[发明专利]固态线列激光雷达系统目标定位方法

说明书

本发明涉及一种对固态线列式激光雷达系统目标回波定位的检测方法，通过两组线列激光雷达系统垂直交叉排列来进行空间位置划分，利用不同序列号的探测器接收的回波信息来对目标进行空间定位，属于激光雷达数据处理与目标识别领域；本发明所提出的线列激光雷达系统定位方法能够利用两个8元探测器的接收回波信息来对目标进行空间定位，并且在探测多个目标时，还能利用相邻空间点的数目一定程度上判断目标的面积大小，提升了固态线列激光雷达系统的空间分辨率。

技术领域

本发明属于激光雷达数据处理与目标识别领域，尤其是涉及一种固态线列激光雷达系统目标定位方法。

背景技术

激光雷达(Lidar)是一种对目标进行测距和定位的主动探测技术，原理是首先激光雷达发射脉冲激光，激光在介质中传播后照射到目标上，目标反射激光脉冲回探测器，探测器通过发射波形和回波波形的时间差进行距离计算，采用飞行时间法(TOF)，用时间差乘以光速的二分之一来表示目标的距离。传统的机械式点阵激光雷达需要利用机械结构进行转动，减少了激光雷达的使用寿命，并且具有机械系统转动所带来的的误差，为了克服传统机械式激光雷达需要转动带来的不足，全固态激光雷达正在被广泛研究，加拿大的leddartech公司已经生产出线列式固态激光雷达，探测器为1x8阵列，激光发射端口有8个激光发射器，每个激光发射器前加一个光学一字线镜结构，将发射的点状光源进行激光强度再分布，使得激光发射端发射出均匀线状激光，在空间上成线状排布，共8条上下排列的线状激光。1x8排列的阵列探测器利用同一个光学透镜进行激光回波的收集，8个探测器的接收视场左右相连接，接收每一条激光线特定区域的回波信号，每一个激光探测器均可以接收到8条激光线得回波信号。固态线状式激光发射结构相比于传统的机械式激光雷达无需机械转动结构，探测空间范围更广，但是也存在激光传输衰减更大，探测距离更短，分辨率低的问题，如何提高线列式激光雷达系统的空间分辨率成为了现阶段固态线列激光雷达研究的重点。为了提高线列式激光雷达系统的空间分辨率，本发明提出了一种利用垂直交叉线列激光雷达系统来进行目标定位的方法，能够提升固态线列激光雷达系统的空间分辨率。

发明内容

本发明为了有效的解决上述背景技术中的问题，提出了一种固态线列激光雷达系统目标定位方法，具体技术方案如下：包括如下步骤：

a.将8元激光反射器的8个发射端利用一字线镜将每个发射器发出的点状激光扩展成线状激光，线状激光的水平扩散角为θ₁；将8个激光发射器发射的激光在空间上呈平行分布，相邻激光线的空间角度间隔为θ₂；

b,将空间上相互交叉的激光线的交叉点进行排号，两个8线激光的交叉点一共有64个点，对每一个点按其所在行列进行标号，分别(11,12,13，......87,88)，其中第一位为其所在行数，第二位为其所在列数；

c.将竖直激光线对应的激光雷达系统的探测器按顺序进行1-8的标号，将横向激光线对应的激光雷达系统的探测器按顺序进行1-8的标号，由于8个探测器共用一个透镜，因此标号时需要进行反向，将最下面和最右边的探测器标定为1；

d.发射激光后，将两个8元探测器接收到回波信号的探测器的序号进行提取后在步骤一中空间上的位置进行匹配，找出匹配后的空间位置则对应目标的空间所在位置；

e.将目标对应的空间坐标进行邻近位置判断，如果坐标位置相邻则判断为同一目标的回波信号，判断结束之后利用激光器的发射参数估算目标的实际空间面积。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明所提出的线列激光雷达系统定位方法能够利用两个8元探测器的接收回波信息来对目标进行空间定位，并且在探测多个目标时，还能利用相邻空间点的数目一定程度上判断目标的面积大小，提升了固态线列激光雷达系统的空间分辨率。

附图说明

图1是8元探测器的视场分布图；

图2是垂直交叉激光线的空间分布图；