CN113805159A - 信号接收组件的失效检测方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

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CN113805159A CN202111373489.3A CN202111373489A CN113805159A CN 113805159 A CN113805159 A CN 113805159A CN 202111373489 A CN202111373489 A CN 202111373489A CN 113805159 A CN113805159 A CN 113805159A
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Abstract

本公开实施例涉及失效检测技术领域，提供了一种接收组件的失效检测方法、装置、设备及存储介质。该接收组件的失效检测方法包括：通过信号接收组件接收发射光的回波信号；获取经由所述信号接收组件处理后的回波信号的噪声检测结果；根据所述噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效。本公开实施例技术方案相较于需要基于附加的失效检测硬件电路或者额外的检测设备进行检测以确定所述信号接收组件是否失效的方案，可以简化硬件结构，且能够对所述信号接收组件进行实时监测，能够有效预防所述信号接收组件失效带来的安全风险。

Description

信号接收组件的失效检测方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及失效检测技术领域，尤其涉及一种信号接收组件的失效检测方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
激光雷达（LiDAR，Light Detection and Ranging）是激光探测及测距***的简称。一般采用红外激光器作为发射光源，向LiDAR周围某个方向发射出一束激光，激光光束遇到物体后发生漫反射，部分激光的散射光返回至激光接收***。激光雷达信息处理模块根据发射和接收激光信号的时间间隔，就可根据光速计算出激光雷达与物体之间的距离。
在极短的时间内，朝LiDAR周围多个方向发射激光光束并测量距离，即可输出一帧3D激光点云图。在把激光雷达作为感知周围环境的关键传感器的各应用领域中，无点云的空间位置普遍被认为不存在障碍物。因此，LiDAR被广泛应用于自动驾驶、机器人避障、智慧城市的车路协同以及测绘等领域。
在相关技术中，例如，LiDAR中，在发射光发出后，需要通过信号接收组件接收并处理该发射光的回波信号以实现物体的探测。如果所述信号接收组件工作异常，会直接导致整体或局部点云缺失，从而给应用（例如，激光雷达应用）带来安全隐患。
发明内容
本发明实施例提供了一种信号接收组件的失效检测方法、装置、设备及存储介质。
本公开实施例第一方面提供一种信号接收组件的失效检测方法，所述方法包括：
通过信号接收组件接收发射光的回波信号；
获取经由所述信号接收组件处理后的回波信号的噪声检测结果；
根据所述噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效。
在一个实施例中，所述根据所述噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效，包括：
若所述回波信号的噪声值在阈值范围内，确定所述信号接收组件有效；
或者，
若所述回波信号的噪声值在阈值范围外，确定所述信号接收组件失效。
在一个实施例中，所述若所述回波信号的噪声值在阈值范围外，确定所述信号接收组件失效，包括：
若所述回波信号的噪声值小于或者等于第一预定值，确定所述信号接收组件失效；
或者，
若所述回波信号的噪声值大于或者等于第二预定值，确定所述信号接收组件失效，其中，所述第一预定值小于所述第二预定值。
在一个实施例中，所述方法还包括：
根据预定参数确定所述第一预定值和/或第二预定值；
其中，所述预定参数包括以下至少之一：获取到的显著性水平参数、放大器的增益状态和信号接收组件所处环境温度。
在一个实施例中，所述根据所述噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效，包括：
根据N次获得的所述回波信号的所述噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效，其中，N为大于1的正整数。
在一个实施例中，所述根据N次获得的所述回波信号的所述噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效，包括：若N次获得的N个所述回波信号的噪声值中有K个噪声值在阈值范围外，确定所述接收组件失效；其中，所述K为大于1的正整数。
在一个实施例中，所述信号接收组件包括以下至少之一：光电传感器、跨阻放大器TIA、可变增益放大器VGA和模数转换器ADC。
在一个实施例中，所述信号接收组件包括光电传感器、与所述光电传感器连接的跨阻放大器TIA、与所述TIA连接的可变增益放大器VGA和与所述VGA连接的模数转换器ADC；所述根据所述噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效，包括：
若所述噪声检测结果指示：所述信号接收组件的用于回波信号接收的全部通道的噪声异常，确定所述VGA失效；
和/或，
若所述噪声检测结果指示：所述TIA中的第一TIA关联的用于回波信号接收的全部通道的噪声异常，确定所述第一TIA失效；
和/或，
若所述噪声检测结果指示：所述TIA中的第二TIA关联的用于回波信号接收的部分通道的噪声异常，确定所述部分通道上的与所述第二TIA连接的所述光电传感器失效。
在一个实施例中，所述回波信号的噪声，包括以下至少之一：信号光引起的散粒噪声、光电传感器的暗电流噪声、环境光噪声和电子元件的热噪声。
在一个实施例中，所述发射光为激光。
本公开实施例第二方面提供一种信号接收组件的失效检测装置，所述装置包括：
接收模块，用于通过信号接收组件接收发射光的回波信号；
获取模块，用于获取经由所述信号接收组件处理后的回波信号的噪声检测结果；
确定模块，用于：根据所述噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效。
本公开实施例第三方面提供一种信号接收组件的失效检测设备，包括：
存储器，存储有计算机可执行指令；
处理器，与所述存储器连接，用于通过执行所述计算机可执行指令，实现第一方面任意方案提供的信号接收组件的失效检测设备方法。
本公开实施例第四方面提供的一种计算机存储介质，所述计算机存储 介质存储有计算机可执行指令；所述计算机可执行指令被处理器执行后，能够实现如第一方面任意方案提供的信号接收组件的失效检测设备方法。
本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比存在的有益效果是：
通过信号接收组件接收发射光的回波信号；获取经由所述信号接收组件处理后的回波信号的噪声检测结果；根据所述噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效，能够有效预防所述信号接收组件失效带来的安全风险。由于所述信号接收组件是否失效是根据所述噪声检测结果确定的，相较于需要基于附加的失效检测硬件电路或者额外的检测设备进行检测以确定所述信号接收组件是否失效，可以简化硬件结构，且能够在激光雷达工作状态下对所述信号接收组件进行实时监测。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种信号接收组件的失效检测方法的流程示意图。
图2是本发明实施例提供的一种信号接收组件的结构示意图。
图3是本发明实施例提供的一种信号接收组件的失效检测方法的流程示意图。
图4是本发明实施例提供的一种信号接收组件的失效检测方法的流程示意图。
图5是本发明实施例提供的一种信号接收组件的失效检测方法的流程示意图。
图6是本发明实施例提供的一种信号接收组件的失效检测方法的流程示意图。
图7是本发明实施例提供的一种信号接收组件的失效检测方法的流程示意图。
图8是本发明实施例提供的一种信号接收组件的失效检测方法的流程示意图。
图9是本发明实施例提供的一种信号接收组件的失效检测方法的示意图。
图10是本发明实施例提供的一种信号接收组件的失效检测装置的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
如图1所示，本公开实施例提供一种信号接收组件的失效检测方法，包括：
S110：通过信号接收组件接收发射光的回波信号；
S120：获取经由所述信号接收组件处理后的回波信号的噪声检测结果；
S130：根据所述噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效。
本公开中的发射光可以是激光（例如，红外激光），但不限于是激光。
本公开实施例提供的信号接收组件的失效检测方法可以应用于LiDAR中，上述步骤的执行可以是由LiDAR的控制模块完成。但是，本公开实施例提供的信号接收组件的失效检测方法不限于应用于LiDAR中，也可以应用于其他各种类型的包含光电探测器或者光电接收电路的光电设备中。需要说明的是，发射光可以是LiDAR发送的，也可以是LiDAR之外的其他设备发送的，本公开不做限定。
在一个实施例中，LiDAR可以包含发射模块、接收模块和信息处理模块等。所述信号接收组件可以是LiDAR中的所述接收模块。需要说明的是，所述信号接收组件也可以包含与接收所述回波信号和处理所述回波信号关联的任一模块。在一些实施例中，所述信号接收组件可以包含接收模块和/或信息处理模块，在此不做限定。
在一个实施例中，LiDAR中的发射模块向周围的预定方向发射出一束激光，该激光的光束遇到物体后发生漫反射，部分激光光束分散反射光返回至所述信号接收组件。示例性地，所述分散反射光的信号即为所发射激光的回波信号。
示例性地，所述信号接收组件可以包含接收模块和处理模块。所述信号接收组件的接收模块在接收到所述回波信号后，所述信号接收组件的处理模块就可以根据发射所述发射光和接收回波信号的时间间隔，以及光速就可以计算出LiDAR与物体之间的距离。需要说明的是，所述信号接收组件也可以只用于所述回波信号的接收，所述距离的计算过程可以是LiDAR中所述信号接收组件之外的其他模块完成的，在此不做限定。
在一个实施例中，所述信号接收组件可以包括光电传感器、跨电阻放大器（TIA，Trans-Impedance Amplifier）、可变增益放大器（VGA，Variable Gain Amplifier）运放电路和模数转换器（ADC，Analog-to-Digital Converter）。其中，所述光电传感器可以是雪崩型光电二极管（APD，Avalanche Photo Diode）、单光子雪崩光电二极管（SPAD，SinglePhoton Avalanche Diode）、硅光电倍增管（SIPM，Silicon Photo Multiplier）等，在本实施例中不做限定。
请参见图2，ADC可以与VGA运放电路连接，VGA运放电路可以连接多个TIA，每个TIA可以连接多个APD。任一APD、与APD连接的TIA、VGA和ADC共同组成所述回波信号的一个通路。APD的光敏面受到所述回波信号光的照射产生微弱的光电流，TIA将光电流转换为电压并放大信号，再经过后面的VGA运放电路进行一级或多级放大后，经ADC采样后转为数字信号，方便后续信号处理。这里，后续信号处理包含所述回波信号的噪声的处理。需要说明的是，噪声的处理过程可以是所述信号接收组件中的处理模块执行的，也可以是所述信号接收组件之外的模块执行的，在此不做限定。
需要说明的是，ADC输出的数字信号里除所述回波信号外，还混合有元器件产生的噪声信号。当某一或多个元器件失效时，会使整个接收端输出的信号噪声水平发生明显变化。而在数字信号处理的过程中，因为ADC采集到了原始回波信号数据，可以根据该信号数据计算信号噪声，然后根据噪声水平的变化来判断是否有信号接收组件失效。这里，原始回波信号数据可以是在所述信号接收组件未失效时获得的数据，该数据可以为确定所述信号接收组件是否失效提供参考。
在一个实施例中，该方法应用于LiDAR，LiDAR发送红外激光。通过所述信号接收组件接收红外激光的回波信号。获取经由所述信号接收组件处理后的所述回波信号的噪声，获得噪声检测结果。根据所述噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效。这里，所述噪声检测结果可以包含噪声的噪声值的大小。需要说明的是，噪声可以包含不同种类的噪声。噪声的噪声值可以是某个噪声信号的噪声值或者多个噪声信号的噪声值的和。
在一个实施例中，所述回波信号的噪声，包括以下至少之一：信号光引起的散粒噪声、光电传感器的暗电流噪声、环境光噪声和电子元件的热噪声。这里，所述信号处理单元可以是LiDAR中所述信号接收模块之外的模块。
示例性地，所述回波信号包含噪声信号，所述噪声信号可以包含N shot,sig 、N dk 、N bk 和N th 中的至少之一。其中，所述N shot,sig 为信号光引起的散粒噪声，所述N shot,sig 与所述回波信号的能量成正比。所述N shot,sig 的噪声概率密度函数服从泊松分布，随着散粒数量增加，可近似高斯分布。所述N dk 为APD暗电流噪声，但在运放电路中也经历了放大，是不可忽视的一部分，所述N dk 的噪声概率密度函数可近似高斯分布。所述N bk 为环境光噪声，与太阳光照强度、APD在不同波长的灵敏度以及光路中的滤光设计相关。所述N th 为整个所述信号接收组件中电子元件的热噪声，与温度正相关，所述N th 的噪声概率密度函数服从高斯分布。
在一个实施例中，所述噪声检测结果可以是N shot,sig 、N dk 、N bk 和N th 中的至少之一噪声信号的噪声值。噪声检测结果也可以包含N shot,sig 、N dk 、N bk 和N th 的噪声值之和。
示例性地，噪声检测结果包含的噪声值N可以表示为：
Figure 257229DEST_PATH_IMAGE001
其中，G为前置放大器增益，F为过剩噪声因子，η q 为APD量子效率，P S 、P bk 分别为信号光、环境光能量，B为玻尔兹曼常数，I dks 和I dkb 分别为APD表层和底层的暗电流。
需要说明的是，可以通过调整光学滤波窗口大小，使环境光引起的噪声量级低于其他噪声量级。这里，为了简化处理过程，除环境光噪声之外的噪声信号均可按高斯分布来处理。
在一个实施例中，LiDAR发送红外激光。通过所述信号接收组件接收发射光的回波信号；按照预定频率获取经由所述信号接收组件处理后的回波信号的噪声检测结果；根据所述噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效。
这里，可以根据LiDAR的失效确认要求时延确定所述预定频率。在一个实施例中，若所述失效确认要求时延小于时延阈值，确定所述预定频率大于频率阈值；或者，若所述失效确认要求时延大于时延阈值，确定所述预定频率小于频率阈值。如此，所述预定频率可以适应于所述失效确认要求时延，从而能够及时确认所述信号接收组件是否失效。需要说明的是，可以是获取用户设置的时延阈值信息，基于所述时延阈值信息指示的时延阈值，确定当前使用的所述预定频率。如此，可以根据LiDAR的应用场景和用户要求等调整所述时延阈值，从而确定所述预定频率。
在一个实施例中，LiDAR发送红外激光。通过所述信号接收组件在预定时长内接收红外激光的回波信号。获取经由所述信号接收组件处理后的在预定时长内接收到的所述回波信号的噪声，获得预定时长内噪声检测结果。根据所述预定时长内噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效。如此，由于获取到的是预定时长内噪声检测结果，可以减少噪声的偶然性波动导致的失效检测的误判，使得信号接收组件的失效检测结果更加准确。
在一个实施例中，LiDAR发送红外激光。通过所述信号接收组件N次接收红外激光的回波信号。获取经由所述信号接收组件处理后的N次接收到的所述回波信号的噪声，获得N个噪声检测结果。根据所述N个噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效。其中，N为大于1的正整数。这里，可以是根据N个噪声检测结果的平均值，确定所述信号接收组件是否失效，如此，可以使得信号接收组件的失效检测结果更加准确。
在一个实施例中，LiDAR发送红外激光。通过信号接收组件在不同时段接收红外激光的回波信号。获取经由所述信号接收组件处理后的在不同时段接收到的所述回波信号的噪声，获得不同时段的所述回波信号的噪声检测结果。根据所述不同时段的噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效。其中，不同时段对应的时段可以是预先设置的。这里，可以是根据不同时段的噪声检测结果的平均值，确定所述信号接收组件是否失效，如此，可以使得信号接收组件的失效检测结果更加准确。
本公开实施例中，由于所述信号接收组件是否失效是根据所述噪声检测结果确定的，相较于需要基于附加的失效检测硬件电路或者额外的设备进行检测以确定所述信号接收组件是否失效，硬件结构更加简单，且能够对所述信号接收组件进行实时监测，能够有效预防所述信号接收组件失效带来的安全风险。
在一个实施例中，请参见图3，步骤S130包括：
步骤S310：若所述回波信号的噪声值在阈值范围内，确定所述信号接收组件有效；或者，若所述回波信号的噪声值在阈值范围外，确定所述信号接收组件失效。
在一个实施例中，可以是根据LiDAR生成的点云图的要求质量确定所述阈值范围。若所述点云图的要求质量大于第一质量，确定所述阈值范围小于第一范围；或者，若所述点云图的要求质量小于第二质量，确定所述阈值范围大于第二范围。这里，第一质量大于或者等于第二质量，第一范围小于或者等于第二范围。如此，所述阈值范围可以适应于所述点云图的要求质量。
在一个实施例中，若单次检测到的所述回波信号的噪声值在所述阈值范围内，确定所述信号接收组件有效；或者，若单次检测到的所述回波信号的噪声值在所述阈值范围外，确定所述信号接收组件失效。
在一个实施例中，若在预定时长内的所述回波信号的噪声值在所述阈值范围内，确定所述信号接收组件有效；或者，若在预定时长内所述回波信号的噪声值在所述阈值范围外，确定所述信号接收组件失效。
在一个实施例中，可以是根据失效检测的要求准确度确定所述预定时长。若所述失效检测的要求准确度大于准确度阈值，确定所述预定时长大于时长阈值；或者，若所述失效检测的要求准确度小于准确度阈值，确定所述预定时长小于时长阈值。如此，所述预定时长可以适应于失效检测的要求准确度，减少由于噪声的偶然性波动导致的失效检测的误判。
在一个实施例中，若在连续M个时段获得的所述回波信号的噪声值在所述阈值范围内，确定所述信号接收组件有效；或者，若在连续M个时段获得的所述回波信号的噪声值在阈值范围外，确定所述信号接收组件失效。
在一个实施例中，可以是根据失效检测的要求准确度确定所述M。示例性地，若失效检测的要求准确度大于准确度阈值，确定所述M大于数量阈值；或者若失效检测的要求准确度小于准确度阈值，确定所述M小于数量阈值。如此，M可以适应于失效检测的要求准确度，减少由于噪声的偶然性波动导致的失效检测的误判。其中，M为大于1的正整数。
在一个实施例中，若在连续M个时段获得的所述回波信号的噪声值中有N个在所述阈值范围内，确定所述信号接收组件有效；或者，若在连续M个时段获得的所述回波信号的噪声值有N个在阈值范围外，确定所述信号接收组件失效。
在一个实施例中，可以是根据失效检测的要求准确度确定所述N。示例性地，若失效检测的要求准确度大于准确度阈值，确定所述N大于数量阈值；或者若失效检测的要求准确度小于准确度阈值，确定所述N小于数量阈值。如此，N可以适应于失效检测的要求准确度，减少由于噪声的偶然性波动导致的失效检测的误判。其中，M为大于1的整数，N为大于0的整数，N小于或者等于M。
在一个实施例中，请参见图4，步骤S210包括：
步骤S410：若所述回波信号的噪声值小于或者等于第一预定值，确定所述信号接收组件失效；或者，若所述回波信号的噪声值大于或者等于第二预定值，确定所述信号接收组件失效；其中，所述第一预定值小于所述第二预定值。
在一个实施例中，在所述信号接收组件的各元器件正常工作情况下，影响噪声的因素包括可变增益放大器VGA的增益状态（这里，增益状态可以是不同增益值对应的工作状态），所述信号接收组件的噪声概率密度函数可以表示为：
Figure 502266DEST_PATH_IMAGE002
其中，A为VGA的增益状态，σ可在LiDAR标定过程中根据测试结果来确定。
在一个实施例中，根据预定参数确定所述第一预定值和/或第二预定值；
其中，所述预定参数包括以下至少之一：获取到的显著性水平参数、放大器的增益状态和信号接收组件所处环境温度。
示例性地，根据所述显著性水平参数α来确定在不同VGA的增益状态和不同温度下噪声异常的阈值范围（N min （A,T），N max （A,T）），即满足：
Figure 358968DEST_PATH_IMAGE003
其中，第一预定值N min （A,T）和第二预定值N max （A,T）均是关于A和T的函数。如此，可确保在LiDAR正常工作情况下的信号接收组件的噪声有x（其中，x=1-α）的概率处于第一预定值和第二预定值确定的阈值范围内。需要说明的是，该显著性水平参数可以是根据要求的误警率确定的。这里，所述误警率用于指示：由于偶然因素导致的在所述信号接收组件未失效时虚报警示信息的概率。
需要说明的是，为减少偶然因素导致可能出现的失效检测误判情况，可加入时间维度的判断。示例性地，采集M帧噪声数据后再做统计处理，若K次异常才判定该通道对应噪声异常。由上可知，单次诊断虚警概率（即显著性水平参数）为α，多次诊断服从泊松分布。需要说明的是，每采集一帧噪声数据都会进行一次噪声检测，获得一次噪声检测结果。
则失效检测结果无误的概率为：
Figure 347653DEST_PATH_IMAGE004
在一个实施例中，请参见图5，步骤S130包括：
步骤S510：根据N次获得的所述回波信号的所述噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效，其中，N为大于1的正整数。
在一个实施例中，若N次获得的所述回波信号的噪声值在阈值范围内，确定所述信号接收组件有效；或者，若N次获得的所述回波信号的噪声值在阈值范围外，确定所述信号接收组件失效。
在一个实施例中，可以是根据失效检测的要求准确度确定所述N。示例性地，若失效检测的要求准确度大于准确度阈值，确定所述N大于数量阈值；或者若失效检测的要求准确度小于准确度阈值，确定所述N小于数量阈值。如此，N可以适应于失效检测的要求准确度，减少由于噪声的偶然性波动导致的失效检测的误判。
在一个实施例中，请参见图6，步骤S510包括：
步骤S610： 若N次获得的N个所述回波信号的噪声值中有K个噪声值在阈值范围外，确定所述接收组件失效；其中，所述K为大于1的正整数。
在一个实施例中，每次的噪声检测结果对应一个噪声值。
在一个实施例中，若N次获得的所述回波信号的噪声值有K个在所述阈值范围内，确定所述信号接收组件有效；或者，若N次获得的所述回波信号的噪声值有K个在阈值范围外，确定所述信号接收组件失效。
在一个实施例中，可以是根据失效检测的要求准确度确定所述K。示例性地，若失效检测的要求准确度大于准确度阈值，确定所述K大于数量阈值；或者,若失效检测的要求准确度小于准确度阈值，确定所述K小于数量阈值。如此，K可以适应于失效检测的要求准确度，减少由于噪声的偶然性波动导致的失效检测的误判。
在一个实施例中，所述信号接收组件包括以下至少之一：APD、TIA、VGA和ADC。
请再次参见图2，所述信号接收组件包括光电传感器、与光电传感器连接的TIA、与TIA连接的VGA和与VGA连接的ADC。请参见图7，步骤S130，包括：
步骤S710：若所述噪声检测结果指示所述信号接收组件的用于回波信号接收的全部通道的噪声异常，确定所述VGA失效；
和/或，
若所述噪声检测结果指示所述TIA中第一TIA关联的用于回波信号接收的全部通道的噪声异常，确定所述第一TIA失效；
和/或，
若所述噪声检测结果指示所述TIA中第二TIA关联的用于回波信号接收的部分通道的噪声异常，确定所述部分通道上的与所述第二TIA连接的所述光电传感器失效。
这里，所述光电传感器可以是APD。
在一个实施例中，每个APD、与所述APD对应的TIA、VGA和ADC共同确定一个通道。若所述噪声检测结果指示所述信号接收组件的用于回波信号接收的全部通道的噪声值小于或者等于第一预定值，确定所述VGA失效；或者，若所述噪声检测结果指示所述信号接收组件的用于回波信号接收的全部通道的噪声值大于或者等于第二预定值，确定所述VGA失效。
在一个实施例中，每个APD、与所述APD对应的TIA、VGA和ADC共同确定一个通道。若所述噪声检测结果指示所述TIA中第一TIA关联的用于回波信号接收的全部通道的噪声值小于或者等于第一预定值，确定所述第一TIA失效；或者，若所述噪声检测结果指示所述TIA中第一TIA关联的用于回波信号接收的全部通道的噪声值大于或者等于第二预定值，确定所述第一TIA失效。可以理解的是，所述TIA中第一TIA可能为所述TIA中的某一TIA或者任一TIA。
在一个实施例中，每个APD、与所述APD连接的TIA、VGA和ADC共同确定或者组成一个通道。若所述噪声检测结果指示所述TIA中第二TIA关联的用于回波信号接收的部分通道的噪声值小于或者等于第一预定值，确定所述部分通道上的与所述第二TIA连接的APD失效；或者，若所述噪声检测结果指示所述TIA中第二TIA关联的用于回波信号接收的部分通道的噪声值大于或者等于第一预定值，确定所述部分通道上的与所述第二TIA连接的APD失效。可以理解的是，所述TIA中第二TIA可能为所述TIA中的某一TIA或者任一TIA。所述部分通道可以是第二TIA关联的多个通道中的部分通道，例如，TIA关联3个通道，部分通道可以是3个通道中的2个通道。需要说明的是，通道上的APD可以是确定或者组成一个通道的APD，示例性地，第一APD、第一TIA、第一VGA和第一ADC确定一个第一通道，则所述第一APD在所述第一通道上。
为了更好地理解本公开实施例，以下通过一个示例性实施例对本公开实施例进行进一步说明：
示例1：
请再次参见图2，所述信号接收组件包括APD、TIA、VGA、ADC和信号处理单元等。请参见图8，本示例提供一种信号接收组件的失效检测方法，包括：
步骤a1：在LiDAR工作状态下，当LiDAR的信号接收组件中的任一APD选通后接收到发出激光的回波信号，经TIA和VGA电路后进入ADC模数转换，ADC输出所述回波信号的数字信号。
步骤a2：LiDAR的信号处理单元对接收到的ADC数字信号进行所述回波信号的噪声计算。这里，所述回波信号的噪声，包括以下至少之一：信号光引起的散粒噪声、光电传感器的暗电流噪声、环境光噪声和电子元件的热噪声。这里，所述信号处理单元可以是LiDAR中所述信号接收模块之外的模块。
步骤a3：记录每个APD通道的噪声值、VGA的增益状态A到存储器中。这里，每个APD、与所述APD连接的TIA、VGA和ADC共同确定一个通道。
步骤a4：在每一帧点云测距计算完毕后，如图9所示，根据历史数据确定的噪声阈值，结合温度传感器测量值T和可变增益放大器增益状态，计算N min 和N max ，然后对所有通道进行失效检测，在N小于N min 或N大于N max 时判断为所述APD通道的噪声异常。这里需要说明的是，请参见公式（2）可以是根据噪声概率密度函数中的标准偏差“σ”确定N min （对应第一预定值）和N max （对应第二预定值）。
步骤a5：每个通道都连续监测M次，若有K次异常，诊断该通道异常。其中，M为大于1的整数，K为大于0的整数。
步骤a6：对于所有通道的噪声检测结果做统计分析，若所有通道均异常，可确定所述信号接收组件中的VGA运放电路失效；若同一TIA对应的通道的噪声均异常，可确定所述信号接收组件中的该TIA失效；若同一TIA对应的某一或部分通道的噪声异常，可确定所述信号接收组件中该TIA对应的APD失效。
需要说明的是，当确定VGA、TIA和APD中的至少之一失效，可以确定所述信号接收组件失效。此时，可以及时向控制中心上报组件失效的结果或者发出预警信息，如此，能够有效预防安全风险。
如图10所示，本公开实施例提供一种信号接收组件的失效检测装置，所述装置包括：
接收模块101，用于通过信号接收组件接收发射光的回波信号；
获取模块102，用于获取经由所述信号接收组件处理后的回波信号的噪声检测结果；
确定模块103，用于：根据所述噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效。
在一个实施例中，所述确定模块103，还用于：
若所述回波信号的噪声值在阈值范围内，确定所述信号接收组件有效；
或者，
若所述回波信号的噪声值在阈值范围外，确定所述信号接收组件失效。
在一个实施例中，所述确定模块103，还用于：
若所述回波信号的噪声值小于或者等于第一预定值，确定所述信号接收组件失效；
或者，
若所述回波信号的噪声值大于或者等于第二预定值，确定所述信号接收组件失效；其中，所述第一预定值小于所述第二预定值。
所述确定模块103，还用于：
根据预定参数确定所述第一预定值和/或第二预定值；
其中，所述预定参数包括以下至少之一：获取到的显著性水平参数、放大器的增益状态和信号接收组件所处环境温度。
在一个实施例中，所述确定模块103，还用于：
根据N次获得的所述回波信号的所述噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效，其中，N为大于1的正整数。
在一个实施例中，所述确定模块103，还用于：
若N次获得的N个所述回波信号的噪声值中有K个噪声值在阈值范围外，确定所述接收组件失效；其中，所述K为大于1的正整数。
在一个实施例中，所述确定模块103，还用于：
若所述噪声检测结果指示所述信号接收组件的用于回波信号接收的全部通道的噪声异常，确定所述VGA失效；
和/或，
若所述噪声检测结果指示所述TIA中第一TIA关联的用于回波信号接收的全部通道的噪声异常，确定所述第一TIA失效；
和/或，
若所述噪声检测结果指示所述TIA中第二TIA关联的用于回波信号接收的部分通道的噪声异常，确定所述部分通道上的与所述第二TIA连接的所述光电传感器失效。
本公开实施例提供一种信号接收组件的失效检测设备，包括：
存储器，存储有计算机可执行指令；
处理器，与所述存储器连接，用于通过执行所述计算机可执行指令，实现前述任意技术方案提供的信号接收组件的失效检测方法，示例性地，该处理器通过执行所述可执行指令，可以实现图1、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示的任意方法。
该存储器可为各种类型的存储设备，例如，该存储器可包括：只读存储器、随机存储器、闪存和/或硬盘等。示例性地，所述存储器至少包括：非瞬间存储器。
所述处理器可包括各种具有信息处理能力的芯片或者集成电路。所述处理器包括但不限于：中央处理器、微处理器或者微控制器等。
所述处理器与所述存储器之间可以通过总线等通信接口连接。
本公开实施例还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储 介质存储有计算机可执行指令；所述计算机可执行指令被处理器执行后，能够实现前述任意技术方案提供的信号接收组件的失效检测方法，示例性地，该处理器通过执行所述可执行指令，可以实现图1、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示的任意方法。
该计算机存储介质为计算机可读存储介质，至少可为非瞬间存储介质。所述计算机存储介质的具体可包括：光盘、闪存器、光盘和/或各种类型的硬盘等。
本领域技术人员可以理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种信号接收组件的失效检测方法，其特征在于，所述方法包括：
通过信号接收组件接收发射光的回波信号；
获取经由所述信号接收组件处理后的回波信号的噪声检测结果；
根据所述噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效，包括：
若所述回波信号的噪声值在阈值范围内，确定所述信号接收组件有效；
或者，
若所述回波信号的噪声值在阈值范围外，确定所述信号接收组件失效。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述若所述回波信号的噪声值在阈值范围外，确定所述信号接收组件失效，包括：
若所述回波信号的噪声值小于或者等于第一预定值，确定所述信号接收组件失效；
或者，
若所述回波信号的噪声值大于或者等于第二预定值，确定所述信号接收组件失效，其中，所述第一预定值小于所述第二预定值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据预定参数确定所述第一预定值和/或第二预定值；
其中，所述预定参数包括以下至少之一：获取到的显著性水平参数、放大器的增益状态和信号接收组件所处环境温度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效，包括：
根据N次获得的所述回波信号的所述噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效，其中，所述N为大于1的正整数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据N次获得的所述回波信号的所述噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效，包括：
若N次获得的N个所述回波信号的噪声值中有K个噪声值在阈值范围外，确定所述接收组件失效；其中，所述K为大于1的正整数。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号接收组件包括光电传感器、与所述光电传感器连接的跨阻放大器TIA、与所述TIA连接的可变增益放大器VGA和与所述VGA连接的模数转换器ADC；所述根据所述噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效，包括：
若所述噪声检测结果指示：所述信号接收组件的用于回波信号接收的全部通道的噪声异常，确定所述VGA失效；
和/或，
若所述噪声检测结果指示：所述TIA中的第一TIA关联的用于回波信号接收的全部通道的噪声异常，确定所述第一TIA失效；
和/或，
若所述噪声检测结果指示：所述TIA中的第二TIA关联的用于回波信号接收的部分通道的噪声异常，确定所述部分通道上的与所述第二TIA连接的所述光电传感器失效。
8.一种信号接收组件的失效检测装置，其特征在于，所述装置包括：
接收模块，用于通过信号接收组件接收发射光的回波信号；
获取模块，用于获取经由所述信号接收组件处理后的回波信号的噪声检测结果；
确定模块，用于：根据所述噪声检测结果，确定所述信号接收组件是否失效。
9.一种信号接收组件的失效检测设备，其特征在于，包括：
存储器，存储有计算机可执行指令；
处理器，与所述存储器连接，用于通过执行所述计算机可执行指令，实现权利要求1至7任一项提供的方法。
10.一种计算机存储介质，所述计算机存储 介质存储有计算机可执行指令；所述计算机可执行指令被处理器执行后，能够实现如权利要求1至7任一项提供的方法。
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