实现ROI的激光雷达架构、激光雷达架构的控制方法及装置与流程

专利2026-02-08  17


本技术涉及激光雷达探测,特别是涉及一种实现roi的激光雷达架构、激光雷达架构的控制方法及装置。


背景技术:

1、随着自动驾驶、机器人导航等技术的快速发展,激光雷达作为一种重要的传感器,在环境感知和定位中发挥着不可替代的作用。激光雷达架构从传统的纯机械式架构逐渐演变到二维半固态、一维半固态等新型架构,以满足更高精度、更广视场角以及更低成本的需求。

2、相关技术中,前向主激光雷达架构的主流大趋势倾向于采用vcsel(垂直腔面发射激光器)+一维转镜+spad(单光子雪崩二极管)方案。这一方案相较于传统架构,在成本、性能等方面均有所改进。vcsel相较于eel(边发射激光器)具有显著的价格优势,且其快慢轴发散角相同,使得光束控制更为灵活。虽然vcsel的功率密度相对eel较低,但随着vcsel多结技术的不断发展,其功率密度的劣势正在逐渐减小。在接收端,spad相较于sipm(硅光电倍增管)具有后端电路更为简单的优势,且在相同面积下可以输出更多线数。尽管一个pixel(像素)中包含的spad数量相对较少,但通过多次累计直方图及发射功率提升等手段,spad的整机测距能力已经可以达到与sipm相同的水平。

3、在实现相关技术的过程中,申请人认识到,相关技术至少存在以下问题:

4、现有的激光雷达架构中,roi(region of interest,感兴趣区域)区域通常通过多帧拼接或增加扫描子帧数的方式实现,roi区域一般只能固定,无法根据具体场景进行动态适配,且roi区域的测距能力并没有得到本质上的改善,激光雷达的实用性和灵活性不高。


技术实现思路

1、有鉴于此,本技术提供了一种实现roi的激光雷达架构、激光雷达架构的控制方法及装置,主要目的在于解决目前roi区域通常通过多帧拼接或增加扫描子帧数的方式实现,roi区域一般只能固定,无法根据具体场景进行动态适配,且roi区域的测距能力并没有得到本质上的改善,激光雷达的实用性和灵活性不高的问题。

2、依据本技术第一方面,提供了一种实现roi的激光雷达架构,所述激光雷达架构包括发射模块、第一接收模块、转镜和第二接收模块,其中:

3、所述发射模块放置于所述转镜的目标侧,用于发射测量光束,其中,所述发射模块按照预设发光时序发射测量光束;

4、所述第一接收模块放置于所述转镜的目标侧,与所述发射模块构成同轴光路;

5、所述转镜包括至少两个反射面,基于所述至少两个反射面,所述转镜将所述发射模块发射的所述测量光束反射至环境,以及将与所述测量光束对应的第一反射光束反射至所述第一接收模块,并将与所述测量光束对应的第二反射光束反射至所述第二接收模块;

6、所述第二接收模块放置于所述转镜的目标侧的对向一侧,用于接收所述转镜反射回来的所述第二反射光束;

7、其中,所述第一接收模块的视场角与所述第二接收模块的视场角部分重合且小于所述第二接收模块的视场角。

8、可选地,所述激光雷达架构,还包括反射镜,所述反射镜具有反射区域和透射区域:

9、所述发射模块发出的测量光束经过反射区域反射至所述转镜;所述第一反射光束经过所述转镜被反射至所述透射区域,并穿过所述透射区域被所述第一接收模块接收;

10、其中,所述反射区域位于所述反射镜的中心区域,所述透射区域位于所述反射镜的边缘区域。

11、依据本技术第二方面,提供了一种激光雷达架构的控制方法,所述控制方法应用于上述第一方面中的激光雷达架构,所述控制方法包括:

12、获取所述激光雷达架构中第一接收模块扫描到的第一点云信息;

13、获取所述激光雷达架构中第二接收模块在roi区域扫描到的第二点云信息;

14、对所述第一点云信息和所述第二点云信息进行特征提取以及融合计算,生成扫描图像。

15、可选地,所述方法还包括:

16、在检测到所述转镜转动到所述roi区域的起始位置的情况下,控制所述发射模块增加发光时序,直至检测到所述转镜转动到所述roi区域的结束位置,控制所述发射模块重新按照所述预设发光时序发射测量光束。

17、可选地,所述roi区域包括目标区域,所述目标区域为所述roi区域的一部分,所述方法还包括:

18、选择与所述目标区域对应所述第一接收模块的像素进行数据处理,得到所述第一点云信息。

19、可选地,所述对所述第一点云信息和所述第二点云信息进行特征提取以及融合计算,生成扫描图像,包括:

20、检测所述第一点云信息是否产生高反失真效果;

21、当检测到所述第一点云信息产生高反失真效果时,根据所述第一点云信息识别高反区域,并将所述高反区域内的第一点云信息滤除,将滤除后的所述第一点云信息与所述第二点云信息进行融合,得到所述高反区域的扫描图像。

22、可选地,所述方法还包括:

23、当检测到所述第一点云信息未产生高反失真效果时,采用预设算法对所述第一点云信息和所述第二点云信息进行特征提取以及融合计算,将得到的图像作为所述扫描图像。

24、依据本技术第三方面,提供了一种激光雷达架构的控制装置,所述控制装置包括:

25、第一获取模块,用于获取所述激光雷达架构中第一接收模块扫描到的第一点云信息;

26、第二获取模块,用于获取所述激光雷达架构中第二接收模块在roi区域扫描到的第二点云信息;

27、融合模块,用于对所述第一点云信息和所述第二点云信息进行特征提取以及融合计算,生成扫描图像。

28、可选地,所述控制装置还包括:

29、控制模块,用于在检测到所述转镜转动到所述roi区域的起始位置的情况下,控制所述发射模块增加发光时序,直至检测到所述转镜转动到所述roi区域的结束位置,控制所述发射模块重新按照所述预设发光时序发射测量光束。

30、可选地,所述roi区域包括目标区域,所述目标区域为所述roi区域的一部分,所述控制装置还包括:

31、选择模块,用于选择与所述目标区域对应所述第一接收模块的像素进行数据处理,得到所述第一点云信息。

32、可选地,所述融合模块,用于检测所述第一点云信息是否产生高反失真效果;当检测到所述第一点云信息产生高反失真效果时,根据所述第一点云信息识别高反区域,并将所述高反区域内的第一点云信息滤除,将滤除后的所述第一点云信息与所述第二点云信息进行融合,得到所述高反区域的扫描图像。

33、可选地,所述融合模块,还用于当检测到所述第一点云信息未产生高反失真效果时,采用预设算法对所述第一点云信息和所述第二点云信息进行特征提取以及融合计算,将得到的图像作为所述扫描图像。

34、依据本技术第四方面,提供了一种电子设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第二方面中任一项所述控制方法的步骤。

35、依据本技术第五方面,提供了一种可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述第二方面中任一项所述的控制方法的步骤。

36、借由上述技术方案,本技术提供的一种实现roi的激光雷达架构、激光雷达架构的控制方法及装置,本技术采用一个发射模块和两个接收模块的设计,一个接收模块负责整个视场的接收,另一个接收模块负责roi区域的接收,使得roi区域测距能力的显著提升,在提高信号接收的灵敏度和精度的同时,大大提高激光雷达的实用性和灵活性。

37、上述说明仅是本技术技术方案的概述,为了能够更清楚了解本技术的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本技术的具体实施方式。


技术特征:

1.一种实现roi的激光雷达架构,其特征在于,所述激光雷达架构包括发射模块、第一接收模块、转镜和第二接收模块,其中:

2.根据权利要求1所述的激光雷达架构,其特征在于,还包括反射镜,所述反射镜具有反射区域和透射区域:

3.一种激光雷达架构的控制方法,其特征在于,所述控制方法应用于权利要求1至2中的激光雷达架构,所述控制方法包括:

4.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述方法还包括:

5.根据权利要求3所述的控制方法,其特征在于,所述roi区域包括目标区域,所述目标区域为所述roi区域的一部分,所述方法还包括:

6.根据权利要求3所述的控制方法,其特征在于,所述对所述第一点云信息和所述第二点云信息进行特征提取以及融合计算,生成扫描图像,包括:

7.根据权利要求6所述的控制方法,其特征在于,所述方法还包括:

8.一种激光雷达架构的控制装置,其特征在于,所述控制装置包括:

9.一种电子设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求3至7中任一项所述控制方法的步骤。

10.一种可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求3至7中任一项所述的控制方法的步骤。


技术总结
本申请公开了一种实现ROI的激光雷达架构、激光雷达架构的控制方法及装置,涉及激光雷达探测技术领域,采用一个发射模块和两个接收模块的设计,一个接收模块负责整个视场的接收,另一个接收模块负责ROI区域的接收,使得ROI区域测距能力提升,在提高信号接收灵敏度和精度的同时,提高激光雷达实用性和灵活性。所述激光雷达架构包括发射模块、第一接收模块、转镜和第二接收模块,发射模块用于发射测量光束;第一接收模块与发射模块构成同轴光路;转镜包括至少两个反射面;第二接收模块放置于转镜的目标侧的对向一侧,用于接收转镜反射回来的第二反射光束;第一接收模块的视场角与第二接收模块的视场角部分重合且小于第二接收模块的视场角。

技术研发人员:蔺百杨
受保护的技术使用者:北京亮道智能汽车技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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