CN115542297A - 用于激光雷达的光罩脏污检测方法及光罩脏污检测*** - Google Patents
用于激光雷达的光罩脏污检测方法及光罩脏污检测*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN115542297A CN115542297A CN202110734418.5A CN202110734418A CN115542297A CN 115542297 A CN115542297 A CN 115542297A CN 202110734418 A CN202110734418 A CN 202110734418A CN 115542297 A CN115542297 A CN 115542297A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- echo
- photomask
- laser radar
- pulse sequence
- contamination
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 118
- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims abstract description 130
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 claims abstract description 90
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 22
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 15
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 5
- 210000004243 sweat Anatomy 0.000 description 5
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 4
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 3
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 3
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 2
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 2
- -1 mar Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/483—Details of pulse systems
- G01S7/486—Receivers
- G01S7/487—Extracting wanted echo signals, e.g. pulse detection
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/94—Investigating contamination, e.g. dust
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
- G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
- G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
- G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
- G01S17/894—3D imaging with simultaneous measurement of time-of-flight at a 2D array of receiver pixels, e.g. time-of-flight cameras or flash lidar
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
- G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
- G01S7/4813—Housing arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/94—Investigating contamination, e.g. dust
- G01N2021/945—Liquid or solid deposits of macroscopic size on surfaces, e.g. drops, films, or clustered contaminants
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
- G01S2007/4975—Means for monitoring or calibrating of sensor obstruction by, e.g. dirt- or ice-coating, e.g. by reflection measurement on front-screen
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
本发明提供了一种用于激光雷达的光罩脏污检测方法,包括:S101:发射具有脉冲编码的多脉冲序列;S102:接收雷达回波,获取所述雷达回波中与所述多脉冲序列对应的回波脉冲序列;S103:根据所述回波脉冲序列的飞行时间,判断激光雷达是否存在光罩脏污。本发明的光罩脏污检测方法,利用激光雷达的发射单元产生的光束对光罩脏污进行检测,其无需额外增加光源和/或探测器件,且利用激光雷达的编码时间、飞行时间、回波点数进行检测,其检测的准确性高,避免出现误判。本发明通过激光雷达中用于探测目标的发射单元和接收单元完成光罩脏污检测,其结构简单,节约了激光雷达的内部空间。
Description
技术领域
本发明涉及激光探测领域,尤其涉及一种用于激光雷达的光罩脏污检测方法及光罩脏污检测***。
背景技术
激光雷达是无人驾驶重要的传感器,现有的激光雷达通常不设置光罩脏污检测装置对光罩进行检测,当无人车行驶过程中,激光雷达会遭遇诸如雨雪、风沙等天气,由此光罩上会形成灰尘、划痕、污水、泥渍和腐蚀等情况,导致激光雷达无法正常获取无人车周围的环境信息,因此获取激光雷达的光罩脏污信息有利于激光雷达进行正常探测。
现有技术中的光罩脏污检测方法,需要额外增设发光装置用于检测光罩脏污,结构相对复杂,检测准确性低,容易出现误判。
背景技术部分的内容仅仅是公开人所知晓的技术,并不当然代表本领域的现有技术。
发明内容
本发明提供一种用于激光雷达的光罩脏污检测方法,用于提高对于光罩脏污的检测准确性,避免出现误判,包括:
S101:发射具有脉冲编码的多脉冲序列;
S102:接收雷达回波,获取所述雷达回波中与所述多脉冲序列对应的回波脉冲序列;
S103:根据所述回波脉冲序列的飞行时间,判断激光雷达是否存在光罩脏污。
根据本发明的一个方面,其中步骤S103进一步包括:
当所述回波脉冲序列的飞行时间小于飞行时间阈值时,判定所述激光雷达存在光罩脏污。
根据本发明的一个方面,其中步骤S103进一步包括:
在单帧点云数据中,统计所述光罩脏污对应的回波点数,根据所述回波点数,判断激光雷达是否存在光罩脏污。
根据本发明的一个方面,所述检测方法进一步包括:
当所述回波点数大于点数阈值时,判定激光雷达存在光罩脏污。
根据本发明的一个方面,所述检测方法进一步包括:
在所述激光雷达探测预设角度范围内,统计所述光罩脏污对应的回波点数,当所述回波点数大于所述点数阈值时,判定所述预设角度范围内存在光罩脏污。
根据本发明的一个方面,其中步骤S101进一步包括:发射以时间间隔编码的多脉冲序列,步骤S102进一步包括:
所述回波脉冲序列的时间间隔与所述多脉冲序列的时间间隔相匹配。
根据本发明的一个方面,所述检测方法进一步包括:
根据所述飞行时间阈值设置对应的点数阈值。
根据本发明的一个方面,所述检测方法进一步包括:
当连续多帧点云数据中所述回波点数均大于所述点数阈值时,判定激光雷达存在光罩脏污。
根据本发明的一个方面,所述检测方法进一步包括:
根据所述回波点数,判断所述光罩脏污的类型。
根据本发明的一个方面,所述检测方法进一步包括:
当所述回波点数大于第一识别阈值时,判定所述光罩脏污为反射型脏污;
当所述回波点数小于等于第一识别阈值、大于第二识别阈值时,判定所述光罩脏污为散射型脏污;
当所述回波点数小于等于第二识别阈值时,判定所述光罩脏污为吸收型脏污。
根据本发明的一个方面,所述检测方法进一步包括:
存在所述光罩脏污的预设角度范围内以第二预设角度重新扫描,以确定所述预设角度范围内光罩脏污的分布情况。
本发明还提供一种激光雷达的光罩脏污检测***,包括:
发射单元,配置成发射具有脉冲编码的多脉冲序列;
接收单元,配置成接收雷达回波;
波形检测单元,与所述发射单元、所述接收单元分别耦接,配置成:
获取所述雷达回波中与所述多脉冲序列对应的回波脉冲序列;
光罩脏污判断单元,配置成根据所述回波脉冲序列的飞行时间,判断激光雷达是否存在光罩脏污。
根据本发明的一个方面,其中所述光罩脏污判断单元进一步配置成:
当所述回波脉冲序列的飞行时间小于飞行时间阈值时,判定激光雷达存在光罩脏污。
根据本发明的一个方面,所述光罩脏污检测***还包括:
点数统计单元,配置成在单帧点云数据中,统计所述光罩脏污对应的回波点数;
所述光罩脏污判断单元进一步配置成:根据所述回波点数,判断激光雷达是否存在光罩脏污。
根据本发明的一个方面,其中所述光罩脏污判断单元进一步配置成:
当所述回波点数大于点数阈值时,判定激光雷达存在光罩脏污。
根据本发明的一个方面,其中所述点数统计单元进一步配置成:
在所述激光雷达探测预设角度范围内,统计所述光罩脏污对应的回波点数;
所述光罩脏污判断单元进一步配置成:当所述回波点数大于所述点数阈值时,判定所述预设角度范围内存在光罩脏污。
根据本发明的一个方面,所述光罩脏污检测***还包括:
数据采集单元,耦接于所述接收单元和所述波形检测单元之间,用于对所述雷达回波进行数据采集,并将所述雷达回波的数据信号发送给所述波形检测单元。
根据本发明的一个方面,其中所述发射单元进一步配置成:发射以时间间隔编码的多脉冲序列,所述波形检测单元进一步配置成:
所述回波脉冲序列的时间间隔与所述多脉冲序列的时间间隔相匹配。
根据本发明的一个方面,其中所述光罩脏污判断单元包括多位存储表格,配置成:
所述多位存储表格的每一列对应存储所述激光雷达连续多帧扫描时探测同一个预设角度范围内的光罩脏污判定结果;
所述多位存储表格的每一行对应存储所述激光雷达单帧扫描时每一个预设角度范围内的光罩脏污判定结果。
根据本发明的一个方面,所述光罩脏污检测***进一步配置成:
当所述多位存储表格中同一列的存储结果均表示激光雷达存在光罩脏污时,所述光罩脏污判断单元判定所述同一列对应的所述预设角度范围内存在光罩脏污。
本发明提供了一种用于激光雷达的光罩脏污检测方法和光罩脏污检测***,利用激光雷达的发射单元产生的光束对光罩脏污进行检测,其无需额外增加光源和/或探测器件,且利用激光雷达的编码时间、飞行时间、回波点数进行检测,相比于仅通过在信号波形中设置阈值来检测光罩脏污,其检测的准确性高,避免出现误判;并且能够通过回波点数判断光罩脏污的类型,为后续的清除脏污提供了依据。本发明通过激光雷达中用于探测目标的发射单元和接收单元完成光罩脏污检测,其结构简单,节约了激光雷达的内部空间。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1A示出了激光雷达的光罩不存在脏污时的光路;
图1B示出了激光雷达的光罩存在脏污时的光路;
图2示意性地示出了根据本发明的一个实施例的光罩脏污检测光路;
图3示出了根据本发明的一个优选实施例的用于激光雷达的光罩脏污检测方法;
图4示意性地示出了光罩脏污对应的回波脉冲序列与目标物对应的回波脉冲序列的相对位置关系;
图5A示出了飞行时间阈值为1ns时,单帧点云数据中的光罩脏污对应的回波点数;
图5B示出了飞行时间阈值为2ns时,单帧点云数据中的光罩脏污对应的回波点数;
图6示意性地示出了根据本发明的一个优选实施例的光罩脏污检测***;
图7示意性地示出了根据本发明的一个优选实施例的光罩脏污判断单元的二维存储表。
具体实施方式
在下文中,仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样,在不脱离本发明的精神或范围的情况下,可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此,附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语"第一"、"第二"仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中,"多个"的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接:可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
以下结合附图对本发明的实施例进行说明,应当理解,此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
激光雷达的光罩设置在激光雷达的外部,用于保护激光雷达内部的器件,光罩允许探测光束和回波光束通过。激光雷达的光罩上经常会出现一些表面缺陷或者脏污,例如油汗、划痕、石坑、污水、灰尘、污渍、泥沙等。这些表面缺陷或者脏污会对激光雷达的正常探测造成不利的影响。
我们将激光雷达的光罩脏污分为三种类型:吸收型、反射型和散射型,下面结合附图对这三种脏污类型的特点进行详细阐释。如图1A所示,当激光雷达的光罩上不存在任何脏污的情况下,发射单元发射出探测光束,透过激光雷达的光罩沿直线出射,探测光束出射到目标空间,被目标物反射形成回波,该探测回波同样入射到激光雷达的接收单元上,由接收单元接收,将光信号转化为电信号,并通过处理器解析出目标物的距离、速度、反射率等信息。如图1B所示,当激光雷达的光罩上存在油汗、划痕、石坑、污水、灰尘、污渍、泥沙等不同类型的脏污时,发射单元发射出的探测光束,在遇到光罩脏污时往往不能直线出射,而是由于不同类型的脏污的影响,改变探测光束出射的路线。对于吸收型的光罩脏污,如图1B中①所示的点,该点的光罩上存在吸收型脏污,例如沥青、油漆等,部分探测光束被吸收型脏污所吸收,不能形成出射光束。对于反射型的光罩脏污,如图1B中②所示的点,该点的光罩上存在反射型脏污,例如灰尘、泥土等,部分探测光束被反射型脏污所反射,同样不能形成出射光束。对于散射型的光罩脏污,如图1B中③所示的点,该点的光罩上存在散射型脏污,例如划痕、石坑、昆虫尸体、鸟粪、油汗、指纹、污水、清水、光罩腐蚀等,部分探测光束被散射型脏污所散射,出射光束能够透过散射型脏污,但改变了传播方向。
激光雷达的光罩上存在脏污,造成探测光束不能出射或改变了探测光束传播方向,对于激光雷达的正常探测所形成影响包括:
1)入射到目标物上的探测光束的功率减弱,导致测远能力下降和丢点增多;
2)目标物的反射率依赖于光功率进行计算,因此光功率下降还将导致反射率测量的准确率下降;
3)光罩脏污的反射回波会造成噪点增多。
因此,本发明提供一种用于激光雷达的光罩脏污检测方法,如图2所示,该方法利用激光雷达用于探测目标的发射单元(如半导体激光器)产生的光束对光罩脏污进行检测,其无需额外增加光源对光罩脏污进行检测。上文所述三种类型的脏污,对于探测光束都会产生反射,其中反射型脏污的反射率最高,吸收型脏污的反射率最弱,散射型脏污发生部分反射,反射率介于两者之间。因此可以利用激光雷达用于探测目标的接收单元(如雪崩光电二极管,用APD表示,此处仅为了举例说明,本发明所采用的接收单元不限于APD)接收探测光束被光罩脏污反射的回波,并将光信号转化为电信号,再进一步根据波形信息解析出光罩脏污的位置、分布和/或类型。
如图3所示,根据本发明的一个优选实施例,本发明提供一种用于激光雷达的光罩脏污检测方法10,包括步骤S101-步骤S103。
在步骤S101中,发射具有脉冲编码的多脉冲序列。
激光雷达基于直接飞行时间法(TOF)用于测距,也即通过发射窄脉宽且高峰值功率的激光脉冲,测量激光脉冲在激光雷达和目标物之间往返的飞行时间进行测距。
在同一测量范围内,同时有多台激光雷达在工作的场景下,例如,在一辆车上安装多台激光雷达时,或者多辆安装有激光雷达的车辆相距较近时,由于激光雷达的测量原理是基于对发射激光脉冲的飞行时间进行测量,如果每台激光雷达无法判别收到的回波脉冲是不是自己发出的,那么有一定概率接收到其他雷达发出的回波脉冲时,也会被判定为回波信号,从而导致测距结果的错误,亦即会发生串扰。
目前,采用多脉冲编码的方式对回波信号进行识别,是一种行之有效的激光雷达的抗干扰方案。脉冲编码方案的基本思路是:激光雷达发射含有预设编码信息的激光脉冲,用以探测目标物;接收回波时通过预设编码信息进行识别,确定本雷达发出的探测光束的反射回波。
脉冲编码可以采用时间间隔编码、峰值强度编码、脉冲宽度编码等编码方式中的一种或多种。
在激光雷达的光罩脏污检测方法10中,激光雷达在探测时使用脉冲编码的多脉冲序列。无需另外提供检测光源,或采用与实际探测不同的编码机制。具体地,本发明的优选实施例无需在时序上发射与探测编码不同的编码脉冲进行脏污检测,而是直接采用回波脉冲即可判断光罩脏污。
在步骤S102中,接收雷达回波,获取所述雷达回波中与所述多脉冲序列对应的回波脉冲序列。
激光雷达的光罩脏污存在于光罩表面,经光罩脏污反射的激光,被接收单元接收。因此,可以通过检测接收单元的回波波形中是否存在光罩脏污所产生的回波来检测是否存在光罩脏污。本发明的优选实施例利用发射激光脉冲的编码信息,识别光罩脏污产生的回波,无需额外增加光源和/或接收装置对光罩脏污进行检测,节省了激光雷达的结构和设置。
例如,当激光雷达采用时间间隔编码,发射包含时间编码信息的多个激光脉冲时,在接收端根据接收脉冲信号的时间间隔,判断该接收脉冲信号是否为多个激光脉冲被反射所产生的回波。
又例如,当激光雷达采用峰值强度编码,发射包含峰值强度编码信息的多个激光脉冲,在接收端根据接收脉冲信号的峰值强度的比值(接收脉冲信号的峰值强度相较于发射脉冲会有衰减,但比值基本不变,且可以设定一定容差),判断该接收脉冲信号是否为多个激光脉冲被反射所产生的回波。
又例如,当激光雷达采用脉冲宽度编码,发射包含脉冲宽度编码信息的多个激光脉冲,在接收端根据接收脉冲信号的脉宽比值(接收脉冲信号脉宽相较于发射脉冲会有展宽,但比值基本不变,且可以设定一定容差),判断该接收脉冲信号是否为多个激光脉冲被反射所产生的回波。
如图4所示,优选地,激光雷达的发射单元采用时间间隔编码。例如发射单元发射具有时间间隔编码t的双脉冲序列,则光罩脏污产生的回波与探测光束扫描到目标空间被目标物反射的回波波形如图4所示,两个光罩回波之间具有时间间隔t,两探测回波之间也具有时间间隔t。
首先根据时间间隔编码确定探测光束相对应的回波脉冲序列,再从回波脉冲序列中筛选出光罩脏污产生的回波脉冲序列。光罩回波的特征是在多个正常回波的脉冲前分别形成一个小脉冲,并且相邻两个小脉冲的时间间隔等于相邻两个正常回波的时间间隔,即编码时间。
在步骤S103中,根据所述回波脉冲序列的飞行时间,判断激光雷达是否存在光罩脏污。
由于光罩与发射单元的距离很近,光罩脏污对应的回波脉冲序列的飞行时间很短,则可以根据设置对应的回波脉冲序列的飞行时间来判断该回波脉冲序列是否对应于光罩脏污。优选地,该回波脉冲序列的飞行时间根据该回波脉冲序列中的首个脉冲的前沿时刻确定。如图4所示,优选地,发射单元发射具有时间间隔编码t的双脉冲序列,则判定单次探测的光罩脏污对应的回波脉冲序列的条件有两个:
1)前后两个回波信号满足编码条件,即发射脉冲序列的编码时间为t,则相邻的两个光罩脏污对应的回波信号之间的前沿时间间隔也为t;
2)光罩脏污对应的回波脉冲序列中首个脉冲的前沿时间小于t1,例如t1为1ns。前沿时间t1可以具有一定的取值范围,可以通过检测精度要求和激光雷达的类型(光罩与发射单元的距离)确定t1的取值。
条件1)的作用是筛选出符合编码条件的回波脉冲序列;条件2)的作用是由于近距离目标的回波和光罩脏污对应的回波类似,因此可能会引起误报,为了尽量降低误报概率,可以利用不同距离下回波前沿时间不同的特性,例如通过设定飞行时间阈值(比如回波脉冲序列的前沿时间小于1ns)来滤除近距离目标的回波引起的误报。
本发明的优选实施例所提供的光罩脏污检测方法,无需激光雷达增加额外的装置或结构,并且利用激光雷达实际探测采用的编码方式进行检测,检测准确性高。
根据本发明的一个优选实施例,检测方法10中,步骤S103(根据所述回波脉冲序列的飞行时间,判断激光雷达是否存在光罩脏污)进一步包括:
在单帧点云数据中,统计光罩脏污对应的回波点数,根据回波点数,判断激光雷达是否存在光罩脏污。其中回波点数是指雷达点云中回波对应点的数量。
以机械式激光雷达为例,其光机转子通常包括多个激光器,每个激光器的发光方向对应于竖直方向的一个视场或一个角度,光机转子围绕竖直轴线旋转,从而实现水平方向360度的扫描和探测,并形成激光雷达的一帧点云数据。对于其中一个激光器,其在旋转过程中,每隔一定的旋转角度(即激光雷达的角分辨率,例如0.1度)发射一次探测光束,激光雷达的接收单元接收该探测光束在障碍物上漫反射后的回波并生成点云数据。激光雷达在扫描一周后生成一帧点云数据,其中包括雷达当前位置周围环境的障碍物信息。
举例而言,对于128线激光雷达,激光器全部发光的情况下,假设角分辨率为0.1°,则一个探测周期之内生成一帧点云数据,具有460800个点。
根据本发明的一个优选实施例,检测方法10进一步包括:当所述回波点数大于点数阈值时,判定激光雷达存在光罩脏污。
本发明的优选实施例中,在通过飞行时间判断光罩脏污的条件之外,增加统计单帧点云数据中,光罩脏污对应的回波点数的限制条件。例如,对于128线激光雷达,激光器全部发光的情况下,假设角分辨率为0.1°,则一个探测周期之内生成一帧点云数据,具有460800个点,其中如果存在100个点以上满足飞行时间阈值的条件,则认为存在光罩脏污。
本发明的优选实施例采用单帧点云数据中设置点数阈值,当光罩脏污对应的点数大于点数阈值时,判定存在光罩脏污。在上一实施例通过飞行时间阈值进行筛选的基础上,增加了点数阈值的判断条件,避免了各种干扰因素造成的误判,使判断结果更加准确。
根据本发明的一个优选实施例,检测方法10进一步包括:
在所述激光雷达探测预设角度范围内,统计所述光罩脏污对应的回波点数,当所述回波点数大于所述点数阈值时,判定所述预设角度范围内存在光罩脏污。
激光雷达的光罩上存在脏污,通常不会分布在光罩的各个位置,而是集中于其中的一个角度范围之内。因此,可以设定特定的角度范围,例如以每10°为间隔,计算每10°范围内光罩脏污对应的回波点数的总数量,并设置点数阈值,当10°范围内光罩脏污对应的回波点数的总数量大于该点数阈值时,判定该10°范围内存在光罩脏污。
举例而言,对于128线激光雷达,激光器全部发光,假设角分辨率为0.1°。激光雷达在扫描10°的范围内,共生成具有12800个点的点云数据。设点数阈值为12800个点中存在5个点为光罩脏污对应的回波点数,则认为是存在光罩脏污。此外,多线激光雷达也可以部分激光器发光或者采用其他角分辨率。
本实施例在上一实施例增加点数阈值的基础上,将光罩脏污的范围限定到预设角度范围之内,不仅能够准确判断是否存在光罩脏污,还能够预判脏污所在的范围,便于之后清除脏污的工作。
根据本发明的一个优选实施例,检测方法10中的步骤S101进一步包括:发射以时间间隔编码的多脉冲序列,步骤S102进一步包括:
所述回波脉冲序列的时间间隔与所述多脉冲序列的时间间隔相匹配。
根据本发明的一个优选实施例,优选激光雷达的发射单元采用时间间隔编码发射多脉冲序列,通过模拟数字转换器(ADC)采样可以得到雷达回波的全波波形,通过设置强度阈值,筛选出雷达回波中峰值强度高于强度阈值的多个回波脉冲信号。当选中的多个回波脉冲信号的时间间隔与发射脉冲序列的时间间隔相匹配时,将选中的回波脉冲信号作为与发射脉冲序列对应的一个回波脉冲序列。
根据本发明的一个优选实施例,检测方法10中,步骤S103(根据所述回波脉冲序列的飞行时间,判断激光雷达是否存在光罩脏污)进一步包括:
当所述回波脉冲序列的飞行时间小于飞行时间阈值时,判定激光雷达存在光罩脏污。
回到图4,由于激光雷达的光罩与发射单元之间的距离很短,如果存在光罩脏污,发射单元发射出探测光束,被光罩脏污反射后,被接收单元接收的飞行时间也很短,远小于探测光束被障碍物反射后,被接收单元接收的飞行时间。可以通过回波脉冲序列中的第一个回波脉冲的前沿时间,确定回波脉冲序列的飞行时间,也可以通过回波脉冲序列中的第一回波脉冲的峰值时刻,或回波脉冲序列中的其他时间点进行换算,进一步确定回波脉冲序列的飞行时间,这些都在本发明的保护范围之内。当回波脉冲序列的飞行时间小于飞行时间阈值时,判定该回波脉冲序列是探测光束被光罩脏污反射后,被接收单元接收所产生的回波脉冲信号,即判定激光雷达存在光罩脏污。
当目标物从紧贴光罩(0cm)逐渐远离光罩的过程中,单帧检测到的对应于光罩脏污的回波点数经历了先增加后减少的过程;在目标物距离光罩约5cm左右时,检测到的回波点数甚至比光罩表面有脏污时还多,因此无法只利用飞行时间阈值来完全防止近距离目标引起的误报。
关于如何防止近距离目标引起的误报,下面进行详细阐述。
根据本发明的一个优选实施例,检测方法10进一步包括:根据所述飞行时间阈值设置对应的点数阈值,则不同的飞行时间阈值对应不同的点数阈值,从而利用所述飞行时间阈值及其对应的点数阈值,能够准确判断光罩脏污,避免近距离目标引起的误报。如图5A、图5B所示,图5A为飞行时间阈值设置为1ns时,单帧点云数据中,各个角度对应的回波点数。图5B为飞行时间阈值设置为2ns时,单帧点云数据中,各个角度对应的回波点数。由图5A、图5B可知,当提高飞行时间阈值时,探测到的光罩脏污对应的回波点数增加,提高飞行时间阈值,对于更大范围内的光罩脏污(例如斜向角度处的光罩脏污)具有有效的探测结果,但同时可能增加了误报率。
如图5A所示,当飞行时间阈值为1ns时,可设置对应的点数阈值D1,并计算单帧点云数据中,光罩脏污对应的回波点数是否超过点数该阈值。如图5B所示,当飞行时间阈值为2ns时,可设置对应的点数阈值D2,并计算单帧点云数据中,光罩脏污对应的回波点数是否超过该点数阈值。其中飞行时间为2ns时的点数阈值高于飞行时间为1ns时的点数阈值。
优选地,计算预设角度范围内的光罩脏污对应的回波点数。如图5A所示,当飞行时间阈值为1ns时,可设置10°范围内对应的点数阈值(例如设置为5个点),并计算10°范围内生成的点云数据中,光罩脏污对应的回波点数是否超过点数该阈值5。如图5B所示,当飞行时间阈值为2ns时,可设置10°范围内对应的点数阈值(例如40个点),并计算10°范围内生成的点云数据中,光罩脏污对应的回波点数是否超过该点数阈值40。
本实施例中,将飞行时间阈值与点数阈值组合,避免了近距离目标所引起的误报。实际操作中,可以设置查询表动态选择对应的飞行时间阈值和点数阈值,也可以根据实际检测情况进行阈值调整,以减少误报。
考虑到光罩脏污会一直稳定存在,而近距离的目标物可能存在很短的时间(比如移动的目标),因此可以进一步通过设定帧数限制的方式减少近距离目标引起的误报,例如连续10帧在同一飞行时间阈值情况下的光罩脏污对应的回波点数都达到点数阈值,才认为检测到光罩脏污。根据本发明的一个优选实施例,检测方法10进一步包括:
当连续多帧点云数据中所述回波点数均大于所述点数阈值时,判定激光雷达存在光罩脏污。
根据本发明的一个优选实施例,检测方法10进一步包括:根据所述回波点数,判断所述光罩脏污的类型。
回到图1B,对于①所在位置的吸收型脏污,其对应的反射回波很弱,生成的光罩脏污对应的回波点数也会较少。对于②所在位置的反射型脏污,其对应的反射回波较强,生成的光罩脏污对应的回波点数较多。对于③所在位置的散射型脏污,其对应的反射回波相对较弱,生成的光罩脏污对应的回波点数较之反射型脏污少,而较之吸收型脏污多。光罩脏污对应的回波点数具有统计上的意义,可以设置关于回波点数的识别阈值,以判断脏污类型。
根据本发明的一个优选实施例,检测方法10进一步包括:
当所述回波点数大于第一识别阈值时,判定所述光罩脏污为反射型脏污。其中,反射型脏污包括污渍、泥沙、灰尘、泥土等。
当所述回波点数小于等于第一识别阈值、大于第二识别阈值时,判定所述光罩脏污为散射型脏污。其中,散射型脏污包括污水、划痕、石坑、昆虫尸体、鸟粪、油汗、指纹、清水、光罩腐蚀等。
当所述回波点数小于等于第二识别阈值时,判定所述光罩脏污为吸收型脏污。其中,吸收型脏污包括油汗、沥青、油漆等。
通过回波点数的数量,判断光罩脏污的类型,为下一步清除脏污工作做好了准备。
根据本发明的一个优选实施例,检测方法10进一步包括:
存在所述光罩脏污的预设角度范围内以第二预设角度重新扫描,以确定所述预设角度范围内光罩脏污的分布情况。
根据本发明的一个优选实施例,例如采用128线激光雷达,角分辨率为0.1°,全部激光器发光。预设10°范围内共有12800个点,设置点数阈值为5。若预设10°范围内超过5个光罩脏污对应的回波点数,则判定该10°范围内存在光罩脏污。优选地,当连续10帧该10°范围内的光罩脏污对应的回波点数均大于5时,判定该10°范围内存在光罩脏污。确定光罩脏污所在的特定角度范围后,激光雷达可以采用原有角分辨率在该角度范围内重新扫描,并把该特定角度范围细分为多个预设角度。例如将该10°范围细分为10个1°的角度范围。每1°的预设角度范围内,统计光罩脏污对应的回波点数,以此确定光罩脏污的具***置及强弱分布。激光雷达也可以采用其他角分辨率在该角度范围内重新扫描,这些都在本发明的保护范围之内。其中,光罩脏污对应的回波点数根据编码匹配和飞行时间阈值确定,在此不再赘述。
如图6所示,根据本发明的一个优选实施例,本发明还提供一种激光雷达的光罩脏污检测***100,包括发射单元110、接收单元120、波形检测单元130和光罩脏污判断单元140。其中:
发射单元110,配置成发射具有脉冲编码的多脉冲序列。使用激光雷达在探测中通常使用的编码激光脉冲。无需另外提供检测光源,或采用与实际探测不同的编码机制。
接收单元120,配置成接收雷达回波。
波形检测单元130,与发射单元110、接收单元120分别耦接,配置成:
获取所述雷达回波中与所述多脉冲序列对应的回波脉冲序列。波形检测单元用于生成波形信息,包括脉冲宽度、峰值强度、前沿时间、距离、角度等信息,并通过与发射脉冲序列编码匹配的方式获取对应的回波脉冲序列。
光罩脏污判断单元140,配置成根据所述回波脉冲序列的飞行时间,判断激光雷达是否存在光罩脏污。光罩脏污对应的回波脉冲序列与探测光束的回波脉冲序列不同,由于光罩与发射单元的距离很近,光罩脏污对应的回波的飞行时间很短,则可以根据设置对应的回波脉冲序列的飞行时间来判断该回波脉冲序列是否对应于光罩脏污。
如图6所示,根据本发明的一个优选实施例,光罩脏污检测***100还包括:点数统计单元150,配置成在单帧点云数据中,统计所述光罩脏污对应的回波点数;光罩脏污判断单元140进一步配置成:根据所述回波点数,判断激光雷达是否存在光罩脏污。
激光雷达在每扫描周期生成一帧点云数据,其中点数统计单元150统计在单帧点云数据中,光罩脏污对应的回波点数,根据该回波点数,光罩脏污判断单元140判断激光雷达是否存在光罩脏污。
根据本发明的一个优选实施例,光罩脏污检测***100中,光罩脏污判断单元140进一步配置成:
当所述回波点数大于点数阈值时,判定激光雷达存在光罩脏污。
对于雷达形成单帧点云的过程中,具体地,对于128线激光雷达,激光器全部发光,假设角分辨率为0.1°,则单帧点数阈值是指460800个点中存在超过点数阈值的回波点数满足条件飞行时间的条件时,认为存在光罩脏污。
本发明的优选实施例采用单帧点云数据中设置点数阈值,当光罩脏污对应的点数大于点数阈值时,判定存在光罩脏污。避免了近距离目标物(如偶然飞过雷达光罩的苍蝇)引起的误报。
根据本发明的一个优选实施例,光罩脏污检测***100中,点数统计单元150进一步配置成:在所述激光雷达探测预设角度范围内,统计所述光罩脏污对应的回波点数;光罩脏污判断单元140进一步配置成:当所述回波点数大于所述点数阈值时,判定所述预设角度范围内存在光罩脏污。
激光雷达的光罩上存在脏污,通常不会分布在光罩的各个位置,而是集中于其中的一个角度范围之内。因此,可以设定特定的角度范围,例如以每10°为间隔,计算每10°范围内光罩回波点数的总数量,并设置点数阈值,当10°范围内光罩回波点数的总数量大于点数阈值时,判定该10°范围内存在光罩脏污。
举例而言,对于128线激光雷达激光器全部发光,假设角分辨率为0.1°,设点数阈值是指12800个点中存在5个点为光罩脏污对应的回波点数,就认为是存在光罩脏污。
本实施例不仅避免近距离目标引起的光罩回波误报,而且将光罩脏污的范围限定到预设角度范围之内,便于之后清除脏污的工作。
根据本发明的一个优选实施例,如图6所示,光罩脏污检测***100还包括:
数据采集单元160,耦接于接收单元120和波形检测单元130之间,用于对所述雷达回波进行数据采集,并将所述雷达回波的数据信号发送给波形检测单元140。其中数据采集单元160可以包括模数转换器(ADC)或时间-数字转换器(TDC)。
根据本发明的一个优选实施例,光罩脏污检测***100中的发射单元110进一步配置成:发射以时间间隔编码的多脉冲序列,波形检测单元130进一步配置成:
所述回波脉冲序列的时间间隔与所述多脉冲序列的时间间隔相匹配。
根据本发明的一个优选实施例,光罩脏污检测***100中的光罩脏污判断单元140进一步配置成:
当所述回波脉冲序列的飞行时间小于飞行时间阈值时,判定激光雷达存在光罩脏污。当回波脉冲序列的飞行时间小于飞行时间阈值时,判定该回波脉冲序列是探测光束被光罩脏污反射后,被接收单元110接收所产生的回波信号,即判定激光雷达存在光罩脏污。
其中飞行时间阈值和点数阈值可以进行组合使用,可以根据飞行时间阈值设置对应的点数阈值。
如图7所示,根据本发明的一个优选实施例,光罩脏污检测***100中,光罩脏污判断单元140包括多位存储表格,配置成:
所述多位存储表格的每一列对应存储所述激光雷达连续多帧扫描时探测同一个预设角度范围内的光罩脏污判定结果;
所述多位存储表格的每一行对应存储所述激光雷达单帧扫描时每一个预设角度范围内的光罩脏污判定结果。
优选地,如图7所示,采用一个36位二进制数存储器,其长度方向上(如图中所示的X方向),每一列代表一个角度范围,如0到10°,10°到20°,……350°到360°;其宽度方向上(如图中所示的Y方向),每一行代表一帧。在宽度方向上的第1行中,代表激光雷达扫描第1周(360°)时,每10°范围内由点数统计单元统计一次光罩脏污对应的回波点数,当该回波点数大于点数阈值时,存储器的该位存储为1。当连续多行的同一列存储数值均为1时,反映了连续多帧在该预设角度范围内的光罩脏污对应的回波点数均大于点数阈值。
根据本发明的一个优选实施例,当所述多位存储表格中同一列的存储结果均表示激光雷达存在光罩脏污时,所述光罩脏污判断单元140判定所述同一列对应的所述预设角度范围内存在光罩脏污。
优选地,当所述多位二进制存储器的连续多行的相同多列的存储结果均为存在光罩脏污时,判定所述相同多列对应的最大预设角度范围和最小预设角度范围的平均值处存在光罩脏污。
在确定光罩脏污所在的角度范围后,光罩脏污检测***100在所述光罩脏污对应的角度范围内,以第二预设角度重新扫描,以确定所述预设角度范围内光罩脏污的分布情况。
上文中所涉及的发射单元包括以下至少一种半导体激光器:垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL);边缘发射激光器(Edge EmittingLaser,EEL)。上文中所涉及的接收单元包括以下至少一种探测器:单光子雪崩二极管(Single Photon Avalanche Diode,SPAD)探测器;雪崩光电二极管(Avalanche PhotoDiode,APD)探测器;硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)探测器。
本发明的优选实施例提供了一种用于激光雷达的光罩脏污检测方法和光罩脏污检测***,利用激光雷达的发射单元产生的光束对光罩脏污进行检测,其无需额外增加光源和/或探测器件,且利用激光雷达的编码时间、飞行时间、回波点数进行检测,其检测的准确性高,避免出现误判。本发明的优选实施例通过激光雷达中用于探测目标的发射单元和接收单元完成光罩脏污检测,其结构简单,节约了激光雷达的内部空间。本发明的优选实施例能够通过回波点数判断光罩脏污的类型和分布情况,为后续的清除脏污工作提供了依据。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,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。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (20)
1.一种用于激光雷达的光罩脏污检测方法,包括:
S101:发射具有脉冲编码的多脉冲序列;
S102:接收雷达回波,获取所述雷达回波中与所述多脉冲序列对应的回波脉冲序列;
S103:根据所述回波脉冲序列的飞行时间,判断激光雷达是否存在光罩脏污。
2.如权利要求1所述的检测方法,其中步骤S103进一步包括:
当所述回波脉冲序列的飞行时间小于飞行时间阈值时,判定所述激光雷达存在光罩脏污。
3.如权利要求1或2所述的检测方法,其中步骤S103进一步包括:
在单帧点云数据中,统计所述光罩脏污对应的回波点数,根据所述回波点数,判断激光雷达是否存在光罩脏污。
4.如权利要求3所述的检测方法,进一步包括:
当所述回波点数大于点数阈值时,判定激光雷达存在光罩脏污。
5.如权利要求4所述的检测方法,进一步包括:
在所述激光雷达探测预设角度范围内,统计所述光罩脏污对应的回波点数,当所述回波点数大于所述点数阈值时,判定所述预设角度范围内存在光罩脏污。
6.如权利要求1或2所述的检测方法,其中步骤S101进一步包括:发射以时间间隔编码的多脉冲序列,步骤S102进一步包括:
所述回波脉冲序列的时间间隔与所述多脉冲序列的时间间隔相匹配。
7.如权利要求4或5所述的检测方法,进一步包括:
根据所述飞行时间阈值设置对应的点数阈值。
8.如权利要求4或5所述的检测方法,进一步包括:
当连续多帧点云数据中所述回波点数均大于所述点数阈值时,判定激光雷达存在光罩脏污。
9.如权利要求4或5所述的检测方法,进一步包括:
根据所述回波点数,判断所述光罩脏污的类型。
10.如权利要求9所述的检测方法,进一步包括:
当所述回波点数大于第一识别阈值时,判定所述光罩脏污为反射型脏污;
当所述回波点数小于等于第一识别阈值、大于第二识别阈值时,判定所述光罩脏污为散射型脏污;
当所述回波点数小于等于第二识别阈值时,判定所述光罩脏污为吸收型脏污。
11.如权利要求5所述的检测方法,进一步包括:
存在所述光罩脏污的预设角度范围内以第二预设角度重新扫描,以确定所述预设角度范围内光罩脏污的分布情况。
12.一种激光雷达的光罩脏污检测***,包括:
发射单元,配置成发射具有脉冲编码的多脉冲序列;
接收单元,配置成接收雷达回波;
波形检测单元,与所述发射单元、所述接收单元分别耦接,配置成:
获取所述雷达回波中与所述多脉冲序列对应的回波脉冲序列;
光罩脏污判断单元,配置成根据所述回波脉冲序列的飞行时间,判断激光雷达是否存在光罩脏污。
13.如权利要求12所述的光罩脏污检测***,其中所述光罩脏污判断单元进一步配置成:
当所述回波脉冲序列的飞行时间小于飞行时间阈值时,判定激光雷达存在光罩脏污。
14.如权利要求12或13所述的光罩脏污检测***,还包括:
点数统计单元,配置成在单帧点云数据中,统计所述光罩脏污对应的回波点数;
所述光罩脏污判断单元进一步配置成:根据所述回波点数,判断激光雷达是否存在光罩脏污。
15.如权利要求14所述的光罩脏污检测***,其中所述光罩脏污判断单元进一步配置成:
当所述回波点数大于点数阈值时,判定激光雷达存在光罩脏污。
16.如权利要求15所述的光罩脏污检测***,其中所述点数统计单元进一步配置成:
在所述激光雷达探测预设角度范围内,统计所述光罩脏污对应的回波点数;
所述光罩脏污判断单元进一步配置成:当所述回波点数大于所述点数阈值时,判定所述预设角度范围内存在光罩脏污。
17.如权利要求12或13所述的光罩脏污检测***,还包括:
数据采集单元,耦接于所述接收单元和所述波形检测单元之间,用于对所述雷达回波进行数据采集,并将所述雷达回波的数据信号发送给所述波形检测单元。
18.如权利要求12或13所述的光罩脏污检测***,其中所述发射单元进一步配置成:发射以时间间隔编码的多脉冲序列,所述波形检测单元进一步配置成:
所述回波脉冲序列的时间间隔与所述多脉冲序列的时间间隔相匹配。
19.如权利要求16所述的光罩脏污检测***,其中所述光罩脏污判断单元包括多位存储表格,配置成:
所述多位存储表格的每一列对应存储所述激光雷达连续多帧扫描时探测同一个预设角度范围内的光罩脏污判定结果;
所述多位存储表格的每一行对应存储所述激光雷达单帧扫描时每一个预设角度范围内的光罩脏污判定结果。
20.如权利要求19所述的光罩脏污检测***,进一步配置成:
当所述多位存储表格中同一列的存储结果均表示激光雷达存在光罩脏污时,所述光罩脏污判断单元判定所述同一列对应的所述预设角度范围内存在光罩脏污。
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110734418.5A CN115542297A (zh) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | 用于激光雷达的光罩脏污检测方法及光罩脏污检测*** |
DE112022002384.8T DE112022002384T5 (de) | 2021-06-30 | 2022-03-17 | Verfahren zum detektieren von abdeckungsschmutz für lidar und abdeckungsschmutzdetektionssystem |
JP2023580611A JP2024526252A (ja) | 2021-06-30 | 2022-03-17 | レーザーレーダー用のフォトマスク汚れ検出方法及びフォトマスク汚れ検出システム |
EP22831252.6A EP4365634A1 (en) | 2021-06-30 | 2022-03-17 | Photomask contamination detection method and photomask contamination detection system for lidar |
KR1020237044125A KR20240010501A (ko) | 2021-06-30 | 2022-03-17 | 라이더용 광투과 마스크 오염 검출 방법 및 광투과 마스크 오염 탐지 시스템 |
PCT/CN2022/081304 WO2023273421A1 (zh) | 2021-06-30 | 2022-03-17 | 用于激光雷达的光罩脏污检测方法及光罩脏污检测*** |
MX2024000209A MX2024000209A (es) | 2021-06-30 | 2022-03-17 | Metodo de deteccion de tincion de cubierta ligera y sistema de deteccion de tincion de cubierta ligera para lidar. |
US18/392,334 US20240151830A1 (en) | 2021-06-30 | 2023-12-21 | Light cover stain detection method and light cover stain detection system for lidar |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110734418.5A CN115542297A (zh) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | 用于激光雷达的光罩脏污检测方法及光罩脏污检测*** |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115542297A true CN115542297A (zh) | 2022-12-30 |
Family
ID=84691111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110734418.5A Pending CN115542297A (zh) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | 用于激光雷达的光罩脏污检测方法及光罩脏污检测*** |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20240151830A1 (zh) |
EP (1) | EP4365634A1 (zh) |
JP (1) | JP2024526252A (zh) |
KR (1) | KR20240010501A (zh) |
CN (1) | CN115542297A (zh) |
DE (1) | DE112022002384T5 (zh) |
MX (1) | MX2024000209A (zh) |
WO (1) | WO2023273421A1 (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115877395A (zh) * | 2023-02-01 | 2023-03-31 | 深圳煜炜光学科技有限公司 | 一种激光雷达及其测距方法 |
CN116047540A (zh) * | 2023-02-07 | 2023-05-02 | 湖南大学无锡智能控制研究院 | 基于点云强度信息的激光雷达自遮挡判断的方法及装置 |
CN116125437A (zh) * | 2023-04-19 | 2023-05-16 | 山东鼎瞰智能科技发展有限公司 | 一种安全激光扫描仪及其光窗检测方法 |
CN116184358A (zh) * | 2023-04-27 | 2023-05-30 | 深圳市速腾聚创科技有限公司 | 激光测距方法、装置和激光雷达 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115877361B (zh) * | 2023-01-29 | 2023-05-12 | 深圳煜炜光学科技有限公司 | 一种具有表面污物快速检测的激光雷达及其实现方法 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150035204A (ko) * | 2013-09-27 | 2015-04-06 | 한국전자통신연구원 | 차량용 거리측정센서의 오염제거장치 및 방법 |
CN109752379B (zh) * | 2017-11-08 | 2022-06-21 | 广州极飞科技股份有限公司 | 光学器件及其检测方法、摄像装置、飞行装置 |
DE102018200626A1 (de) * | 2018-01-16 | 2019-07-18 | Robert Bosch Gmbh | Detektionsvorrichtung zur Detektion von Verschmutzungen |
CN109116331B (zh) * | 2018-06-27 | 2020-04-24 | 上海禾赛光电科技有限公司 | 一种编码激光收发装置、测距装置以及激光雷达*** |
CN111175311B (zh) * | 2018-11-13 | 2023-01-13 | 株式会社小糸制作所 | 传感器*** |
CN111771136A (zh) * | 2019-01-18 | 2020-10-13 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 异常检测方法、报警方法、测距装置及可移动平台 |
WO2021065998A1 (ja) * | 2019-10-04 | 2021-04-08 | 株式会社デンソー | 測距装置、及び、測距装置の窓の汚れを検出する方法 |
CN111551946B (zh) * | 2020-04-30 | 2020-12-25 | 深圳煜炜光学科技有限公司 | 一种激光雷达和通光罩脏污的检测方法 |
CN112099044B (zh) * | 2020-08-24 | 2023-05-23 | 上海禾赛科技有限公司 | 用于激光雷达的光罩脏污检测***、检测方法及激光雷达 |
CN112099045B (zh) * | 2020-08-24 | 2023-08-08 | 上海禾赛科技有限公司 | 用于激光雷达的光罩脏污检测***、检测方法及激光雷达 |
-
2021
- 2021-06-30 CN CN202110734418.5A patent/CN115542297A/zh active Pending
-
2022
- 2022-03-17 MX MX2024000209A patent/MX2024000209A/es unknown
- 2022-03-17 EP EP22831252.6A patent/EP4365634A1/en active Pending
- 2022-03-17 WO PCT/CN2022/081304 patent/WO2023273421A1/zh active Application Filing
- 2022-03-17 JP JP2023580611A patent/JP2024526252A/ja active Pending
- 2022-03-17 KR KR1020237044125A patent/KR20240010501A/ko unknown
- 2022-03-17 DE DE112022002384.8T patent/DE112022002384T5/de active Pending
-
2023
- 2023-12-21 US US18/392,334 patent/US20240151830A1/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115877395A (zh) * | 2023-02-01 | 2023-03-31 | 深圳煜炜光学科技有限公司 | 一种激光雷达及其测距方法 |
CN116047540A (zh) * | 2023-02-07 | 2023-05-02 | 湖南大学无锡智能控制研究院 | 基于点云强度信息的激光雷达自遮挡判断的方法及装置 |
CN116047540B (zh) * | 2023-02-07 | 2024-03-22 | 湖南大学无锡智能控制研究院 | 基于点云强度信息的激光雷达自遮挡判断的方法及装置 |
CN116125437A (zh) * | 2023-04-19 | 2023-05-16 | 山东鼎瞰智能科技发展有限公司 | 一种安全激光扫描仪及其光窗检测方法 |
CN116184358A (zh) * | 2023-04-27 | 2023-05-30 | 深圳市速腾聚创科技有限公司 | 激光测距方法、装置和激光雷达 |
CN116184358B (zh) * | 2023-04-27 | 2023-08-04 | 深圳市速腾聚创科技有限公司 | 激光测距方法、装置和激光雷达 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE112022002384T5 (de) | 2024-02-22 |
KR20240010501A (ko) | 2024-01-23 |
MX2024000209A (es) | 2024-01-29 |
JP2024526252A (ja) | 2024-07-17 |
US20240151830A1 (en) | 2024-05-09 |
WO2023273421A1 (zh) | 2023-01-05 |
EP4365634A1 (en) | 2024-05-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN115542297A (zh) | 用于激光雷达的光罩脏污检测方法及光罩脏污检测*** | |
US10845467B2 (en) | Low photon count timing | |
JP5439684B2 (ja) | レーザスキャンセンサ | |
WO2023045424A1 (zh) | 用于激光雷达的光罩脏污检测方法及光罩脏污检测*** | |
CN112099044B (zh) | 用于激光雷达的光罩脏污检测***、检测方法及激光雷达 | |
EP3457177B1 (en) | Distance measurement apparatus | |
CN112099045B (zh) | 用于激光雷达的光罩脏污检测***、检测方法及激光雷达 | |
US20210116572A1 (en) | Light ranging apparatus | |
CN110988847A (zh) | 可用于激光雷达的噪点识别方法以及激光雷达*** | |
US10613223B2 (en) | Method of detecting objects, corresponding system and apparatus | |
JP2023516654A (ja) | 固体LiDARのためのノイズフィルタリングシステムおよび方法 | |
CN114096882A (zh) | 自适应多脉冲lidar*** | |
KR102280072B1 (ko) | Lidar 시스템들에 대한 간섭 검출 및 완화 | |
US20210373156A1 (en) | Optical distance measuring apparatus | |
JP2019028039A (ja) | 距離測定装置及び距離測定方法 | |
JP3146838B2 (ja) | 測距センサーヘッド | |
CN116840819A (zh) | 非预期遮挡物的检测方法、计算机存储介质及激光雷达 | |
CN116299347A (zh) | 激光雷达及其探测方法 | |
JP2017032547A (ja) | レーザ距離計用の誤検知抑制回路 | |
US20240255629A1 (en) | Light cover stain detection method for lidar and light cover stain detection system for lidar | |
WO2024131976A1 (en) | Obstruction detection methods and obstruction detection devices for lidars, and lidars | |
CN113711080A (zh) | 激光雷达的探测方法、计算机可读存储介质和激光雷达 | |
JP7363606B2 (ja) | 光測距装置 | |
CN116299308A (zh) | 激光雷达的信号处理方法及激光雷达 | |
US20230333225A1 (en) | Method and device for activating a spad-based lidar sensor and surroundings detection system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |