[发明专利]激光雷达的校准方法及激光雷达

说明书

本发明提供了一种用于激光雷达的校准方法，包括：向目标物发射探测脉冲；接收由目标物反射探测脉冲后的回波脉冲；根据所述探测脉冲和回波脉冲获取目标物的距离信息；获取回波脉冲的校准参考量，所述校准参考量基于所述回波脉冲的强度变化；根据所述校准参考量，对获取的所述距离信息进行校准，使用该校准方法对激光雷达的飞行时间进行校准，可以提升激光雷达的测距性能，校准的精准度也有明显提高。

技术领域

本发明涉及激光探测领域，尤其涉及一种激光雷达的校准方法以及利用该校准方法的激光雷达。

背景技术

激光雷达是一种使用光学方法精准测距的装置，可应用于障碍监测、地质建模、位置获取以及机器人、无人车等领域。通过测量发射光束经目标物返回激光雷达的飞行时间计算目标物距离，通过扫描手段覆盖三维空间内的不同方位从而获取点云数据，感知周围环境。飞行时间(Time of flight，TOF)校准对激光雷达实现精准测距十分重要，其与硬件设计共同决定了激光雷达的测远性能、测距精度等重要指标。激光雷达校准主要存在以下问题：一是校准参考量的选取，二是校准方法的设计。前者要求在激光雷达的众多可测量的参考量中，选取测程范围内单调且稳定性好的参考量，后者要求针对所选的信号量，设计能发挥其最佳性能的方法，因此飞行时间校准方法将直接决定激光雷达的测距性能。

现有技术中常用的校准方法有：脉宽校准，即利用测程范围内回波信号的脉宽信息，来修正由于回波能量变化导致的测距偏差；另外，使用积分的方式测量回波能量，利用测程范围内回波信号的电流积分量进行飞行时间校准，来修正测距偏差。

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

现有技术中的校准方法存在较大误差，为了提高校准的精准度，本发明提供一种用于激光雷达的校准方法，包括：

向目标物发射探测脉冲；

接收由目标物反射探测脉冲后的回波脉冲；

根据所述探测脉冲和回波脉冲获取目标物的距离信息；

获取回波脉冲的校准参考量，所述校准参考量基于所述回波脉冲的强度变化；

根据所述校准参考量，对获取的所述距离信息进行校准。

根据本发明的一个方面，其中所述距离信息通过根据所述探测脉冲和回波脉冲确定的飞行时间计算得到；其中所述飞行时间基于所述探测脉冲和回波脉冲的脉冲前沿时间确定。

根据本发明的一个方面，其中所述校准参考量用于校准所述飞行时间。

根据本发明的一个方面，其中所述校准参考量根据所述回波脉冲的强度改变而单调变化。

根据本发明的一个方面，其中所述获取回波脉冲的校准参考量包括：

获取回波脉冲的前沿斜率值；和/或

获取回波脉冲的强度峰值。

根据本发明的一个方面，其中所述获取回波脉冲的校准参考量的步骤包括：

根据第一阈值VL，获取回波脉冲的前沿对应的第一时刻T1，以及回波脉冲的后沿对应的第二时刻T2；

根据第二阈值VH，获取回波脉冲的前沿对应的第三时刻T3，以及后沿对应的第四时刻T4。

根据本发明的一个方面，其中所述获取回波脉冲的前沿斜率值的步骤包括：

根据所述第二阈值VH和所述第一阈值VL的强度差，以及所述第三时刻T3与所述第一时刻T1的时间差，获得所述回波脉冲的前沿斜率值SL。

根据本发明的一个方面，其中所述获取回波脉冲的强度峰值的步骤包括：