[发明专利]基于FMCW固态扫描激光雷达的感兴趣区域扫描方法

说明书

本发明公开了一种基于FMCW固态扫描激光雷达的感兴趣区域扫描方法，主要解决根据常规的激光雷达无法做到自定义线数扫描、自定义时间扫描的问题，其实现步骤包括：根据FMCW固态扫描激光雷达获取历史信息，包括点云的位置信息和径向速度信息；获取ROI区域作为雷达下一帧扫描点阵；针对需要环境信息的场景，进行环境补充优化；将获取的点阵信息传输给雷达，雷达根据点阵调整扫描策略。本发明基于FMCW固态扫描激光雷达并利用该类激光雷达可控制其扫描区域的特点，实现由上层到底层的直接控制，达到自定义线数扫描与自定义时间扫描的功能，可用于智慧安防、智慧城市、无人驾驶和辅助驾驶等领域。

技术领域

本发明属于激光雷达技术领域，涉及一种基于FMCW固态扫描激光雷达的感兴趣区域扫描方法，可用于智慧安防、智慧城市、无人驾驶和辅助驾驶等领域。

背景技术

传统机械ToF激光雷达只能按照固定顺序点进行扫描，而且扫描的信息特征不包含速度信息，因此传统机械ToF激光雷达要获取速度信息需要两帧甚至多帧的数据估计速度信息。

FMCW激光雷达是一种发射功率恒定、光载波频率(或相位)持续周期性变化的雷达，通过相干检测的方式，测量回波信号与发射信号之间由距离延时引入的调制频率差和相对速度引入的多普勒频率差，从而解调出目标的距离与速度。基于调频连续波(FMCW)技术的激光雷达可以有效地克服ToF激光雷达的抗干扰性差的问题，且连续波工作模式比脉冲工作模式具有更小的平均发射功率和整体功耗以及相干检测方式带来的更高的灵敏度。因此，未来的无人驾驶技术在激光雷达的选择会逐渐从ToF激光雷达转移到FMCW激光雷达。

固态扫描激光雷达通常根据事先预设的扫描轨迹进行扫描，扫描轨迹固定，从而导致在感兴趣区域高帧率的扫描场景下并不适用。

发明内容

本发明公开了一种基于FMCW固态扫描激光雷达的感兴趣区域(ROI)扫描方法，主要解决根据常规的激光雷达无法做到自定义线数扫描、自定义时间扫描的问题，本发明基于FMCW固态扫描激光雷达并利用该类激光雷达可控制其扫描区域的特点，实现由上层到底层的直接控制，达到自定义线数扫描与自定义时间扫描的功能，可用于智慧安防、智慧城市、无人驾驶和辅助驾驶等领域。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于FMCW固态扫描激光雷达的感兴趣区域扫描方法，包括以下步骤：

(1)根据FMCW固态扫描激光雷达获取历史信息，包括点云的位置信息和径向速度信息；

(2)获取ROI区域作为雷达下一帧扫描点阵，获取方式包括：预设固定区域作为ROI区域、通过点云径向速度信息得到运动物体区域作为ROI区域、通过深度学习获取ROI区域；

(3)针对需要环境信息的场景，进行环境补充优化，包括两种方式：

a.对每一帧进行拆分，先持续输出ROI区域，剩余扫描点输出环境信息；

b.保持ROI区域的扫描分辨率，降低环境区域的扫描分辨率，提高固态扫描激光雷达的扫描频率；

(4)将获取的点阵信息传输给雷达，雷达根据点阵调整扫描策略。

进一步地，所述固态激光雷达扫描的底层实现方式基于光学相控阵、光开关或色散原理。

进一步地，将雷达的横向扫描列数从1,2,...,N进行编号，将纵向扫描列数从1,2,...,M进行编号，并提供API接口信息以便上层控制激光雷达扫描方式；上层通过API接口向底层传输如下所示数组信息：

col(t)＝[column₁,column₂,...,column_i],

row(t)＝[row₁,row₂,...,row_j],