CN117805782A - 激光雷达的飞行时间测量方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种激光雷达的飞行时间测量方法及装置,该方法应用于激光雷达技术领域,该方法包括:控制延时电路的延时时间;获取测量信号在参考电路中的第一测量时间,以及测量信号在测量电路中的第二测量时间;其中,参考电路或测量电路包括延时电路;根据延时时间、第一测量时间和第二测量时间,确定目标物体对应的飞行时间。该方法能够根据第一测量时间、第二测量时间和延时时间,确定目标物体对应的不包括电信号传输电路的信号延时的飞行时间,避免电信号传输电路的信号延时对目标物体对应的飞行时间的影响,有效提高激光雷达的测量准确度。
Description
技术领域
本申请涉及激光雷达技术领域,并且更具体地,涉及激光雷达技术领域中的一种激光雷达的飞行时间测量方法及装置。
背景技术
激光雷达,是一种通过发射出射激光探测目标物体的位置、速度等特征量的雷达***。激光雷达的工作原理是通过向目标物体发射探测信号(出射激光),并接收从目标物体反射回来的回波信号,然后根据探测信号的发射起始时间和回波信号的接收时间确定激光传播时长(飞行时间),进而根据激光传播时长确定目标物体与激光雷达之间的距离。
然而,在实际应用中,在通过电信号传输电路触发探测信号触发,以及通过电信号传输电路进行回波信号传输的过程中,由于电信号传输电路本身具有一定的信号延时,且电信号传输电路的信号延时随温度变化而变化,因此,导致所得到的飞行时间存在较大的不确定性的延迟,进而降低了激光雷达的测量准确度。
发明内容
本申请提供了一种激光雷达的飞行时间测量方法及装置,该方法能够避免电信号传输电路的信号延时对目标物体对应的飞行时间的影响,有效提高激光雷达的测量准确度。
第一方面,提供了一种激光雷达的飞行时间测量方法,该方法包括:
控制延时电路的延时时间;
获取测量信号在参考电路中的第一测量时间,以及所述测量信号在测量电路中的第二测量时间;其中,所述参考电路或所述测量电路包括所述延时电路;
根据所述延时时间、所述第一测量时间和所述第二测量时间,确定目标物体对应的飞行时间。
结合第一方面,在某些可能的实现方式中,所述参考电路包括激光驱动电路、所述延时电路和信号处理电路,所述延时电路的控制端与控制器连接,所述延时电路的输入端与所述激光驱动电路的输出端连接,所述延时电路的输出端分别与所述信号处理电路的输入端和所述控制器连接。
结合第一方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,所述控制延时电路的延时时间,包括:
获取第一时间和第二时间;其中,所述第一时间为所述目标物体与激光雷达之间的距离为所述激光雷达的最大测量距离时,所述目标物体对应的飞行时间;所述第二时间为所述测量电路发射的出射激光的最大脉冲宽度对应的时间间隔;
根据所述第一时间和所述第二时间,确定所述延时电路的第一目标延时时间;其中,所述第一目标延时时间大于所述第一时间和所述第二时间之和;
调整所述延时电路的延时时间为所述第一目标延时时间。
结合第一方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,所述调整所述延时电路的延时时间为所述第一目标延时时间,包括:
获取所述延时电路的第一当前延时时间;
根据所述第一当前延时时间和所述第一目标延时时间,调整所述延时电路的延时时间为所述第一目标延时时间。
结合第一方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,所述根据所述延时时间、所述第一测量时间和所述第二测量时间,确定目标物体对应的飞行时间,包括:
根据所述第一目标延时时间和所述第一测量时间的差值,确定第一参考时间;其中,所述第一参考时间为所述测量信号在所述参考电路的所述激光驱动电路和所述信号处理电路中的传输时间;
根据所述第一参考时间和所述第二测量时间的差值,确定所述目标物体对应的飞行时间。
结合第一方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,所述测量电路包括激光驱动电路、激光发射器、激光接收器、所述延时电路和信号处理电路;
所述延时电路的控制端与控制器连接,所述激光驱动电路的输出端分别与所述延时电路的输入端和所述激光发射器连接,所述激光接收器与所述延时电路的输入端连接,所述延时电路的输出端分别与所述信号处理电路的输入端和所述控制器连接。
结合第一方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,所述延时电路包括延时模块和延时开关,所述延时模块的控制端和所述延时开关的控制端分别与所述控制器连接,所述延时模块的输入端分别与所述激光驱动电路的输出端和所述激光接收器连接,所述延时模块的输出端与所述延时开关的输入端连接,所述延时开关的第一输出端与所述信号处理电路的输入端连接,所述延时开关的第二输出端与所述控制器连接。
结合第一方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,所述控制延时电路的延时时间,包括:
获取第三时间;其中,所述第三时间为所述测量电路发射的出射激光的最大脉冲宽度对应的时间间隔;
根据所述第三时间,确定所述延时电路的第二目标延时时间;其中,所述第二目标延时时间大于所述第三时间;
调整所述延时电路的延时时间为所述第二目标延时时间。
结合第一方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,所述根据所述延时时间、所述第一测量时间和所述第二测量时间,确定目标物体对应的飞行时间,包括:
根据所述第二目标延时时间和所述第一测量时间的和值,确定第二参考时间;其中,所述第二参考时间为所述测量信号在所述参考电路和所述延时电路中的传输时间;
根据所述第二测量时间和所述第二参考时间的差值,确定所述目标物体对应的飞行时间。
第二方面,提供了一种激光雷达的飞行时间测量装置,该装置包括:
控制器、存储器、参考电路、测量电路和延时电路;
其中,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序用于由所述控制器加载并执行如下步骤:
控制延时电路的延时时间;
获取测量信号在参考电路中的第一测量时间,以及所述测量信号在测量电路中的第二测量时间;其中,所述参考电路或所述测量电路包括所述延时电路;
根据所述延时时间、所述第一测量时间和所述第二测量时间,确定目标物体对应的飞行时间。
结合第二方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,所述参考电路包括激光驱动电路、所述延时电路和信号处理电路,所述延时电路的控制端与控制器连接,所述延时电路的输入端与所述激光驱动电路的输出端连接,所述延时电路的输出端分别与所述信号处理电路的输入端和所述控制器连接。
结合第二方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,所述控制器,具体用于:
获取第一时间和第二时间;其中,所述第一时间为所述目标物体与激光雷达之间的距离为所述激光雷达的最大测量距离时,所述目标物体对应的飞行时间;所述第二时间为所述测量电路发射的出射激光的最大脉冲宽度对应的时间间隔;
根据所述第一时间和所述第二时间,确定所述延时电路的第一目标延时时间;其中,所述第一目标延时时间大于所述第一时间和所述第二时间之和;
调整所述延时电路的延时时间为所述第一目标延时时间。
结合第二方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,所述控制器,具体用于:
获取所述延时电路的第一当前延时时间;
根据所述第一当前延时时间和所述第一目标延时时间,调整所述延时电路的延时时间为所述第一目标延时时间。
结合第二方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,所述控制器,具体用于:
根据所述第一目标延时时间和所述第一测量时间的差值,确定第一参考时间;其中,所述第一参考时间为所述测量信号在所述参考电路的所述激光驱动电路和所述信号处理电路中的传输时间;
根据所述第一参考时间和所述第二测量时间的差值,确定所述目标物体对应的飞行时间。
结合第二方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,所述测量电路包括激光驱动电路、激光发射器、激光接收器、所述延时电路和信号处理电路;
所述延时电路的控制端与控制器连接,所述激光驱动电路的输出端分别与所述延时电路的输入端和所述激光发射器连接,所述激光接收器与所述延时电路的输入端连接,所述延时电路的输出端分别与所述信号处理电路的输入端和所述控制器连接。
结合第二方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,所述延时电路包括延时模块和延时开关,所述延时模块的控制端和所述延时开关的控制端分别与所述控制器连接,所述延时模块的输入端分别与所述激光驱动电路的输出端和所述激光接收器连接,所述延时模块的输出端与所述延时开关的输入端连接,所述延时开关的第一输出端与所述信号处理电路的输入端连接,所述延时开关的第二输出端与所述控制器连接。
结合第二方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,所述控制器,具体用于:
获取第三时间;其中,所述第三时间为所述测量电路发射的出射激光的最大脉冲宽度对应的时间间隔;
根据所述第三时间,确定所述延时电路的第二目标延时时间;其中,所述第二目标延时时间大于所述第三时间;
调整所述延时电路的延时时间为所述第二目标延时时间。
结合第二方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,所述控制器,具体用于:
根据所述第二目标延时时间和所述第一测量时间的和值,确定第二参考时间;其中,所述第二参考时间为所述测量信号在所述参考电路和所述延时电路中的传输时间;
根据所述第二测量时间和所述第二参考时间的差值,确定所述目标物体对应的飞行时间。
第三方面,提供了一种激光雷达,包括上述第二方面或第二方面任意一种可能的实现方式中的激光雷达的飞行时间测量装置。
在本申请实施例中,延时电路设置在参考电路或测量电路中,延时电路用于对参考电路或测量电路中的测量信号进行延时,通过控制延时电路的延时时间,可以控制参考电路或测量电路中测量信号的延时时间,避免参考电路中的测量信号和测量电路中的测量信号重叠,使激光雷达能够分辨出参考电路和测量电路返回的测量信号,进而使激光雷达能够对近距离的目标物体的飞行时间进行测量,减小激光雷达的近距离盲区;通过获取测量信号在参考电路中的第一测量时间和测量信号在测量电路中的第二测量时间,第一测量时间为测量信号在参考电路的各个电路中的信号延时时间,并根据第一测量时间、第二测量时间和延时时间,确定目标物体对应的不包括参考电路中各个电路的延时时间的飞行时间,避免了参考电路中的各个电路的延时时间对目标物体对应的飞行时间的影响,有效提高激光雷达的测量准确度。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种激光雷达的***架构的示意图;
图2是本申请实施例提供的一种激光雷达的飞行时间测量方法的示意性流程图;
图3是本申请实施例提供的一种激光雷达的飞行时间测量电路的电路原理框图;
图4是本申请实施例提供的另一种激光雷达的飞行时间测量电路的电路原理框图;
图5是本申请实施例提供的一种激光雷达的飞行时间测量装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请中的技术方案进行清楚、详尽地描述。其中,在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,A/B可以表示A或B:文本中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况,另外,在本申请实施例的描述中,“多个”是指两个或多于两个。
以下,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为暗示或暗示相对重要性或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多个该特征。
首先,对本说明书一个或多个实施例涉及的名词术语进行解释。
激光雷达:以发射出射激光探测目标的位置、速度等特征量的雷达***。其工作原理是:向目标物体发射探测信号(出射激光),接收的从目标物体反射回来的回波信号(回波激光的电信号),对回波信号进行解析得到回波激光的飞行时间,并依据出射激光的发射方向和回波激光的飞行时间,得到目标物体的有关信息,如目标物体的目标距离、方位、高度、速度、姿态,甚至形状等参数。
图1是本申请实施例提供的一种激光雷达的***架构的示意图,如图1所示,激光雷达10包括控制器101、激光发射电路102和激光接收电路103,激光发射电路102包括激光驱动电路1021和激光发射器1022,激光接收电路103包括激光接收器1031和信号处理电路1032。激光雷达的具体结构可以根据实际需要进行设置,本申请实施例对激光雷达的具体结构不做限定。
激光发射器1022,用于按照一定的脉冲模式向目标物体发射出射激光。激光发射器1022可以为激光二极管(Laser Diode,LD)、边缘发射激光器(Edge Emitting Lasers,EEL)和垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL)中的至少一种。
激光驱动电路1021,用于提供适当的电信号来控制激光发射器1022的激光发射的起始时刻、持续时间和重复频率等参数,以保证出射激光以所需的方式进行发射。
光学镜组包括发射镜组、分光镜和接收镜组,激光发射器1022向目标物体发射的出射激光通过发射镜组准直,出射激光经由目标物体表面反射或散射后返回回波激光,接收镜组用于会聚回波激光至激光接收器1031,分光镜用于将出射激光和回波激光的光路分开。
激光接收器1031,用于将接收到的回波激光的光信号转换为电信号(回波信号)输出。激光接收器1031为光电传感器,光电传感器可以为电流输出型光电传感器或电压输出型光电传感器。若光电传感器为电流输出型光电传感器,则回波信号为电流信号;若光电传感器为电压输出型光电传感器,则回波信号为电压信号。光电传感器可以是高灵敏度的探测器,如APD(雪崩二极管,Avalanche Photo Diode)、SPAD(单光子雪崩二极管,SinglePhoto Avalanche Diode)、SiPM(硅光电倍增管,Silicon Photomultiplier)中的一个或者多个组合。
需要说明的是,激光接收器1031接收的回波激光是通过接收镜组处理后的回波激光,接收镜组对出射激光经由目标物体表面反射后返回的回波激光进行光学整形,例如会聚、准直等,得到光学整形后的回波激光,并将光学整形后的回波激光射向激光接收器1031,激光接收器1031将回波激光的光信号转换为回波信号。其中,接收镜组可以为聚焦镜组。
其中,回波激光是指在一个测量周期内激光接收器1031接收到的激光。理想情况下,回波激光是指激光脉冲向外发射,到达目标物体表面后,由目标物体反射回来的探测回波。但是,由于激光雷达内部会产生杂散光,激光接收器1031接收到的回波激光中包括杂散光和目标物体的探测回波。
信号处理电路1032,用于对激光接收器1031输出的回波信号进行处理,并将处理后的回波信号输入至控制器101。
其中,信号处理电路1032可以包括放大电路和脉冲整形电路,放大电路的输入端与激光接收器1031连接,放大电路的输出端与脉冲整形电路的输入端连接,脉冲整形电路的输出端与控制器101连接。
放大电路,用于对激光接收器1031输出的回波信号进行放大处理,并将放大处理后的回波信号输入至脉冲整形电路;若激光接收器1031接收到回波激光后输出的回波信号为电流信号,放大电路还用于将电流信号转换为电压信号,同时进行信号放大。
需要说明的是,由于激光接收器1031输出的回波信号通常为较微弱的电信号,不便于分析处理,因此,需要通过放大电路对激光接收器1031输出的电信号进行放大处理,并将放大处理的电信号输入至脉冲整形电路。
脉冲整形电路,用于对放大电路输出的放大处理后的回波信号进行整形处理,并将整形处理后的回波信号输入至控制器101。
需要说明的是,在回波信号中混杂有杂散光信号时,杂散光信号与探测回波信号互相重叠,使得探测回波信号无法分辨,脉冲整形电路用于对放大电路输出的放大处理后的回波信号进行整形处理,使得整形处理后的回波信号的杂散光信号和探测回波信号易于分辨,以便于控制器101能够根据整形处理后的回波信号有效、准确的获得目标物体的距离。
控制器101可采用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)、数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)、可编程逻辑阵列(Programmable LogicArray,PLA),以及ARM芯片中的至少一种硬件形式来实现,控制器101与激光驱动电路1021连接,进行出射激光的发射控制,控制器101还与信号处理电路1032连接,进行回波激光的接收控制,控制器101可以基于出射激光的发射时刻和回波激光的接收时刻,计算激光雷达10到目标物体20的飞行时间,并根据飞行时间确定激光雷达10到目标物体20的距离信息。
在本申请实施例中,激光雷达10用于测量激光雷达10到目标物体20之间的飞行时间,并根据飞行时间确定激光雷达10到目标物体20之间的距离。激光雷达10测量飞行时间的过程包括:
控制器101通过输出端口向激光驱动电路1021发送控制信号,激光驱动电路1021根据控制信号驱动激光发射器1022发射出射激光;出射激光通过分光镜射向目标物体表面,并在遇到目标物体之后,经由目标物体表面产生反射生成回波激光;回波激光返回后射向分光镜,经分光镜偏转后射向聚焦镜;回波激光通过聚焦镜进行光学整形后射向激光接收器1031,激光接收器1031将回波激光的光信号转换为电信号;激光接收器1031向信号处理电路1032输出回波信号,信号处理电路1032中的放大电路对回波信号进行放大处理,得到放大处理后的回波信号,并将放大处理后的回波信号输入至信号处理电路1032中的脉冲整形电路,脉冲整形电路对放大处理后的回波信号进行整形处理,得到整形处理后的回波信号,并将整形处理后的回波信号输入至控制器101。控制器101根据发射控制信号的发射时刻和接收到对应的回波信号的接收时刻,确定时间T,该时间T除包括目标物体20对应的飞行时间T0之外,还包括图1中的各个电路的延时时间。
其中,控制器101根据发射控制信号的发射时刻和接收到对应的回波信号的接收时刻确定的时间T,具体包括:激光驱动电路1021的延时时间T1、信号处理电路1032的延时时间T2,以及激光发射器1022发射出射激光到激光接收器1031接收到回波激光的延时时间T0(即激光雷达10和目标物体20之间的实际飞行时间);因此,T=T1+T2+T0,激光雷达10的测量误差为T1+T2。
在实际应用中,由于图1中的激光驱动电路1021和信号处理电路1032本身具有一定的信号延时,且激光驱动电路1021和信号处理电路1032本身的信号延时随温度变化而变化,导致激光驱动电路1021和信号处理电路1032存在较大的不确定性的延时,因此,为了降低激光雷达10的测量误差,由激光驱动电路1021和信号处理电路1032构成参考电路,并由激光驱动电路1021、激光发射器1022、激光接收器1031和信号处理电路1032构成测量电路,参考电路用于测量激光驱动电路1021和信号处理电路1032的延时时间T1+T2,测量电路用于正常测量目标物体20对应的具有电路延时的飞行时间T,以根据参考电路测量得到的延时时间T1+T2和测量电路测量得到的具有电路延时的飞行时间T,计算得到目标物体20对应的去除电路延时后的飞行时间T0,以提高激光雷达10的测量结果的准确度。然而,在通过测量电路和参考电路同时进行测量时,测量信号在测量电路和参考电路中传输时间相近,尤其是测量视场中的近距离目标物体的测量电路,其实际飞行时间较短,参考电路的测量信号极易与测量电路的回波信号互相叠加、混杂在一起,导致激光雷达10无法分辨出实际的回波信号,进而无法得到近距离目标物体的具有电路延时的飞行时间T,即导致激光雷达10的近距离盲区较大。
图2是本申请实施例提供的一种激光雷达的飞行时间测量方法的示意性流程图,如图2所示,以执行主体为激光雷达中的控制器为例,该飞行时间测量方法200包括步骤201~步骤203。
步骤201,控制器控制延时电路的延时时间。
在本申请实施中,控制器101可以采用数字信号处理(Digital SignalProcessing,DSP)、现场可编程门阵列(Field-Programmable GateArray,FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable Logic Array,PLA)中的至少一种硬件形式来实现,本实施例对此不做具体限定。例如,控制器101可以采用现场可编程门阵列。
需要说明的是,控制器101包括采样模块,采样模块可以为数字时间转换器(Time-to-Digital Converter,TDC)或者为模拟数字转换器(Analog to digital converte,ADC);TDC模块用于将时间信号转换为数字信号,TDC模块可以作为一个接口被集成到FPGA芯片的设计中,TDC模块通常会与FPGA内部的计数器、时钟管理单元和其他逻辑电路相结合,以实现时间测量和数字转换功能;ADC模块用于将输入模拟信号转换为数字信号。
需要说明的是,控制器101中还集成有锁相环(Phase-Locked Loop,PLL),在FPGA中,PLL用于产生与输入时钟信号相关的高频率时钟信号,或者用于对输入时钟进行频率合成或多路时钟分配,PLL可以将输入时钟信号倍频或分频,并通过反馈机制使得输出时钟信号与参考时钟信号保持相位和频率的稳定关系。
需要说明的是,控制器101具有至少一个控制信号(Control,CTRL)输出端,在FPGA中,可以使用状态机、计数器或其他逻辑模块来生成CTRL信号,CTRL信号可以用于与外部设备或接口进行交互,例如,CTRL信号可以控制外部设备的使能、复位、数据传输方向等操作,以实现与外部设备的数据交换。
在本申请实施例中,激光雷达10除包括控制器101、激光发射电路102和激光接收电路103之外,激光雷达10还包括延时电路104,激光发射电路102中的激光驱动电路1021和激光接收电路103中的信号处理电路1032构成参考电路,激光发射电路102中的激光驱动电路1021和激光发射器1022,以及激光接收电路103中的激光接收器1031和信号处理电路1032构成测量电路,延时电路104可以位于参考电路中,也可以位于测量电路中,本申请实施例对此不做具体限定。
需要说明的是,延时电路104用于对参考电路中的测量信号或者对测量电路中的回波信号进行延时,以防止参考电路中的测量信号和测量电路中的测量信号(即回波信号)重叠。
在本申请的一个实施例中,在参考电路包括延时电路的情况下,参考电路包括激光驱动电路1021、延时电路104和信号处理电路1032,延时电路104的控制端与控制器101连接,延时电路104的输入端与激光驱动电路1021的输出端连接,延时电路104的输出端分别与信号处理电路1032的输入端和控制器101连接。
其中,测量电路包括激光驱动电路1021、激光发射器1022、激光接收器1031和信号处理电路1032。
图3是本申请实施例提供的一种激光雷达的飞行时间测量电路的电路原理框图,如图3所示,激光驱动电路1021的输入端与控制器101连接,用于接收控制器101发送的驱动指令,激光驱动电路1021的输出端分别与延时电路104的输入端和激光发射器1022连接,延时电路104的输出端分别与信号处理电路1032的输入端和控制器101连接,用于将延时电路104输出的延时后的测量信号分别发送给信号处理电路1032和控制器101,延时电路104的控制端与控制器101连接,以便控制器101对延时电路104的延时时间进行控制,信号处理电路1032的输入端还与激光接收器1031连接,信号处理电路1032的输出端与控制器101连接,用于将信号处理电路1032输出的处理后的测量信号发送给控制器101。
具体的,如图3所示,激光驱动电路1021的输入端可以与控制器101中的PLL连接;延时电路104的输出端可以与控制器101的第二采样模块(TDC2)连接,延时电路104的控制端可以与控制器101的控制信号输出端连接;信号处理电路1032的输出端可以与控制器101的第一采样模块(TDC1)连接。
在一种可能的实施方式中,在参考电路包括延时电路的情况下,步骤201,控制器控制延时电路的延时时间,具体包括步骤2011~步骤2013。
步骤2011,控制器获取第一时间和第二时间。
其中,第一时间为目标物体与激光雷达之间的距离为激光雷达的最大测量距离时,目标物体对应的飞行时间(即激光雷达所能测量得到的最大飞行时间)。
例如,在设置激光雷达的最大测量距离为100米,目标物体与激光雷达之间的距离为100米的情况下,激光雷达测量得到的目标物体对应的飞行时间即为第一时间。
其中,第二时间为测量电路发射的出射激光的最大脉冲宽度对应的时间间隔。
需要说明的是,激光驱动电路1021的输入端与控制器101连接,出射激光为控制器101发出的脉冲信号,第二时间为控制器101发出的脉冲信号中最大脉冲宽度对应的时间间隔。
在本申请实施例中,第一时间和第二时间是根据激光雷达的性能预先设置并存储在控制器101内部的,在实际使用过程中,控制器101可以直接读取第一时间和第二时间。
步骤2012,控制器根据第一时间和第二时间,确定延时电路的第一目标延时时间Tg1。
其中,第一目标延时时间Tg1大于第一时间和第二时间之和。
在本申请实施例中,延时电路104位于参考电路中,延时电路104用于对参考电路中的测量信号进行延时,为了保证测量电路返回的测量信号(即回波信号)和参考电路返回的测量信号在控制器101中不发生重叠,需要通过延时电路104对参考电路中的测量信号进行延时,使控制器101先接收到测量电路返回的测量信号,再接收到参考电路返回的测量信号。因此,设置延时电路104的延时时间为第一目标延时时间Tg1,第一目标延时时间Tg1大于第一时间和第二时间之和,以确保在激光雷达的最大测量距离以内的任何目标物体的测量信号(即回波信号)的接收时刻均早于参考电路返回的测量信号的接收时刻,控制器101先接收到测量电路返回的测量信号,再接收到参考电路返回的测量信号;即使目标物***于激光雷达的最大测量距离处,其测量电路返回的测量信号(即回波信号)的接收时刻与参考电路返回的测量信号的接收时刻之间的时间间隔大于激光发射器1022发射的出射激光的最大脉冲宽度对应的时间间隔(即第二时间),避免测量电路返回的测量信号与参考电路返回的测量信号重叠,能够准确识别测量电路返回的测量信号,有效提升激光雷达的测量准确度。
步骤2013,控制器调整延时电路的延时时间为第一目标延时时间Tg1。
在一种可能的实施方式中,步骤2013,控制器调整延时电路的延时时间为第一目标延时时间Tg1,具体包括步骤20131和步骤20132。
步骤20131,控制器获取延时电路104的第一当前延时时间Tp1。
其中,延时电路104的输入端与激光驱动电路1021的输出端连接,延时电路104的输出端分别与信号处理电路1032的输入端和控制器101的第二采样模块(TDC2)连接,延时电路104的控制端与控制器101的控制信号输出端连接,激光驱动电路1021的输入端与控制器101中的PLL连接,信号处理电路1032的输出端与控制器101的第一采样模块(TDC1)连接。
在本申请实施例中,控制器101中的PLL向激光驱动电路1021发射测量信号,激光驱动电路1021将测量信号发送至延时电路104,延时电路104对激光驱动电路1021输出的测量信号进行延时,并向信号处理电路1032和控制器101的第二采样模块(TDC2)分别输出延时后的测量信号,控制器101根据PLL向激光驱动电路1021发射测量信号的发射时刻和第二采样模块(TDC2)接收到延时电路104返回的延时后的测量信号的接收时刻,确定第一延时时间段T11。
需要说明的是,第一延时时间段T11为激光驱动电路1021的延时时间T1和延时电路104的第一当前延时时间Tp1之和。
其中,激光驱动电路1021的延时时间T1较小,因此,可以对激光驱动电路1021的延时时间T1忽略不计,在激光驱动电路1021的延时时间T1忽略不计的情况下,即可根据第一延时时间段T11,得到延时电路104的第一当前延时时间Tp1,延时电路104的第一当前延时时间Tp1等于第一延时时间段T11。
步骤20132,控制器根据第一当前延时时间Tp1和第一目标延时时间Tg1,调整延时电路104的延时时间为第一目标延时时间Tg1。
其中,在第一当前延时时间Tp1≤第一目标延时时间Tg1的情况下,通过控制器101对延时电路104的延时时间进行控制,以将延时电路104的第一当前延时时间Tp1调整为第一目标延时时间Tg1;在第一当前延时时间Tp1>第一目标延时时间Tg1的情况下,通过控制器101控制延时电路104保持第一当前延时时间Tp1,此时,第一当前延时时间Tp1为第一目标延时时间Tg1。
在本申请实施例中,在参考电路包括延时电路的情况下,控制器获取延时电路的第一当前延时时间,并根据延时电路的第一当前延时时间和第一目标延时时间,控制延时电路的延时时间为第一目标延时时间,以使延时电路对参考电路中的测量信号进行延时,且延时时间为第一目标延时时间。
在本申请实施例中,在参考电路包括延时电路的情况下,控制器获取预先存储的第一时间和第二时间,并根据第一时间和第二时间之和,确定延时电路的第一目标延时时间,并将延时电路的延时时间调整为第一目标延时时间;其中,第一目标延时时间大于第一时间和第二时间之和,控制器通过调整延时电路的延时时间为第一目标延时时间,可以将参考电路中的测量信号延时第一目标延时时间,使控制器后续先接收到测量电路返回的测量信号,再接收到参考电路返回的测量信号,且控制器接收到的参考电路返回的测量信号与测量电路返回的测量信号之间的延时至少为第二时间,避免了测量电路返回的测量信号与参考电路返回的测量信号重叠,提高了激光雷达的测量准确度。
在本申请的另一个实施例中,在测量电路包括延时电路的情况下,测量电路包括激光驱动电路1021、激光发射器1022、激光接收器1031、延时电路104和信号处理电路1032;延时电路104的控制端与控制器101连接,激光驱动电路1021的输出端分别与延时电路104的输入端和激光发射器1022连接,激光接收器1031与延时电路104的输入端连接,延时电路104的输出端分别与信号处理电路1032的输入端和控制器101连接。
在本申请实施例中,参考电路包括激光驱动电路1021和信号处理电路1032。
图4是本申请实施例提供的另一种激光雷达的飞行时间测量电路的电路原理框图,如图4所示,激光驱动电路1021的输入端与控制器101连接,用于接收控制器101发送的驱动指令,激光驱动电路1021的输出端分别与延时电路104的输入端、信号处理电路1032的输入端和激光发射器1022连接,延时电路104的输入端还与激光接收器1031连接,延时电路104的输出端分别与信号处理电路1032的输入端和控制器101连接,用于将延时电路104输出的延时后的回波信号分别发送给信号处理电路1032和控制器101,延时电路104的控制端与控制器101连接,以便控制器101对延时电路104的延时时间进行控制,信号处理电路1032的输出端与控制器101连接,用于将信号处理电路1032输出的处理后的测量信号发送给控制器101。
具体的,如图4所示,激光驱动电路1021的输入端可以与控制器101中的PLL连接;延时电路104的输出端可以与控制器101中的第二采样模块(TDC2)连接,延时电路104的控制端可以与控制器101的控制信号输出端连接;信号处理电路1032的输出端可以与控制器101的第一采样模块(TDC1)连接。
在一种可能的实施方式中,延时电路104包括延时模块1041和延时开关1042;延时模块1041的控制端和延时开关1042的控制端分别与控制器101连接,延时模块1041的输入端分别与激光驱动电路1021的输出端和激光接收器1031连接,延时模块1041的输出端与延时开关1042的输入端连接,延时开关1042的第一输出端与信号处理电路1032的输入端连接,延时开关1042的第二输出端与控制器101连接。
如图4所示,需要说明的是,控制器101的控制信号输出端可以为两个,两个控制信号输出端分别为第一控制信号输出端和第二控制信号输出端,控制器101的第一控制信号输出端用于输出第一控制信号CTRL1,控制器101的第二控制信号输出端用于输出第二控制信号CTRL2。
具体的,如图4所示,延时模块1041的控制端可以与控制器101的第一控制信号输出端连接,以便于第一控制信号输出端输出的第一控制信号CTRL1对延时模块1041的延时时间进行控制;延时开关1042的控制端可以与控制器101的第二控制信号输出端连接,以便于第二控制信号输出端输出的第二控制信号CTRL2控制延时开关1042的输入端与延时开关1042的第一输出端或延时开关1042的第二输出端连接;延时开关1042的第二输出端可以与控制器101的第二采样模块(TDC2)连接,用于将延时模块1041输出的延时后的回波信号发送给控制器101。
在一种可能的实施方式中,在测量电路包括延时电路的情况下,步骤201,控制器控制延时电路的延时时间,具体包括步骤2014~步骤2016。
步骤2014,控制器获取第三时间。
其中,第三时间为测量电路发射的出射激光的最大脉冲宽度对应的时间间隔。
需要说明的是,激光驱动电路1021的输入端与控制器101连接,出射激光为控制器101的PLL发出的脉冲信号,第三时间为控制器101发出的脉冲信号中最大脉冲宽度对应的时间间隔。
在本申请实施例中,第三时间是根据激光雷达的性能预先设置并存储在控制器内部101的,在实际使用过程中,控制器101可以直接读取第三时间。
步骤2015,控制器根据第三时间,确定延时电路的第二目标延时时间Tg2。
其中,第二目标延时时间Tg2大于第三时间。
在本申请实施例中,延时电路104位于测量电路中,延时电路104用于对测量电路中的测量信号(即回波信号)进行延时,为了保证测量电路返回的测量信号(即回波信号)和参考电路返回的测量信号在控制器101中不发生重叠,需要通过延时电路104对测量电路中的测量信号进行延时,使控制器101先接收到参考电路返回的测量信号,再接收到测量电路返回的测量信号。因此,设置延时电路104的延时时间为第二目标延时时间Tg2,第二目标延时时间Tg2大于第三时间,以确保在激光雷达的最小测量距离以外的任何目标物体的测量信号(即回波信号)的接收时刻均晚于参考电路返回的测量信号的接收时刻,控制器101先接收到参考电路返回的测量信号,再接收到测量电路返回的测量信号;即使目标物***于激光雷达的最小测量距离处,其测量电路返回的测量信号的接收时刻与参考电路返回的测量信号的接收时刻之间的时间间隔大于激光发射器1022发射的出射激光的最大脉冲宽度对应的时间(即第三时间),避免测量电路返回的测量信号与参考电路返回的测量信号重叠,能够准确识别测量电路返回的测量信号,有效提升激光雷达的测量准确度,同时,解决了近距离目标物体的测量电路返回的测量信号与参考电路返回的测量信号重叠,导致激光雷达10无法测量到近距离目标物体的问题,有效减小了激光雷达10的近距离盲区。
步骤2016,控制器调整延时电路的延时时间为第二目标延时时间。
在一种可能的实施方式中,步骤2016,控制器调整延时电路的延时时间为第二目标延时时间Tg2,具体包括步骤20161和步骤20162。
步骤20161,控制器获取延时电路104的第二当前延时时间Tp2。
其中,延时电路104包括延时模块1041和延时开关1042,延时模块1041的输入端与激光驱动电路1021的输出端连接,延时模块1041的输出端与延时开关1042的输入端连接,延时开关1042的第一输出端与信号处理电路1032的输入端连接,延时开关1042的第二输出端与控制器101的第二采样模块(TDC2)连接,延时模块1041的控制端与控制器101的第一控制信号输出端连接,延时开关1042的控制端与控制器101的第二控制信号输出端连接,激光驱动电路1021的输入端与控制器101的PLL连接,信号处理电路1032的输出端与控制器101的第一采样模块(TDC1)连接。
在本申请实施例中,在获取延时电路104的第二当前延时时间Tp2时,首先,通过控制器101的第二控制信号输出端输出的第二控制信号CTRL2控制延时开关1042的输入端与延时开关1042第二输出端导通,控制器101中的PLL向激光驱动电路1021发射测量信号,激光驱动电路1021将测量信号发送至延时模块1041,延时模块1041对激光驱动电路1021输出的测量信号进行延时,并向延时开关1042输出延时后的测量信号,由于延时开关1042的输入端与延时开关1042第二输出端连通,延时开关1042将延时模块1041输出的延时后的测量信号输出至控制器101的第二采样模块(TDC2),控制器101根据PLL向激光驱动电路1021发射测量信号的发射时刻和第二采样模块(TDC2)接收到延时开关1042返回的延时后的测量信号的接收时刻,确定第二延时时间段T22。
需要说明的是,第二延时时间段T22为激光驱动电路1021的延时时间T1和延时电路104的第二当前延时时间Tp2之和。
其中,激光驱动电路1021的延时时间T1较小,因此,可以对激光驱动电路1021的延时时间T1忽略不计,在激光驱动电路1021的延时时间T1忽略不计的情况下,即可根据第二延时时间段T22,得到延时电路104的第二当前延时时间Tp2,延时电路104的第二当前延时时间Tp2等于第二延时时间段T22。
在本申请实施例中,需要说明的时,在获取到延时电路104的第二当前延时时间Tp2之后,通过控制器101的第二控制信号输出端输出的第二控制信号CTRL2控制延时开关1042的输入端与延时开关1042第一输出端导通,延时开关1042将延时模块1041输出的延时后的测量信号输出至控制器101的第二采样模块(TDC2),以便于后续获取测量信号在测量电路中的第二测量时间。
步骤20162,控制器根据第二当前延时时间Tp2和第二目标延时时间Tg2,调整延时电路104的延时时间为第二目标延时时间Tg2。
其中,在第二当前延时时间Tp2≤第二目标延时时间Tg2的情况下,通过控制器101对延时电路104的延时模块1041的延时时间进行控制,以将延时电路104的延时模块1041的第二当前延时时间Tp2调整为第二目标延时时间Tg2;在第二当前延时时间Tp2>第二目标延时时间Tg2的情况下,通过控制器101控制延时电路104的延时模块1041保持第二当前延时时间Tp2,此时,第二当前延时时间Tp2为第二目标延时时间Tg2。
在本申请实施例中,在测量电路包括延时电路的情况下,控制器获取预先存储的第三时间,并根据第三时间,确定延时电路的延时模块的第二目标延时时间,并将延时电路的延时模块的延时时间调整为第二目标延时时间;其中,第二目标延时时间大于第三时间,控制器通过调整延时电路的延时模块的延时时间为第二目标延时时间,可以将测量电路中的测量信号延时第二目标延时时间,使控制器后续先接收到参考电路返回的测量信号,再接收到测量电路返回的测量信号,且控制器接收到的参考电路返回的测量信号与测量电路返回的测量信号之间的延时至少为第三时间,避免了测量电路返回的测量信号与参考电路返回的测量信号重叠,提高了激光雷达的测量准确度。
步骤202,控制器获取测量信号在参考电路中的第一测量时间,以及测量信号在测量电路中的第二测量时间。
其中,参考电路或测量电路包括延时电路。
如图3所示,在本申请的一个实施例中,在参考电路包括延时电路的情况下,在参考电路中,控制器101中的PLL向激光驱动电路1021发送的测量信号依次通过激光驱动电路1021、延时电路104和信号处理电路1032返回至控制器101的第一采样模块(TDC1),控制器101根据PLL发射测量信号的发射时刻和第一采样模块(TDC1)第二次接收到测量信号的接收时刻,即可得到测量信号在参考电路中的第一测量时间;在测量电路中,控制器101中的PLL向激光驱动电路1021发送的测量信号依次通过激光驱动电路1021、激光发射器1022、发射镜组、分光镜、接收镜组、激光接收器1031和信号处理电路1032返回至控制器101的第一采样模块(TDC1),控制器101根据PLL发射测量信号的发射时刻和第一采样模块(TDC1)第一次接收到测量信号的接收时刻,即可得到测量信号在测量电路中的第二测量时间。
需要说明的是,在参考电路包括延时电路104的情况下,控制器101的第一采样模块(TDC1)先接收到测量电路返回的测量信号,再接收到参考电路返回的测量信号,因此,控制器101根据PLL发射测量信号的发射时刻和第一采样模块(TDC1)第一次接收到测量信号的接收时刻,可以得到测量信号在测量电路中的第二测量时间,控制器101根据PLL发射测量信号的发射时刻和第一采样模块(TDC1)第二次接收到测量信号的接收时刻,可以得到测量信号在参考电路中的第一测量时间。
如图4所示,在本申请的另一个实施例中,在测量电路包括延时电路的情况下,在参考电路中,控制器101中的PLL向激光驱动电路1021发送的测量信号依次通过激光驱动电路1021和信号处理电路1032返回至控制器101的第一采样模块(TDC1),控制器101根据PLL发射测量信号的发射时刻和第一采样模块(TDC1)第一次接收到测量信号的接收时刻,即可得到测量信号在参考电路中的第一测量时间;在测量电路中,控制器101的第二控制信号输出端输出的第二控制信号CTRL2控制延时开关1042的输入端与延时开关1042第二输出端导通,控制器101中的PLL向激光驱动电路1021发送的测量信号依次通过激光驱动电路1021、激光发射器1022、发射镜组、分光镜、接收镜组、激光接收器1031、延时模块1041、延时开关1042和信号处理电路1032返回至控制器101的第一采样模块(TDC1),控制器101根据PLL发射测量信号的发射时刻和第一采样模块(TDC1)第二次接收到测量信号的接收时刻,即可得到测量信号在测量电路中的第二测量时间。
需要说明的是,在测量电路包括延时电路104的情况下,控制器101的第一采样模块(TDC1)先接收到参考电路返回的测量信号,再接收到测量电路返回的测量信号,因此,控制器101根据PLL发射测量信号的发射时刻和第一采样模块(TDC1)第一次接收到测量信号的接收时刻,可以得到测量信号在参考电路中的第一测量时间,控制器101根据PLL发射测量信号的发射时刻和第一采样模块(TDC1)第二次接收到测量信号的接收时刻,可以得到测量信号在测量电路中的第二测量时间。
步骤203,控制器根据延时时间、第一测量时间和第二测量时间,确定目标物体对应的飞行时间。
在本申请的一个实施例中,在参考电路包括延时电路的情况下,步骤203,控制器根据延时时间、第一测量时间和第二测量时间,确定目标物体对应的飞行时间,具体包括步骤2031和步骤2032。
步骤2031,控制器根据第一目标延时时间和第一测量时间的差值,确定第一参考时间。
其中,第一目标延时时间Tg1为延时电路104对测量信号的延时时间,第一测量时间为控制器101中的PLL向激光驱动电路1021发送的测量信号依次通过激光驱动电路1021、延时电路104和信号处理电路1032返回至控制器101的第一采样模块(TDC1)的时间段,因此,根据第一目标延时时间和第一测量时间的差值,即可得到测量信号在激光驱动电路1021和信号处理电路1032中的传输时间,即第一参考时间,第一参考时间为激光驱动电路1021的延时时间T1和信号处理电路1032的延时时间T2之和。
步骤2032,控制器根据第一参考时间和第二测量时间的差值,确定目标物体对应的飞行时间。
其中,第二测量时间为控制器101中的PLL向激光驱动电路1021发送的测量信号依次通过激光驱动电路1021、激光发射器1022、发射镜组、分光镜、接收镜组、激光接收器1031和信号处理电路1032返回至控制器101的第一采样模块(TDC1)的时间,因此,根据第一参考时间和第二测量时间的差值,即可得到测量信号在激光发射器1022、发射镜组、分光镜、接收镜组和激光接收器1031中的传输时间段,即目标物体对应的飞行时间T0(激光发射器1022发射出射激光到激光接收器1031接收到回波激光的延时时间)。
在本申请实施例中,在参考电路包括延时电路的情况下,测量信号在参考电路中的第一测量时间包括测量信号在延时电路中的第一目标延时时间,以及测量信号在激光驱动电路和信号处理电路中传输的第一参考时间,因此,通过计算第一测量时间和第一目标延时时间的差值,可以得到第一参考时间,而测量信号在测量电路中的第二测量时间包括目标物体对应的飞行时间,以及测量信号在激光驱动电路和信号处理电路中传输的第一参考时间,因此,通过计算第二测量时间和第一参考时间的差值,即可得到目标物体对应的飞行时间,且得到的目标物体对应的飞行时间不包括激光驱动电路和信号处理电路的延时时间,有效提高了激光雷达的测量准确度。
在本申请的另一个实施例中,在测量电路包括延时电路的情况下,步骤203,控制器根据延时时间、第一测量时间和第二测量时间,确定目标物体对应的飞行时间,具体包括步骤2033和步骤2034。
步骤2033,控制器根据第二目标延时时间和第一测量时间的和值,确定第二参考时间。
其中,第二目标延时时间Tg2为延时电路104对测量信号的延时时间,第一测量时间为控制器101中的PLL向激光驱动电路1021发送的测量信号依次通过激光驱动电路1021和信号处理电路1032返回至控制器101的第一采样模块(TDC1)的时间,因此,根据第一目标延时时间和第一测量时间的和值,即可得到测量信号在激光驱动电路1021、延时电路104和信号处理电路1032中的传输时间,即第二参考时间,第二参考时间为激光驱动电路1021的延时时间T1、信号处理电路1032的延时时间T2和延时电路104的第二目标延时时间Tg2之和。
步骤2034,控制器根据第二测量时间和第二参考时间的差值,确定目标物体对应的飞行时间。
其中,第二测量时间为控制器101中的PLL向激光驱动电路1021发射的测量信号依次通过激光驱动电路1021、激光发射器1022、发射镜组、分光镜、接收镜组、激光接收器1031、延时电路104和信号处理电路1032返回至控制器101的第一采样模块(TDC1)的时间,因此,根据第二测量时间和第二参考时间的差值,即可得到测量信号在激光发射器1022、发射镜组、分光镜、接收镜组和激光接收器1031中的传输时间段,即目标物体对应的飞行时间T0(激光发射器1022发射出射激光到激光接收器1031接收到回波激光的延时时间)。
在本申请实施例中,在测量电路包括延时电路的情况下,测量信号在参考电路中的第一测量时间包括测量信号在激光驱动电路和信号处理电路中传输的时间,因此,通过计算第一测量时间和第二目标延时时间的和值,可以得到第二参考时间,第二参考时间为测量信号在激光驱动电路、延时电路和信号处理电路中的传输时间;而测量信号在测量电路中的第二测量时间包括目标物体对应的飞行时间,以及测量信号在激光驱动电路、延时电路和信号处理电路中传输的时间,因此,通过计算第二测量时间和第二参考时间的差值,即可得到目标物体对应的飞行时间,且得到的目标物体对应的飞行时间不包括各个电路的延时时间,有效提高了激光雷达的测量准确性和可靠性。
在本申请实施例中,延时电路设置在参考电路或测量电路中,延时电路用于对参考电路或测量电路中的测量信号进行延时,通过控制延时电路的延时时间,可以控制参考电路或测量电路中测量信号的延时时间,以避免参考电路中的测量信号和测量电路中的测量信号重叠,有效提高了该飞行时间测量方法对应的激光雷达的最小距离分辨率;通过获取测量信号在参考电路中的第一测量时间和测量信号在测量电路中的第二测量时间,第一测量时间为测量信号在参考电路的各个电路中的延时时间,以便于根据第一测量时间、第二测量时间和延时时间,确定目标物体对应的不包括激光驱动电路和信号处理电路的延时时间的飞行时间,避免激光驱动电路和信号处理电路的延时时间对目标物体对应的飞行时间的影响,有效提高了激光雷达的激光测量准确度。
图5是本申请实施例提供的一种激光雷达的飞行时间测量装置的结构示意图。示例性的,如图5所示,该飞行时间测量装置500包括控制器501、存储器502、参考电路503、测量电路504和延时电路505。
存储器502存储有计算机程序,计算机程序用于由控制器501加载并执行如下步骤:控制延时电路505的延时时间;获取测量信号在参考电路503中的第一测量时间,以及测量信号在测量电路504中的第二测量时间;其中,参考电路503或测量电路504包括延时电路505;根据延时时间、第一测量时间和第二测量时间,确定目标物体对应的飞行时间。
在一种可能的实施方式中,参考电路503包括激光驱动电路、延时电路505和信号处理电路,延时电路505的控制端与控制器501连接,延时电路505的输入端与激光驱动电路的输出端连接,延时电路505的输出端分别与信号处理电路的输入端和控制器501连接。
在一种可能的实施方式中,控制器501,具体用于:获取第一时间和第二时间;其中,第一时间为目标物体与激光雷达之间的距离为激光雷达的最大测量距离时,目标物体对应的飞行时间;第二时间为测量电路发射的出射激光的最大脉冲宽度对应的时间间隔;根据第一时间和第二时间,确定延时电路505的第一目标延时时间;其中,第一目标延时时间大于第一时间和第二时间之和;调整延时电路505的延时时间为第一目标延时时间。
在一种可能的实施方式中,控制器501,具体用于:获取延时电路505的第一当前延时时间;根据第一当前延时时间和第一目标延时时间,调整延时电路505的延时时间为第一目标延时时间。
在一种可能的实施方式中,控制器501,具体用于:根据第一目标延时时间和第一测量时间的差值,确定第一参考时间;其中,第一参考时间为测量信号在参考电路503的激光驱动电路和信号处理电路中的传输时间;根据第一参考时间和第二测量时间的差值,确定目标物体对应的飞行时间。
在一种可能的实施方式中,测量电路504包括激光驱动电路、激光发射器、激光接收器、延时电路505和信号处理电路;
延时电路505的控制端与控制器连接,激光驱动电路的输出端分别与延时电路505的输入端和激光发射器连接,激光接收器与延时电路505的输入端连接,延时电路505的输出端分别与信号处理电路的输入端和控制器连接。
在一种可能的实施方式中,延时电路505包括延时模块和延时开关,延时模块的控制端和延时开关的控制端分别与控制器连接,延时模块的输入端分别与激光驱动电路的输出端和激光接收器连接,延时模块的输出端与延时开关的输入端连接,延时开关的第一输出端与信号处理电路的输入端连接,延时开关的第二输出端与控制器连接。
在一种可能的实施方式中,控制器501,具体用于:获取第三时间;其中,第三时间为测量电路发射的出射激光的最大脉冲宽度对应的时间;
根据第三时间,确定延时电路505的第二目标延时时间;其中,第二目标延时时间大于第三时间;
调整延时电路505的延时时间为第二目标延时时间。
在一种可能的实施方式中,控制器501,具体用于:根据第二目标延时时间和第一测量时间的和值,确定第二参考时间;其中,第二参考时间为测量信号在参考电路503和延时电路505中的传输时间;
根据第二测量时间和第二参考时间的差值,确定目标物体对应的飞行时间。
需要说明的是:上述实施例提供的飞行时间测量装置在进行飞行时间测量时,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将计算机设备的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。另外,上述实施例提供的飞行时间测量装置与飞行时间测量方法实施例属于同一构思,其具体实现过程详见方法实施例,这里不再赘述。
通过本申请实施例提供的技术方案,延时电路设置在参考电路或测量电路中,延时电路用于对参考电路或测量电路中的测量信号进行延时,通过控制延时电路的延时时间,可以控制参考电路或测量电路中测量信号的延时时间,避免参考电路中的测量信号和测量电路中的测量信号重叠,使激光雷达能够分辨出参考电路和测量电路返回的测量信号,进而使激光雷达能够对近距离的目标物体的飞行时间进行测量,减小激光雷达的近距离盲区;通过获取测量信号在参考电路中的第一测量时间和测量信号在测量电路中的第二测量时间,第一测量时间为测量信号在参考电路的各个电路中的信号延时时间,并根据第一测量时间、第二测量时间和延时时间,确定目标物体对应的不包括参考电路中各个电路的延时时间的飞行时间,避免了参考电路中的各个电路的延时时间对目标物体对应的飞行时间的影响,有效提高激光雷达的测量准确度。
此外,本申请实施例还保护一种激光雷达,该激光雷达可以包括上述的飞行时间测量装置。
以上内容,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种激光雷达的飞行时间测量方法,其特征在于,所述方法包括:
控制延时电路的延时时间;
获取测量信号在参考电路中的第一测量时间,以及所述测量信号在测量电路中的第二测量时间;其中,所述参考电路或所述测量电路包括所述延时电路;
根据所述延时时间、所述第一测量时间和所述第二测量时间,确定目标物体对应的飞行时间。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述参考电路包括激光驱动电路、所述延时电路和信号处理电路,所述延时电路的控制端与控制器连接,所述延时电路的输入端与所述激光驱动电路的输出端连接,所述延时电路的输出端分别与所述信号处理电路的输入端和所述控制器连接。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述控制延时电路的延时时间,包括:
获取第一时间和第二时间;其中,所述第一时间为所述目标物体与激光雷达之间的距离为所述激光雷达的最大测量距离时,所述目标物体对应的飞行时间;所述第二时间为所述测量电路发射的出射激光的最大脉冲宽度对应的时间间隔;
根据所述第一时间和所述第二时间,确定所述延时电路的第一目标延时时间;其中,所述第一目标延时时间大于所述第一时间和所述第二时间之和;
调整所述延时电路的延时时间为所述第一目标延时时间。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述调整所述延时电路的延时时间为所述第一目标延时时间,包括:
获取所述延时电路的第一当前延时时间;
根据所述第一当前延时时间和所述第一目标延时时间,调整所述延时电路的延时时间为所述第一目标延时时间。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述延时时间、所述第一测量时间和所述第二测量时间,确定目标物体对应的飞行时间,包括:
根据所述第一目标延时时间和所述第一测量时间的差值,确定第一参考时间;其中,所述第一参考时间为所述测量信号在所述参考电路的所述激光驱动电路和所述信号处理电路中的传输时间;
根据所述第一参考时间和所述第二测量时间的差值,确定所述目标物体对应的飞行时间。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述测量电路包括激光驱动电路、激光发射器、激光接收器、所述延时电路和信号处理电路;
所述延时电路的控制端与控制器连接,所述激光驱动电路的输出端分别与所述延时电路的输入端和所述激光发射器连接,所述激光接收器与所述延时电路的输入端连接,所述延时电路的输出端分别与所述信号处理电路的输入端和所述控制器连接。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述延时电路包括延时模块和延时开关,所述延时模块的控制端和所述延时开关的控制端分别与所述控制器连接,所述延时模块的输入端分别与所述激光驱动电路的输出端和所述激光接收器连接,所述延时模块的输出端与所述延时开关的输入端连接,所述延时开关的第一输出端与所述信号处理电路的输入端连接,所述延时开关的第二输出端与所述控制器连接。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述控制延时电路的延时时间,包括:
获取第三时间;其中,所述第三时间为所述测量电路发射的出射激光的最大脉冲宽度对应的时间间隔;
根据所述第三时间,确定所述延时电路的第二目标延时时间;其中,所述第二目标延时时间大于所述第三时间;
调整所述延时电路的延时时间为所述第二目标延时时间。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述根据所述延时时间、所述第一测量时间和所述第二测量时间,确定目标物体对应的飞行时间,包括:
根据所述第二目标延时时间和所述第一测量时间的和值,确定第二参考时间;其中,所述第二参考时间为所述测量信号在所述参考电路和所述延时电路中的传输时间;
根据所述第二测量时间和所述第二参考时间的差值,确定所述目标物体对应的飞行时间。
10.一种激光雷达的飞行时间测量装置,其特征在于,所述装置包括:
控制器、存储器、参考电路、测量电路和延时电路;
其中,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序用于由所述控制器加载并执行如下步骤:
控制延时电路的延时时间;
获取测量信号在参考电路中的第一测量时间,以及所述测量信号在测量电路中的第二测量时间;其中,所述参考电路或所述测量电路包括所述延时电路;
根据所述延时时间、所述第一测量时间和所述第二测量时间,确定目标物体对应的飞行时间。
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