[发明专利]一种DTOF激光雷达标定的方法及系统

说明书

本发明公开一种DTOF激光雷达标定的方法及系统，标定方法的实现步骤为：加设防护外罩：在距离DTOF激光雷达距离为R处添加一个防护外罩；获取基准信号及目标物信号：DTOF激光雷达发射激光，光子探测器探测获得并存储防护外罩及目标位置的反射信号作为一个基准信号T1和目标位置信号T2；计算获得目标物实际距离：基于激光雷达的TDC一个单位时间差距离分辨率LSB，采用下式计算获得目标物实际距离，完成标定；L＝(T2‑T1)*LSB+R。本发明是利用雷达外罩完成了DTOF激光雷达的距离计算标定，没有硬件成本增加且标定不随温度和时间长后器件衰减的变化。本发明的标定方法具有过程方便、简洁，容易实施的特点。

技术领域

本发明涉及激光测距技术领域，更具体地，是涉及一种DTOF激光雷达标定的方法及系统。

背景技术

激光雷达是机器人的导航传感器，对于DTOF雷达，其激光器发射激光脉冲，并由计时器记录下发射的时间；回返光经接收器接收，并由计时器记录下回返的时间。两个时间相减即得到了光的“飞行时间”，而光速是一定的，因此在已知速度和时间后很容易就可以计算出距离L＝光速C*飞行时间T/2。但是其受器件影响，特别是激光的发射时间，受到器件传输时间延时和温度影响，会很难测量准确，所以需要找到一个参考位置点，保证测距准确性。

目前DTOF激光雷达记录激光发射时间一般有两种方式，第一种是使用两个接收器件，一个是参考接收，一个是主接收，参考接收和发射上光路相通，当发射激光时参考接收被触发，形成开始发射时间点；另一种是使用电路反馈，发射激光，激光器发射驱动电路部分电压会发生变化，输入到TDC作为起始时间，这两者一种需要增加参考接收器件，成本较高，另一种需要使用驱动反馈会受器件温漂影响，所以上述两种方式都存在一定的不足。

发明内容

为了解决上述不足，本发明首先提出一种DTOF激光雷达标定的方法，该方法能够准确记录激光器的发射时间点，避免器件受到温度的影响。

本发明还提出一种DTOF激光雷达标定的系统。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种DTOF激光雷达标定的方法，其实现步骤为：

(1)加设防护外罩：在距离DTOF激光雷达距离为R处添加一个防护外罩；

(2)获取基准信号及目标位信号：DTOF激光雷达发射激光脉冲，光子探测器探测获得并存储防护外罩及目标位置的反射信号作为一个基准信号T1和目标位置信号T2；

(3)计算获得目标物实际距离：基于激光雷达的TDC一个单位时间差距离分辨率LSB，采用下式计算获得目标物实际距离，完成标定；L＝(T2-T1)*LSB+R。

具体的，本标定方式是在DTOF激光雷达外添加一个防护外罩，发射激光后，会有一定的光被罩子反射回来，会在直方图上的近端形成一个峰值，系统使用这个罩子的反射信号作为一个基准信号，将这个峰值和实际距离对应，就可以得到一个直方图的峰值位置和距离的对应关系，后续的实际测距峰值T2和这个峰值T1做差值，再乘以直方图的距离单位加上罩子的半径，就可以得到测距的实际值，完成标定。

优选的，所述步骤(2)中获取基准信号及目标位信号具体是：激光雷达发射激光后，光子探测器采集并存储光子数和对应时间，生成飞行时间直方图，分析得到直方图中光子数为第一、二的峰值分别作为防护外罩及目标位置的反射信号并存储。

优选的，所述分析得到直方图中光子数为第一、二的峰值分别作为防护外罩及目标位置的反射信号并存储，其寻峰方式是根据飞行时间直方图进行滤波，得到滤波后的直方图；对直方图寻峰，得到第一、二的峰值对应的光子飞行时间T1和T2。

优选的，所述光子探测器为SiPM探测器、APD探测器、SPAD探测器中的一种。