下可以提高测量距离。

本发明实施例中，若对目标物体的距离和/或反射率进行测量，即目标物体的测量结果包括目标物体的距离测量结果和/或目标物体的反射率测量结果，相应的测量手段有多种，下面一一说明。

在一个实施例中，上述控制模块还用于，在确定测试回波信号的信号强度大于第一信号强度阈值后，控制激光发射模块使用安全发射功率再次发射激光信号，并控制接收模块检测第二目标回波信号，第二目标回波信号包括使用安全发射功率再次发射的激光信号的回波信号，利用第二目标回波信号获取目标物体的测量结果。

在该实施例中，激光发射模块的功率控制逻辑较为简单，仅有安全发射功率和高于安全发射功率的发射功率两档发射功率。相应的，一次测试过程可分为预测量和正式测量。其中，在预测量阶段使用安全测试功率发射激光信号，并进行测试回波信号检测，根据检测结果确定正是测量阶段的发射功率；在正式测量阶段，利用预测量阶段确定的发射功率（提高发射功率或者安全发射功率）再次发射激光信号，并检测回波信号，利用正式测量阶段的回波信号获取目标物体的测量结果。该实施例的控制逻辑简单、可靠。

在另一个实施例中，上述控制激光发射模块至少一次提高发射功率发射激光信号时，控制模块具体用于控制激光发射模块提高发射功率再次发射激光信号；相应的，控制模块还用于，在确定测试回波信号的信号强度大于第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值后，控制激光发射模块使用安全发射功率再次发射激光信号，并控制接收模块检测第二目标回波信号，第二目标回波信号包括使用安全发射功率再次发射的激光信号的回波信号，利用第二目标回波信号获取目标物体的测量结果，在确定测试回波信号的信号强度大于第二信号强度阈值后，控制激光发射模块降低发射频率再次发射激光信号，并控制接收模块检测第三目标回波信号，利用第三目标回波信号获取目标物体的测量结果，第三目标回波信号包括降低发射频率发射的激光信号的回波信号，第一信号强度阈值小于第二信号强度阈值。

在该实施例中，激光发射模块的功率控制逻辑较为简单，仅有安全发射功率、高于安全发射功率的发射功率和低于安全发射功率的发射功率三档发射功率。相应的，一次测试过程可分为预测量和正式测量。其中，在预测量阶段使用安全测试功率发射激光信号，并进行测试回波信号检测，根据检测结果确定正是测量阶段的发射功率；在正式测量阶段，利用预测量阶段确定的发射功率（提高发射功率、降低发射功率或者安全发射功率）再次发射激光信号，并检测回波信号，利用正式测量阶段的回波信号获取目标物体的测量结果。该实施例的控制逻辑简单、可靠。另外，当目标物体距离过近时，可能会导致回波信号的信号强度较强造成回波信号饱和，导致无法获得测量结果或者测量结果的精度大大降低，本实施例中，在确定测试回波信号的信号强度大于第二信号强度阈值时，则在正式测量阶段调低发射功率，避免回波信号饱和。

在又一个实施例中，上述控制激光发射模块至少一次提高发射功率发射激光信号时，控制模块具体用于，控制激光发射模块至少一次提高发射功率发射激光信号，直至目标回波信号的信号强度大于第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值，第一信号强度阈值小于第二信号强度阈值；相应的，利用目标回波信号获取目标物体的测量结果时，控制模块具体用于：利用信号强度大于第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值的目标回波信号获取目标物体的测量结果；相应的，控制模块还用于，在确定测试回波信号的信号强度大于第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值后，利用测试回波信号获取目标物体的测量结果，在确定测试回波信号的信号强度大于第二信号强度阈值后，控制激光发射模块降低发射频率再次发射激光信号，并控制接收模块检测第三目标回波信号，直至第三回波信号的信号强度大于第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值，利用信号强度大于第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值的第三目标回波信号获取目标物体的测量结果，第三目标回波信号包括降低发射频率发射的激光信号的回波信号。

在该实施例中，若测试回波信号的信号强度较小或未检测到测试回波信号，则逐渐提高发射功率可多次发射激光信号，直至回波信号的信号强度在第一信号强度阈值和第二信号强度阈值之间；相应的，若测试回波信号的信号强度较大，则逐渐降低发射功率可多次发射激光信号，直至回波信号的信号强度在第一信号强度阈值和第二信号强度阈值之间。这种发射功率调节方式可以提高测量精度、尽量避免回波饱和、确保生物的眼睛安全。另外，若测试回波信号的信号强度在第一信号强度阈值和第二信号强度阈值之间，则直接利用该测试回波信号得到测量结果，尽量降低单次测量的测量时间，从而提高整体测量密度，获得更多的测量结果。

当目标物体距离过近时，可能会导致回波信号的信号强度较强造成回波信号饱和，导致无法获得测量结果或者测量结果的精度大大降低，本实施例中，在确定测试回波信号的信号强度大于第二信号强度阈值时，则调低发射功率，避免回波信号饱和。

本发明实施例中，若对目标物体的距离进行测量，即目标物体的测量结果包括目标物体的距离测量结果，可以不依赖于回波信号的信号强度，相应的，上述控制模块还用于：

在确定检测到测试回波信号后，利用测试回波信号获取目标物体的测量结果；或者，

在确定检测到测试回波信号后，控制激光发射模块使用安全发射功率再次发射激光信号，并控制接收模块检测第二目标回波信号，第二目标回波信号包括使用安全发射功率再次发射的激光信号的回波信号，利用第二目标回波信号获取目标物体的测量结果。

本实施例在进行目标物体的距离测量时，不依赖回波信号的信号强度，因此不受回波信号饱和的影响。

在此实施例的基础上，上述控制模块还可以用于：确定上述目标物体的距离测量结果对应的目标发射功率；控制激光发射模块使用该目标发射功率再次发送激光信号，并控制接收模块检测第四目标回波信号，第四目标回波信号包括使用上述目标发射功率再次发送的激光信号；利用第四目标回波信号获取上述目标物体的反射率测量结果。

本实施例中，在确定了目标物体的距离后，还可以进一步根据该距离调整激光信号的发射功率，并再次发射激光信号，以对目标物体的反射率进行测量。

在上述任意激光雷达实施例的基础上，每相邻两次激光信号的发射时间间隔小于理论时间间隔，该理论时间间隔根据目标物体的理论最大速度和目标物体的瞳孔与目标物体的边界之间的理论距离确定的。

通过将每相邻两次激光信号的发射时间间隔限定在小于理论时间间隔，进一步确保大功率的激光信号不会对生物的眼睛造成伤害。

基于与上述激光雷达实施例同样的发明构思，本发明实施例还提供一种激光雷达进行测量的方法，该方法包括如下步骤：

使用安全发射功率发射激光信号，并检测测试回波信号，测试回波信号为使用安全发射功率发射的激光信号的回波信号；

在确定未检测到测试回波信号或者测试回波信号的信号强度小于第一信号强度阈值后，至少一次提高发射功率发射激光信号，并检测第一目标回波信号，第一目标回波信号包括提高发射功率发射的激光信号的回波信号，利用第一目标回波信号获取目标物体的测量结果。

本发明实施例提供的激光雷达进行测试的方法，首先使用安全发射功率发射激光信号，并根据该激光信号的回波信号（测试回波信号）的检测情况判断近距离内是否有生物（目标物体的一种），具体的，若未检测到测试回波信号或者测试回波信号的信号强度小于第一信号强度阈值，意味着近距离内没有生物，可以提高发射功率，因此至少一次提高发射功率发射激光信号并检测回波信号（第一目标回波信号），进而利用第一目标回波信号获取目标物体的测量结果。在距离较远的情况下，激光信号在目标物体上形成的光斑较大，即使激光雷达的测量范围内有生物，在生物瞳孔上的光功率会很小，对生物的眼睛仍然是安全的。因此，本发明实施例提供的方法在保证生物眼睛安全的前提下可以提高测量距离。

本发明实施例中，若对目标物体的距离和/或反射率进行测量，即目标物体的测量结果包括目标物体的距离测量结果和/或目标物体的反射率测量结果，相应的测量手段有多种，下面一一说明。

在一个实施例中，该方法还可以包括：在确定测试回波信号的信号强度大于第一信号强度阈值后，使用安全发射功率再次发射激光信号，并检测第二目标回波信号，第二目标回波信号包括使用安全发射功率再次发射的激光信号的回波信号，利用第二目标回波信号获取目标物体的测量结果。

在该实施例中，激光信号的发射功率控制逻辑较为简单，仅有安全发射功率和高于安全发射功率的发射功率两档发射功率。相应的，一次测试过程可分为预测量和正式测量。其中，在预测量阶段使用安全测试功率发射激光信号，并进行测试回波信号检测，根据检测结果确定正是测量阶段的发射功率；在正式测量阶段，利用预测量阶段确定的发射功率（提高发射功率或者安全发射功率）再次发射激光信号，并检测回波信号，利用正式测量阶段的回波信号获取目标物体的测量结果。该实施例的控制逻辑简单、可靠。

在另一个实施例中，上述至少一次提高发射功率发射激光信号的实现方式可以是：提高发射功率再次发射激光信号；相应的，该方法还可以包括：在确定测试回波信号的信号强度大于第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值后，使用安全发射功率再次发射激光信号，并检测第二目标回波信号，第二目标回波信号包括使用安全发射功率再次发射的激光信号的回波信号，利用第二目标回波信号获取目标物体的测量结果，在确定测试回波信号的信号强度大于第二信号强度阈值后，降低发射频率再次发射激光信号，并检测第三目标回波信号，利用第三目标回波信号获取目标物体的测量结果，第三目标回波信号包括降低发射频率发射的激光信号的回波信号，第一信号强度阈值小于第二信号强度阈值。

在该实施例中，激光信号的发射功率控制逻辑较为简单，仅有安全发射功率、高于安全发射功率的发射功率和低于安全发射功率的发射功率三档发射功率。相应的，一次测试过程可分为预测量和正式测量。其中，在预测量阶段使用安全测试功率发射激光信号，并进行测试回波信号检测，根据检测结果确定正是测量阶段的发射功率；在正式测量阶段，利用预测量阶段确定的发射功率（提高发射功率、降低发射功率或者安全发射功率）再次发射激光信号，并检测回波信号，利用正式测量阶段的回波信号获取目标物体的测量结果。该实施例的控制逻辑简单、可靠。另外，当目标物体距离过近时，可能会导致回波信号的信号强度较强造成回波信号饱和，导致无法获得测量结果或者测量结果的精度大大降低，本实施例中，在确定测试回波信号的信号强度大于第二信号强度阈值时，则在正式测量阶段调低发射功率，避免回波信号饱和。

在又一个实施例中，上述至少一次提高发射功率发射激光信号，直至目标回波信号的信号强度大于第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值，第一信号强度阈值小于第二信号强度阈值；相应的，上述利用目标回波信号获取目标物体的测量结果的实现方式可以是：利用信号强度大于第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值的目标回波信号获取目标物体的测量结果；相应的，该方法还可以包括：在确定测试回波信号的信号强度大于第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值后，利用测试回波信号获取目标物体的测量结果；在确定测试回波信号的信号强度大于第二信号强度阈值后，至少一次降低发射频率再次发射激光信号，并检测第三目标回波信号，直至第三回波信号的信号强度大于第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值；利用信号强度大于第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值的第三目标回波信号获取目标物体的测量结果，第三目标回波信号包括降低发射频率发射的激光信号的回波信号。

在该实施例中，若测试回波信号的信号强度较小或未检测到测试回波信号，则逐渐提高发射功率可多次发射激光信号，直至回波信号的信号强度在第一信号强度阈值和第二信号强度阈值之间；相应的，若测试回波信号的信号强度较大，则逐渐降低发射功率可多次发射激光信号，直至回波信号的信号强度在第一信号强度阈值和第二信号强度阈值之间。这种发射功率调节方式可以提高测量精度、尽量避免回波饱和、确保生物的眼睛安全。另外，若测试回波信号的信号强度在第一信号强度阈值和第二信号强度阈值之间，则直接利用该测试回波信号得到测量结果，尽量降低单次测量的测量时间，从而提高整体测量密度，获得更多的测量结果。

当目标物体距离过近时，可能会导致回波信号的信号强度较强造成回波信号饱和，导致无法获得测量结果或者测量结果的精度大大降低，本实施例中，在确定测试回波信号的信号强度大于第二信号强度阈值时，则调低发射功率，避免回波信号饱和。

本发明实施例中，若对目标物体的距离进行测量，即目标物体的测量结果包括目标物体的距离测量结果，可以不依赖于回波信号的信号强度，相应的，上述方法还可以包括：

在确定检测到测试回波信号后，利用测试回波信号获取目标物体的测量结果；或者，

在确定检测到测试回波信号后，使用安全发射功率再次发射激光信号，并检测第二目标回波信号，第二目标回波信号包括使用安全发射功率再次发射的激光信号的回波信号，利用第二目标回波信号获取目标物体的测量结果。

本实施例在进行目标物体的距离测量时，不依赖回波信号的信号强度，因此不受回波信号饱和的影响。

在此实施例的基础上，该方法还可以包括：

确定上述目标物体的距离测量结果对应的目标发射功率；使用该目标发射功率再次发送激光信号，并检测第四目标回波信号，第四目标回波信号包括使用上述目标发射功率再次发送的激光信号；利用第四目标回波信号获取上述目标物体的反射率测量结果。

本实施例中，在确定了目标物体的距离后，还可以进一步根据该距离调整激光信号的发射功率，并再次发射激光信号，以对目标物体的反射率进行测量。

在上述任意方法实施例的基础上，每相邻两次激光信号的发射时间间隔小于理论时间间隔，理论时间间隔根据目标物体的理论最大速度和目标物体的瞳孔与目标物体的边界之间的理论距离确定的。

通过将每相邻两次激光信号的发射时间间隔限定在小于理论时间间隔，进一步确保大功率的激光信号不会对生物的眼睛造成伤害。

基于与上述激光雷达实施例同样的发明构思，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如下步骤：

控制激光雷达的发射功率可调的激光发射模块使用安全发射功率发射激光信号，并控制激光雷达的接收模块检测测试回波信号，测试回波信号为使用安全发射功率发射的激光信号的回波信号；

在确定未检测到测试回波信号或者测试回波信号的信号强度小于第一信号强度阈值后，控制激光发射模块至少一次提高发射功率发射激光信号，并控制接收模块检测第一目标回波信号，第一目标回波信号包括提高发射功率发射的激光信号的回波信号，利用第一目标回波信号获取目标物体的测量结果。

本发明实施例提供的存储介质，首先控制激光发射模块使用安全发射功率发射激光信号，并根据该激光信号的回波信号（测试回波信号）的检测情况判断近距离内是否有生物（目标物体的一种），具体的，若未检测到测试回波信号或者测试回波信号的信号强度小于第一信号强度阈值，意味着近距离内没有生物，可以提高发射功率，因此控制激光发射模块至少一次提高发射功率发射激光信号并控制接收模块检测回波信号（第一目标回波信号），进而利用第一目标回波信号获取目标物体的测量结果。在距离较远的情况下，激光信号在目标物体上形成的光斑较大，即使激光雷达的测量范围内有生物，在生物瞳孔上的光功率会很小，对生物的眼睛仍然是安全的。因此，本发明实施例提供的存储介质在保证生物眼睛安全的前提下可以提高测量距离。

附图说明

图1为本发明实施例提供的激光雷达的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的激光雷达进行测量的方法流程图。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本说明书实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本说明书实施例以及实施例中的具体特征是对本说明书实施例技术方案的详细的说明，而不是对本说明书技术方案的限定，在不冲突的情况下，本说明书实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本发明实施例提供一种激光雷达，如图1所示，包括发射功率可调的激光发射模块101、接收模块102和控制模块103。

可选的，激光发射模块101进一步包括光源1011和光源的驱动电路1012。

其中，光源1011可以为激光光源，也可以为发光二极管（LED）。更具体的，光源1011可以为发射红外光的光源，也可以为发射其他光束的光源。

传统的激光雷达多数采用恒定发射功率，而本发明实施例提供的激光雷达，其激光发射模块101的发射功率可调。其中，发射功率可调的实现方式有多种，其中一种实现方式是设置多组光源1011，每组光源1011的发射功率均不同，进一步地，多组光源1011共用一个驱动电路1012，驱动电路1012根据控制模块103的指示触发对应发射功率的光源1011工作，或者每组光源1011分别对应一个驱动电路1012，控制模块103向相应的发射功率对应的驱动电路1012发送指令，接收到指令的驱动电路1012控制对应的光源1011工作。另一种实现方式是驱动电路1012通过调整光源1011的电压和/或电流实现发射功率调整。

其中，驱动电路1012根据控制模块103的控制驱动光源发出激光信号。

其中，控制模块103可以但不仅限于通过CPU（Central Processing Unit，中央处理器）、MCU（Microcontroller Unit，微控制单元）、PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）和/或FPGA（Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）实现。激光雷达开始工作后，控制模块103可以但不仅限于同时发送指示信号至驱动电路1012和接收模块102，驱动电路1012接收到指示信号后按照当前所需发射功率对应的电压或者电流值驱动光源发出激光信号，接收模块102接收到指示信号后开始工作，对回波信号进行检测。可选的，控制模块103分别按照预定的频率向驱动电路1012和接收模块102发送脉冲信号，以控制驱动电路1012和接收模块102的发射/接收频率，另外，控制模块103还向驱动电路1012发送发射功率指示信号，用于向驱动电路1012指示当前所需的发射功率。具体的，控制模块103用于：

控制激光发射模块101使用安全发射功率发射激光信号，并控制接收模块102检测测试回波信号，测试回波信号为使用安全发射功率发射的激光信号的回波信号；

在确定未检测到测试回波信号或者测试回波信号的信号强度小于第一信号强度阈值后，控制激光发射模块101至少一次提高发射功率发射激光信号，并控制接收模块102检测第一目标回波信号，第一目标回波信号包括提高发射功率发射的激光信号的回波信号，利用第一目标回波信号获取目标物体的测量结果。

其中，提高发射功率的触发条件也可以是测试回波信号的信号强度不大于第一信号强度阈值。

本发明实施例中，安全发射功率是指不会对设定测量范围内（例如半径50米的范围）的生物的眼睛造成伤害的发射功率。应当指出的是，安全发射功率并不是唯一值，实际应用中，可以根据应用场景的不同确定适合的安全发射功率。

本发明实施例中，回波信号的信号强度可以但不仅限于通过回波信号的信号幅值、接收功率、光强信息（AMP）等体现。

本发明实施例中，目标物体是指出现在激光雷达的测量范围内的物体。

本发明实施例提供的激光雷达，首先使用安全发射功率发射激光信号，并根据该激光信号的回波信号（测试回波信号）的检测情况判断近距离内是否有生物（目标物体的一种），具体的，若未检测到测试回波信号或者测试回波信号的信号强度小于第一信号强度阈值，意味着近距离内没有生物，可以提高发射功率，因此至少一次提高发射功率发射激光信号并检测回波信号（第一目标回波信号），进而利用第一目标回波信号获取目标物体的测量结果。提高之后的发射功率虽然超出了安全范围，但在距离较远（一般50米以外才会使用到大功率，50米以内使用安全发射功率即可满足测量要求）的情况下，激光信号在目标物体上形成的光斑较大，根据发散角的不同，一般十几厘米到几十厘米宽度，即使激光雷达的测量范围内有生物，在不考虑空气中尘埃的散射消耗的情况下，在生物瞳孔上的光功率依然很小，对生物的眼睛仍然是安全的。因此，本发明实施例提供的激光雷达在保证生物眼睛安全的前提下可以提高测量距离。

采用本发明实施例提供的激光雷达，可以实现精准测量，尤其适用于远距离（例如150-200米）的测量。

实际应用中，可以利用本发明实施例提供的激光雷达对目标物体的多个特征量进行测量，可以但不仅限于对目标物体的距离和/或反射率进行测量，即目标物体的测量结果包括目标物体的距离测量结果和/或目标物体的反射率测量结果，相应的测量手段有多种，下面一一说明。

在一个实施例中，利用回波信号的信息（例如信号强度、波形等）对目标物体的距离进行测量和/或利用回波信号的信息对目标物体的反射率进行测量。相应的，若未检测到测试回波信号或者测试回波信号的信号强度小于第一信号强度阈值，上述控制激光发射模块101至少一次提高发射功率发射激光信号时，控制模块103具体用于控制激光发射模块提高发射功率再次发射激光信号；相应的，控制模块103还用于，在确定测试回波信号的信号强度大于第一信号强度阈值后，控制激光发射模块101使用安全发射功率再次发射激光信号，并控制接收模块102检测第二目标回波信号，第二目标回波信号包括使用安全发射功率再次发射的激光信号的回波信号，利用第二目标回波信号获取目标物体的测量结果。

本发明实施例中，若利用目标回波信号（第一、第二、第三或第四目标回波信号）获取目标物体的距离，可以但不仅限于使用相位飞行时间（Time of flight，TOF）方法或者脉冲TOF方法进行测量。若利用相位TOF方法，具体利用回波信号的信号强度间接计算激光信号的发射与回波信号的接收时间差；若利用脉冲TOF方法，具体可以探测回波信号的时刻，进行准确的时间确定。

本发明实施例中，若利用目标回波信号获取目标物体的反射率，其实现方式也有多种，作为举例而非限定，可以根据接收模块102接收的回波信号的接收功率（或辐射能量）与激光发射模块101打到目标物体的发射功率（或辐射能量）的比值计算目标物体的反射率，获取激光信号的传输路径中目标物体的位置的光路补偿值，进而根据实测反射率和光路补偿值计算目标物体的反射率。

实际应用中，激光发射模块101按照预定的发射频率连续发射激光信号，其中，一次完整的测量过程包括相邻的两次激光信号发射，第一次激光信号发射对应预测量阶段，第二次激光信号发射对应正式测量阶段。

保障生物眼睛安全的另一个要求是较高的发射频率。实际应用中，激光发射模块101的发射频率根据实际需要确定，优选地，在该实施例中，激光发射模块101的发射频率为其所需发射频率的2倍。其中，激光发射模块101的发射频率可以但不仅限于是根据实际应用场景确定的最低发射频率。假设激光发射模块101所需要的发射频率（基础发射频率）为1KHz（1千赫兹），实际应用中可采用2KHz的发射频率，相邻两次激光信号的发射时间间隔为0.5ms（毫秒），目前除高铁之外，人能够合法到达的最高速度是120Km/H（千米/小时），在这个速度下0.5ms运动的距离为1.67cm（厘米），这个距离远小于人的瞳孔到头部边缘的距离，因此可以保证在瞳孔移动到激光光斑范围前可以完成一次预测量，从而不会将高功率激光射入瞳孔，因此该发射频率可以在任何条件下保障人眼安全。这是对极端情况下要求的发射频率标准，对应其他应用场景，则可以根据该场景下生物可达到的最高速度来确定最低发射频率要求。

在该实施例中，激光发射模块的功率控制逻辑较为简单，仅有安全发射功率和高于安全发射功率的发射功率两档发射功率。相应的，一次测试过程可分为预测量和正式测量。其中，在预测量阶段使用安全测试功率发射激光信号，并进行测试回波信号检测，根据检测结果确定正是测量阶段的发射功率；在正式测量阶段，利用预测量阶段确定的发射功率（提高发射功率或者安全发射功率）再次发射激光信号，并检测回波信号，利用正式测量阶段的回波信号获取目标物体的测量结果。该实施例的控制逻辑简单、可靠。

在另一个实施例中，利用回波信号的信息（例如信号强度、波形等）对目标物体的距离进行测量和/或利用回波信号的信息对目标物体的反射率进行测量。相应的，若未检测到测试回波信号或者测试回波信号的信号强度小于第一信号强度阈值，上述控制激光发射模块101至少一次提高发射功率发射激光信号时，控制模块103具体用于控制激光发射模块提高发射功率再次发射激光信号；相应的，控制模块103还用于，在确定测试回波信号的信号强度大于第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值后，控制激光发射模块101使用安全发射功率再次发射激光信号，并控制接收模块102检测第二目标回波信号，第二目标回波信号包括使用安全发射功率再次发射的激光信号的回波信号，利用第二目标回波信号获取目标物体的测量结果，在确定测试回波信号的信号强度大于第二信号强度阈值后，控制激光发射模块101降低发射频率再次发射激光信号，并控制接收模块102检测第三目标回波信号，利用第三目标回波信号获取目标物体的测量结果，第三目标回波信号包括降低发射频率发射的激光信号的回波信号，第一信号强度阈值小于第二信号强度阈值。

其中，目标物体的距离可以但不仅限于采用光强信息、回波信号的波形等信息计算。例如，通过相位TOF方法，激光雷达进行测量过程中，会对接收到的目标物体反射回来的回波信号进行四次采样，得到四次信号采样值D₀、D₁、D₂、D₃，则激光雷达的控制模块103对该信号采样值通过如下公式（1）进行处理，得到目标物体与激光雷达之间的距离。

…………公式（1）

其中，D为激光雷达与目标物体之间的距离，C为光在真空中的传播速度，f为经过调制信号源（即激光发射模块）调制的激光信号的发射频率。

应当指出的是，还可以采用其他方式测量目标物体的距离，例如采用CN108008398A、CN105044702A等现有技术中记载的方法。

可选的，该实施例中，也可以在确定测试回波信号的信号强度大于第二信号强度阈值后，控制模块103也可以逐渐降低发射功率、多次发射激光信号，直至第三目标回波信号的信号强度在第一信号强度阈值与第二信号强度阈值之间。

在该实施例中，每次调整发射频率的步长可以是固定值，例如是安全发射功率的X%（X为大于1的整数，例如20），也可以是安全发射功率对应的电压或电流的X%。

在该实施例中，激光发射模块的功率控制逻辑较为简单，仅有安全发射功率、高于安全发射功率的发射功率和低于安全发射功率的发射功率三档发射功率。相应的，一次测试过程可分为预测量和正式测量。其中，在预测量阶段使用安全测试功率发射激光信号，并进行测试回波信号检测，根据检测结果确定正是测量阶段的发射功率；在正式测量阶段，利用预测量阶段确定的发射功率（提高发射功率、降低发射功率或者安全发射功率）再次发射激光信号，并检测回波信号，利用正式测量阶段的回波信号获取目标物体的测量结果。该实施例的控制逻辑简单、可靠。

激光雷达测量过程中，当目标物体距离过近时，可能会导致回波信号的信号强度较强造成回波信号饱和，导致无法获得测量结果或者测量结果的精度大大降低。如上所述，无论采用相位TOF方法还是脉冲TOF方法测量目标物体的距离，还是利用回波信号的接收功率确定目标物体的反射率，均依赖回波信号的信号强度，若回波信号饱和，会导致距离、反射率等依赖回波信号的信号强度的特征量的测量失效。本实施例中，在确定测试回波信号的信号强度大于第二信号强度阈值时，则在正式测量阶段调低发射功率，避免回波信号饱和。

上述两个实施例中，大于安全发射功率的发射功率可以为激光发射模块101的满量程发射功率。

在又一个实施例中，利用回波信号的信号强度对目标物体的距离和/或反射率进行测量。相应的，若未检测到测试回波信号或者测试回波信号的信号强度小于第一信号强度阈值，上述控制激光发射模块101至少一次提高发射功率发射激光信号时，控制模块103具体用于，控制激光发射模块101至少一次提高发射功率发射激光信号，直至目标回波信号的信号强度大于第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值，第一信号强度阈值小于第二信号强度阈值；相应的，利用目标回波信号获取目标物体的测量结果时，控制模块具体用于：利用信号强度大于第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值的目标回波信号获取目标物体的测量结果；相应的，控制模块还用于，在确定测试回波信号的信号强度大于第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值后，利用测试回波信号获取目标物体的测量结果，在确定测试回波信号的信号强度大于第二信号强度阈值后，控制激光发射模块降低发射频率再次发射激光信号，并控制接收模块检测第三目标回波信号，直至第三回波信号的信号强度大于第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值，利用信号强度大于第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值的第三目标回波信号获取目标物体的测量结果，第三目标回波信号包括降低发射频率发射的激光信号的回波信号。

实际应用中，激光发射模块101按照预定的发射频率连续发射激光信号，其中，一次完整的测量过程为使用安全发射功率发射激光信号开始至获得测量结果。具体的，在激光雷达启动后，第一个测量过程中，首次发射的激光信号使用安全发射功率，并按照上述方式进行调整，在随后的测量过程中，首次发射的激光信号可以不使用安全发射功率，而是使用上一测量过程中最后使用的发射功率。

在该实施例中，若测试回波信号的信号强度较小或未检测到测试回波信号，则逐渐提高发射功率可多次发射激光信号，直至回波信号的信号强度在第一信号强度阈值和第二信号强度阈值之间；相应的，若测试回波信号的信号强度较大，则逐渐降低发射功率可多次发射激光信号，直至回波信号的信号强度在第一信号强度阈值和第二信号强度阈值之间。这种发射功率调节方式可以提高测量精度、尽量避免回波饱和、确保生物的眼睛安全。另外，若测试回波信号的信号强度在第一信号强度阈值和第二信号强度阈值之间，则直接利用该测试回波信号得到测量结果，尽量降低单次测量的测量时间，从而提高整体测量密度，获得更多的测量结果。

应当指出的是，若在测量范围内没有目标物体，则可能通过多次测量也无法使得回波信号的信号强度在第一信号强度阈值和第二信号强度阈值之间，一种情况下，可以持续按照较高的发射功率进行测量，另一种情况下，在发射功率提高到激光发射101的满量程发射功率时，即使回波信号的信号强度未达到第一信号强度阈值，也不再提高发射功率，而是结束本测量过程（相应的，本次测量过程的测量结果为指示无目标物体的测量结果），进行下一个测量过程。

当目标物体距离过近时，可能会导致回波信号的信号强度较强造成回波信号饱和，导致无法获得测量结果或者测量结果的精度大大降低，本实施例中，在确定测试回波信号的信号强度大于第二信号强度阈值时，则调低发射功率，避免回波信号饱和。

本发明实施例中，若对目标物体的距离进行测量，即目标物体的测量结果包括目标物体的距离测量结果，可以不依赖于回波信号的信号强度。相应的，在确定未检测到测试回波信号后，控制模块103控制激光发射模块101至少一次提高发射功率发射激光信号。更具体的，控制模块103控制激光发射模块101提高发射功率再次发射激光信号，该激光信号可以但不仅限于使用满量程发射功率。其具体实现方式可以参照上述预测量-正式测量过程。进一步地，上述控制模块还用于：

在确定检测到测试回波信号后，利用测试回波信号获取目标物体的测量结果；或者，

在确定检测到测试回波信号后，控制激光发射模块使用安全发射功率再次发射激光信号，并控制接收模块检测第二目标回波信号，第二目标回波信号包括使用安全发射功率再次发射的激光信号的回波信号，利用第二目标回波信号获取目标物体的测量结果。

本实施例在进行目标物体的距离测量时，不依赖回波信号的信号强度，因此不受回波信号饱和的影响。

若不依赖回波信号的信号强度计算距离值，那么还需要获取回波信号的接收时间及对应的激光信号的发射时间，进而计算目标物体的距离值。

在此实施例的基础上，若还需要计算目标物体的反射率，则需要获取回波信号的信息，反射率的计算会收到回波信号饱和的影响，因此，上述控制模块还可以用于：确定上述目标物体的距离测量结果对应的目标发射功率；控制激光发射模块使用该目标发射功率再次发送激光信号，并控制接收模块检测第四目标回波信号，第四目标回波信号包括使用上述目标发射功率再次发送的激光信号；利用第四目标回波信号获取上述目标物体的反射率测量结果。

其中，预先确定距离与发射功率的对应关系，通过查找该预先确定的对应关系确定目标发射功率。

作为举例而非限定，距离与发射功率的对应关系如下表1所示：

距离范围（单位：米）	对应的发射功率（单位：瓦）
		1-50	I
50-100	II
		100-160	III
160-200	IV

表1 距离与发射功率对应关系表

例如，如果距离值在50-100米之间，则调整激光发射模块的发射功率至II档，如果距离值在160-200米之间，则调整激光发射模块的发射功率至IV档。

实际应用中，不同距离范围对应的发射功率具体取值可以为经验值，也可以为通过仿真得到的仿真值等等，本发明实施例对此不作限定。

上述对应关系的确定方式有多种，一种实现方式中，根据实际测试所得出的特定数值确定。例如，在某个具体型号的激光雷达中，以发射功率I来驱动激光发射模块发射激光信号，分别用反射率高的背景板（如白背景板）以及反射率低的背景板（如黑背景板）作为目标物体进行距离测量，同时获得回波信号的AMP值，确定在发射功率I下，使得反射率高的背景板不会发生饱和且反射率低的背景板可以探测到回波信号的距离范围，作为发射功率I对应的距离范围；按照这种方式分别获得其他发射功率对应的距离范围。

本实施例中，在确定了目标物体的距离后，还可以进一步根据该距离调整激光信号的发射功率，并再次发射激光信号，以对目标物体的反射率进行测量。

在上述任意激光雷达实施例中，第一信号强度阈值、第二信号强度阈值可以根据实际应用场景确定。可以但不仅限于根据传感器（接收模块）的感光能力、灵敏度、量子效率等因素设置。

在上述任意激光雷达实施例的基础上，每相邻两次激光信号的发射时间间隔小于理论时间间隔，该理论时间间隔根据目标物体的理论最大速度和目标物体的瞳孔与目标物体的边界之间的理论距离确定的。

其中，目标物体的理论最大速度可以根据实际情况设置，目标物体的瞳孔与目标物体的边界之间的理论距离并非单个具体目标物体的值，而是根据实际场景确定。例如，在实际使用环境中，主要出现的生物是人类，可以根据该地区人类的瞳孔到头部边缘的距离均值或距离最大值确定上述理论距离。

通过将每相邻两次激光信号的发射时间间隔限定在小于理论时间间隔，进一步确保大功率的激光信号不会对生物的眼睛造成伤害。

上述任意激光雷达实施例中，获得的测量结果可以是具体的测量值，例如距离测量值、反射率测量值等等，也可以是表示本次无目标物体的指示信息。例如，若在测量范围内没有目标物体，则没有回波信号或者回波信号的信号强度较低，那么，本次测量的测量结果即指示没有目标物体的指示信息。

上述任意激光雷达实施例中，获得的测量结果可以输出给外部设备，也可以保存在本地。

基于与上述激光雷达实施例同样的发明构思，本发明实施例还提供一种激光雷达进行测量的方法，如图2所示，该方法包括如下步骤：

步骤201、使用安全发射功率发射激光信号，并检测测试回波信号，测试回波信号为使用安全发射功率发射的激光信号的回波信号；

步骤202、在确定未检测到测试回波信号或者测试回波信号的信号强度小于第一信号强度阈值后，至少一次提高发射功率发射激光信号，并检测第一目标回波信号，第一目标回波信号包括提高发射功率发射的激光信号的回波信号，利用第一目标回波信号获取目标物体的测量结果。

本发明实施例提供的激光雷达进行测试的方法，首先使用安全发射功率发射激光信号，并根据该激光信号的回波信号（测试回波信号）的检测情况判断近距离内是否有生物（目标物体的一种），具体的，若未检测到测试回波信号或者测试回波信号的信号强度小于第一信号强度阈值，意味着近距离内没有生物，可以提高发射功率，因此至少一次提高发射功率发射激光信号并检测回波信号（第一目标回波信号），进而利用第一目标回波信号获取目标物体的测量结果。在距离较远的情况下，激光信号在目标物体上形成的光斑较大，即使激光雷达的测量范围内有生物，在生物瞳孔上的光功率会很小，对生物的眼睛仍然是安全的。因此，本发明实施例提供的方法在保证生物眼睛安全的前提下可以提高测量距离。

本发明实施例中，若对目标物体的距离和/或反射率进行测量，即目标物体的测量结果包括目标物体的距离测量结果和/或目标物体的反射率测量结果，相应的测量手段有多种，下面一一说明。

在一个实施例中，上述至少一次提高发射功率发射激光信号的实现方式可以是：提高发射功率再次发射激光信号；相应的，该方法还可以包括：在确定测试回波信号的信号强度大于第一信号强度阈值后，使用安全发射功率再次发射激光信号，并检测第二目标回波信号，第二目标回波信号包括使用安全发射功率再次发射的激光信号的回波信号，利用第二目标回波信号获取目标物体的测量结果。

在该实施例中，激光信号的发射功率控制逻辑较为简单，仅有安全发射功率和高于安全发射功率的发射功率两档发射功率。相应的，一次测试过程可分为预测量和正式测量。其中，在预测量阶段使用安全测试功率发射激光信号，并进行测试回波信号检测，根据检测结果确定正是测量阶段的发射功率；在正式测量阶段，利用预测量阶段确定的发射功率（提高发射功率或者安全发射功率）再次发射激光信号，并检测回波信号，利用正式测量阶段的回波信号获取目标物体的测量结果。该实施例的控制逻辑简单、可靠。

在另一个实施例中，上述至少一次提高发射功率发射激光信号的实现方式可以是：提高发射功率再次发射激光信号；相应的，该方法还可以包括：在确定测试回波信号的信号强度大于第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值后，使用安全发射功率再次发射激光信号，并检测第二目标回波信号，第二目标回波信号包括使用安全发射功率再次发射的激光信号的回波信号，利用第二目标回波信号获取目标物体的测量结果，在确定测试回波信号的信号强度大于第二信号强度阈值后，降低发射频率再次发射激光信号，并检测第三目标回波信号，利用第三目标回波信号获取目标物体的测量结果，第三目标回波信号包括降低发射频率发射的激光信号的回波信号，第一信号强度阈值小于第二信号强度阈值。

在该实施例中，激光信号的发射功率控制逻辑较为简单，仅有安全发射功率、高于安全发射功率的发射功率和低于安全发射功率的发射功率三档发射功率。相应的，一次测试过程可分为预测量和正式测量。其中，在预测量阶段使用安全测试功率发射激光信号，并进行测试回波信号检测，根据检测结果确定正是测量阶段的发射功率；在正式测量阶段，利用预测量阶段确定的发射功率（提高发射功率、降低发射功率或者安全发射功率）再次发射激光信号，并检测回波信号，利用正式测量阶段的回波信号获取目标物体的测量结果。该实施例的控制逻辑简单、可靠。另外，当目标物体距离过近时，可能会导致回波信号的信号强度较强造成回波信号饱和，导致无法获得测量结果或者测量结果的精度大大降低，本实施例中，在确定测试回波信号的信号强度大于第二信号强度阈值时，则在正式测量阶段调低发射功率，避免回波信号饱和。

在又一个实施例中，上述至少一次提高发射功率发射激光信号，直至目标回波信号的信号强度大于第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值，第一信号强度阈值小于第二信号强度阈值；相应的，上述利用目标回波信号获取目标物体的测量结果的实现方式可以是：利用信号强度大于第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值的目标回波信号获取目标物体的测量结果；相应的，该方法还可以包括：在确定测试回波信号的信号强度大于第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值后，利用测试回波信号获取目标物体的测量结果；在确定测试回波信号的信号强度大于第二信号强度阈值后，至少一次降低发射频率再次发射激光信号，并检测第三目标回波信号，直至第三回波信号的信号强度大于第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值；利用信号强度大于第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值的第三目标回波信号获取目标物体的测量结果，第三目标回波信号包括降低发射频率发射的激光信号的回波信号。

在该实施例中，若测试回波信号的信号强度较小或未检测到测试回波信号，则逐渐提高发射功率可多次发射激光信号，直至回波信号的信号强度在第一信号强度阈值和第二信号强度阈值之间；相应的，若测试回波信号的信号强度较大，则逐渐降低发射功率可多次发射激光信号，直至回波信号的信号强度在第一信号强度阈值和第二信号强度阈值之间。这种发射功率调节方式可以提高测量精度、尽量避免回波饱和、确保生物的眼睛安全。另外，若测试回波信号的信号强度在第一信号强度阈值和第二信号强度阈值之间，则直接利用该测试回波信号得到测量结果，尽量降低单次测量的测量时间，从而提高整体测量密度，获得更多的测量结果。

当目标物体距离过近时，可能会导致回波信号的信号强度较强造成回波信号饱和，导致无法获得测量结果或者测量结果的精度大大降低，本实施例中，在确定测试回波信号的信号强度大于第二信号强度阈值时，则调低发射功率，避免回波信号饱和。

本发明实施例中，若对目标物体的距离进行测量，即目标物体的测量结果包括目标物体的距离测量结果，可以不依赖于回波信号的信号强度，相应的，上述方法还可以包括：

在确定检测到测试回波信号后，利用测试回波信号获取目标物体的测量结果；或者，

在确定检测到测试回波信号后，使用安全发射功率再次发射激光信号，并检测第二目标回波信号，第二目标回波信号包括使用安全发射功率再次发射的激光信号的回波信号，利用第二目标回波信号获取目标物体的测量结果。

本实施例在进行目标物体的距离测量时，不依赖回波信号的信号强度，因此不受回波信号饱和的影响。

在此实施例的基础上，该方法还可以包括：

确定上述目标物体的距离测量结果对应的目标发射功率；使用该目标发射功率再次发送激光信号，并检测第四目标回波信号，第四目标回波信号包括使用上述目标发射功率再次发送的激光信号；利用第四目标回波信号获取上述目标物体的反射率测量结果。

本实施例中，在确定了目标物体的距离后，还可以进一步根据该距离调整激光信号的发射功率，并再次发射激光信号，以对目标物体的反射率进行测量。

在上述任意方法实施例的基础上，每相邻两次激光信号的发射时间间隔小于理论时间间隔，理论时间间隔根据目标物体的理论最大速度和目标物体的瞳孔与目标物体的边界之间的理论距离确定的。

通过将每相邻两次激光信号的发射时间间隔限定在小于理论时间间隔，进一步确保大功率的激光信号不会对生物的眼睛造成伤害。

基于与上述激光雷达实施例同样的发明构思，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如下步骤：

控制激光雷达的发射功率可调的激光发射模块使用安全发射功率发射激光信号，并控制激光雷达的接收模块检测测试回波信号，测试回波信号为使用安全发射功率发射的激光信号的回波信号；

在确定未检测到测试回波信号或者测试回波信号的信号强度小于第一信号强度阈值后，控制激光发射模块至少一次提高发射功率发射激光信号，并控制接收模块检测第一目标回波信号，第一目标回波信号包括提高发射功率发射的激光信号的回波信号，利用第一目标回波信号获取目标物体的测量结果。

上述处理器可以但不仅限于为控制模块103或者其包括的CPU、MCU等。

本发明实施例提供的存储介质，上述计算机程序被处理器执行时所实现的上述步骤的具体实现方式或可实现的其他步骤请参照上述各实施例的描述，此处不再赘述。

本发明实施例提供的存储介质，首先控制激光发射模块使用安全发射功率发射激光信号，并根据该激光信号的回波信号（测试回波信号）的检测情况判断近距离内是否有生物（目标物体的一种），具体的，若未检测到测试回波信号或者测试回波信号的信号强度小于第一信号强度阈值，意味着近距离内没有生物，可以提高发射功率，因此控制激光发射模块至少一次提高发射功率发射激光信号并控制接收模块检测回波信号（第一目标回波信号），进而利用第一目标回波信号获取目标物体的测量结果。在距离较远的情况下，激光信号在目标物体上形成的光斑较大，即使激光雷达的测量范围内有生物，在生物瞳孔上的光功率会很小，对生物的眼睛仍然是安全的。因此，本发明实施例提供的存储介质在保证生物眼睛安全的前提下可以提高测量距离。

本发明实施例提供的激光雷达及其进行测量的方法、存储介质可广泛用于多种场景，例如无人交通工具、智能仓库、工业机器人、服务机器人等等。

本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备（***）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的设备。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令设备的制造品，该指令设备实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本说明书的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本说明书范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本说明书进行各种改动和变型而不脱离本说明书的精神和范围。这样，倘若本说明书的这些修改和变型属于本说明书权利要求及其等同技术的范围之内，则本说明书也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种激光雷达，其特征在于，包括发射功率可调的激光发射模块、接收模块和控制模块，所述控制模块用于：

控制所述激光发射模块使用安全发射功率发射激光信号，并控制所述接收模块检测测试回波信号，所述测试回波信号为使用所述安全发射功率发射的激光信号的回波信号；

在确定未检测到所述测试回波信号或者所述测试回波信号的信号强度小于第一信号强度阈值后，控制所述激光发射模块至少一次提高发射功率发射激光信号，并控制所述接收模块检测第一目标回波信号，所述第一目标回波信号包括提高发射功率发射的激光信号的回波信号，利用所述第一目标回波信号获取目标物体的测量结果。

2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于：

所述控制模块用于，在确定所述测试回波信号的信号强度大于第一信号强度阈值后，控制所述激光发射模块使用所述安全发射功率再次发射激光信号，并控制所述接收模块检测第二目标回波信号，所述第二目标回波信号包括使用所述安全发射功率再次发射的激光信号的回波信号，利用所述第二目标回波信号获取目标物体的测量结果；或者，所述控制模块用于，在确定所述测试回波信号的信号强度大于所述第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值后，控制所述激光发射模块使用所述安全发射功率再次发射激光信号，并控制所述接收模块检测第二目标回波信号，所述第二目标回波信号包括使用所述安全发射功率再次发射的激光信号的回波信号，利用所述第二目标回波信号获取目标物体的测量结果，在确定所述测试回波信号的信号强度大于所述第二信号强度阈值后，控制所述激光发射模块降低发射频率再次发射激光信号，并控制所述接收模块检测第三目标回波信号，利用所述第三目标回波信号获取目标物体的测量结果，所述第三目标回波信号包括降低发射频率发射的激光信号的回波信号，所述第一信号强度阈值小于所述第二信号强度阈值。

3.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于：

控制所述激光发射模块至少一次提高发射功率发射激光信号时，所述控制模块具体用于，控制所述激光发射模块至少一次提高发射功率发射激光信号，直至所述目标回波信号的信号强度大于所述第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值，所述第一信号强度阈值小于所述第二信号强度阈值；

利用所述目标回波信号获取目标物体的测量结果时，所述控制模块具体用于：利用信号强度大于所述第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值的目标回波信号获取目标物体的测量结果；

所述控制模块还用于，在确定所述测试回波信号的信号强度大于所述第一信号强度阈值且小于所述第二信号强度阈值后，利用所述测试回波信号获取目标物体的测量结果，在确定所述测试回波信号的信号强度大于所述第二信号强度阈值后，控制所述激光发射模块降低发射频率再次发射激光信号，并控制所述接收模块检测第三目标回波信号，直至所述第三回波信号的信号强度大于所述第一信号强度阈值且小于所述第二信号强度阈值，利用信号强度大于所述第一信号强度阈值且小于所述第二信号强度阈值的所述第三目标回波信号获取目标物体的测量结果，所述第三目标回波信号包括降低发射频率发射的激光信号的回波信号。

4.根据权利要求1~3任一项所述的激光雷达，其特征在于，所述目标物体的测量结果包括目标物体的距离测量结果和/或目标物体的反射率测量结果。

5.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述目标物体的测量结果包括目标物体的距离测量结果，所述控制模块还用于：

在确定检测到所述测试回波信号后，利用所述测试回波信号获取目标物体的测量结果；或者，

在确定检测到所述测试回波信号后，控制所述激光发射模块使用所述安全发射功率再次发射激光信号，并控制所述接收模块检测第二目标回波信号，所述第二目标回波信号包括使用所述安全发射功率再次发射的激光信号的回波信号，利用所述第二目标回波信号获取目标物体的测量结果。

6.根据权利要求5所述的激光雷达，其特征在于，所述控制模块还用于：

确定所述目标物体的距离测量结果对应的目标发射功率；

控制所述激光发射模块使用所述目标发射功率再次发送激光信号，并控制所述接收模块检测第四目标回波信号，所述第四目标回波信号包括使用所述目标发射功率再次发送的激光信号；

利用所述第四目标回波信号获取所述目标物体的反射率测量结果。

7.根据权利要求1~3、5、6中任一项所述的激光雷达，其特征在于，每相邻两次激光信号的发射时间间隔小于理论时间间隔，所述理论时间间隔根据所述目标物体的理论最大速度和所述目标物体的瞳孔与目标物体的边界之间的理论距离确定的。

8.一种激光雷达进行测量的方法，其特征在于，所述方法包括：

使用安全发射功率发射激光信号，并检测测试回波信号，所述测试回波信号为使用所述安全发射功率发射的激光信号的回波信号；

在确定未检测到所述测试回波信号或者所述测试回波信号的信号强度小于第一信号强度阈值后，至少一次提高发射功率发射激光信号，并检测第一目标回波信号，所述第一目标回波信号包括提高发射功率发射的激光信号的回波信号，利用所述第一目标回波信号获取目标物体的测量结果。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法包括：在确定所述测试回波信号的信号强度大于第一信号强度阈值后，使用所述安全发射功率再次发射激光信号，并检测第二目标回波信号，所述第二目标回波信号包括使用所述安全发射功率再次发射的激光信号的回波信号，利用所述第二目标回波信号获取目标物体的测量结果；或者，在确定所述测试回波信号的信号强度大于所述第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值后，使用所述安全发射功率再次发射激光信号，并检测第二目标回波信号，所述第二目标回波信号包括使用所述安全发射功率再次发射的激光信号的回波信号，利用所述第二目标回波信号获取目标物体的测量结果，在确定所述测试回波信号的信号强度大于所述第二信号强度阈值后，降低发射频率再次发射激光信号，并检测第三目标回波信号，利用所述第三目标回波信号获取目标物体的测量结果，所述第三目标回波信号包括降低发射频率发射的激光信号的回波信号，所述第一信号强度阈值小于所述第二信号强度阈值。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述至少一次提高发射功率发射激光信号，包括：至少一次提高发射功率发射激光信号，直至所述目标回波信号的信号强度大于所述第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值，所述第一信号强度阈值小于所述第二信号强度阈值；

利用所述目标回波信号获取目标物体的测量结果，包括：利用信号强度大于所述第一信号强度阈值且小于第二信号强度阈值的目标回波信号获取目标物体的测量结果；

所述方法还包括：在确定所述测试回波信号的信号强度大于所述第一信号强度阈值且小于所述第二信号强度阈值后，利用所述测试回波信号获取目标物体的测量结果；在确定所述测试回波信号的信号强度大于所述第二信号强度阈值后，至少一次降低发射频率再次发射激光信号，并检测第三目标回波信号，直至所述第三回波信号的信号强度大于所述第一信号强度阈值且小于所述第二信号强度阈值；利用信号强度大于所述第一信号强度阈值且小于所述第二信号强度阈值的所述第三目标回波信号获取目标物体的测量结果，所述第三目标回波信号包括降低发射频率发射的激光信号的回波信号。

11.根据权利要求8~10任一项所述的方法，其特征在于，所述目标物体的测量结果包括目标物体的距离测量结果和/或目标物体的反射率测量结果。

12.根据权利要求8所述的激光雷达，其特征在于，所述目标物体的测量结果包括目标物体的距离测量结果，所述方法还包括：

在确定检测到所述测试回波信号后，利用所述测试回波信号获取目标物体的测量结果；或者，

在确定检测到所述测试回波信号后，使用所述安全发射功率再次发射激光信号，并检测第二目标回波信号，所述第二目标回波信号包括使用所述安全发射功率再次发射的激光信号的回波信号，利用所述第二目标回波信号获取目标物体的测量结果。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定所述目标物体的距离测量结果对应的目标发射功率；

使用所述目标发射功率再次发送激光信号，并检测第四目标回波信号，所述第四目标回波信号包括使用所述目标发射功率再次发送的激光信号；

利用所述第四目标回波信号获取所述目标物体的反射率测量结果。

14.根据权利要求8~10、12、13中任一项所述的方法，其特征在于，每相邻两次激光信号的发射时间间隔小于理论时间间隔，所述理论时间间隔根据所述目标物体的理论最大速度和所述目标物体的瞳孔与目标物体的边界之间的理论距离确定的。

15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如下步骤：

控制激光雷达的发射功率可调的激光发射模块使用安全发射功率发射激光信号，并控制所述激光雷达的接收模块检测测试回波信号，所述测试回波信号为使用所述安全发射功率发射的激光信号的回波信号；

在确定未检测到所述测试回波信号或者所述测试回波信号的信号强度小于第一信号强度阈值后，控制所述激光发射模块至少一次提高发射功率发射激光信号，并控制所述接收模块检测第一目标回波信号，所述第一目标回波信号包括提高发射功率发射的激光信号的回波信号，利用所述第一目标回波信号获取目标物体的测量结果。