一种多雷达探测方法及装置与流程

本发明涉及探测技术领域，尤其涉及一种多雷达探测方法及装置。

背景技术：

交通运输在国民经济中的地位举足轻重，运输安全是关系国计民生的大事。目前中国铁路企业开始采用激光雷达对铁路行车安全限界内进行扫描和测量，以发现超过安全范围大小的障碍物，避免给高速行驶的列车带来危险。

目前这种线路障碍安全监测系统通过采集回波距离、云台方向角度信息和激光雷达与监测区域相对位置信息，通过计算确定障碍物的位置、运动速度和方向，并分析障碍物对行车安全的威胁程度。

在实际应用中，由于采用同波长的同型号雷达，相邻激光雷达的探测光束的反射回波会干扰激光雷达对障碍物的探测，容易发生错误的测量信息或无法测探到危险障碍物的情况。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种多雷达探测方法及装置，可以解决多雷达探测时相邻激光雷达之间的干扰问题，测量准确。

第一方面，本发明实施例提供了一种多雷达探测方法，包括：

在各激光雷达中，创建每相邻的两个激光雷达的探测角度之间的角度对应关系，以使其中一个激光雷达发射的探测光束经障碍物第一次反射形成的回波在另一个激光雷达的接收范围之外；

在各激光雷达的探测过程中，控制每相邻的两个激光雷达的探测角度基于所述角度对应关系同步。

第二方面，本发明实施例还提供了一种多雷达探测装置，包括：

创建模块，用于在各激光雷达中，创建每相邻的两个激光雷达的探测角度之间的角度对应关系，以使其中一个激光雷达发射的探测光束经障碍物第一次反射形成的回波在另一个激光雷达的接收范围之外；

控制模块，用于在各激光雷达的探测过程中，控制每相邻的两个激光雷达的探测角度基于所述角度对应关系同步。

本发明实施例提供的技术方案，通过创建每相邻的两个激光雷达的探测角度之间的对应关系，以使其中一个激光雷达发射的探测光束经障碍物第一次发射形成的回波在另一个激光雷达的接收范围之外，并控制每相邻的两个激光雷达的探测角度基于创建的角度对应关系同步，可以解决多雷达探测时相邻激光雷达之间的干扰问题，测量准确。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1a是本发明实施例提供的一种多雷达探测方法流程图；

图1b是本发明实施例提供的相邻两个激光雷达的产生干扰的原理示意图；

图1c是本发明实施例提供的消除相邻两个激光雷达之间干扰的原理示意图；

图1d是本发明实施例提供的一种实现激光雷达同步的原理示意图；

图1e是本发明实施例提供的另一种实现激光雷达同步的原理示意图；

图1f是本发明实施例提供的另一种实现激光雷达同步的原理示意图；

图2是本发明实施例提供的一种多雷达探测装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

图1a是本发明实施例提供的一种多雷达探测方法流程图，所述方法由多雷达探测装置来执行，所述装置由软件和/或硬件来执行。所述装置配置在雷达的控制装置中，如图1a所示，本实施例提供的技术方案包括：

s110：在各激光雷达中，创建每相邻的两个激光雷达的探测角度之间的角度对应关系，以使其中一个激光雷达发射的探测光束经障碍物第一次反射形成的回波在另一个激光雷达的接收范围之外。

在各个激光雷达中，若相邻两个激光雷达同时探测，且当相邻的两个激光雷达的探测光束相对时，由于探测到的障碍物漫反射形成的回波在相邻的两个激光雷达的探测区域，此时两个相邻的激光雷达容易发生干扰。如图1b所示，激光雷达n和激光雷达n-1相邻，激光雷达n的探测区域16和激光雷达n-1的探测区域17均为矩形区域。当激光雷达n发射的探测光束12和激光雷达n-1发射的探测光束11相对时，激光雷达n探测到的障碍物13反射激光雷达n发射的探测光束12形成的回波14在激光雷达n-1的接收范围15之内，其中，激光雷达的接收范围与发射的探测光束对应，接收范围大于对应的探测光束探测的范围。当激光雷达n-1探测时，由于接收到障碍物13反射形成的回波14，因此，受到激光雷达n的干扰，测量不准确。

在各个激光雷达中，创建每相邻的两个激光雷达的探测角度之间的角度对应关系，以使其中一个激光雷达发射的探测光束经障碍物第一次发射形成的回波在另一个激光雷达的接收范围之外，以消除两个相邻的两个激光雷达之间的干扰。其中，每相邻的两个激光雷达的探测角度之间的角度对应关系基于每相邻的两个激光雷达中的其中一个发射的探测光束经障碍物第一次发射形成的回波在另一个激光雷达的接收范围之外进行确定。其中，角度对应关系可以理解为在探测过程中，相邻两个激光雷达的探测角度之间的相对关系。

当探测区域为矩形的探测区域时，每相邻的两个激光雷达的探测角度相同，即每相邻的两个激光雷达的探测角度之差为0。当探测区域为扇形时，每相邻的两个激光雷达的探测角度可能不同，例如，其中一个激光雷达的探测角度为0度时，对应另一个激光雷达的探测角度为15度，在探测过程中，相邻的两个激光雷达之间的探测角度之差为15度。

当每相邻的两个激光雷达的探测角度呈角度对应关系时，相邻的两个激光雷达之间消除干扰的原理如下：如图1c所示，激光雷达n的探测区域21和激光雷达n-1的探测区域22均为矩形区域。激光雷达n发射的探测光束23和激光雷达n-1发射的探测光束24的探测方向相同，即激光雷达n和激光雷达n-1的探测角度相同。激光雷达n发射的探测光束23经障碍物25第一次反射形成的回波26在激光雷达n-1的接收范围27之外。即激光雷达n发射的探测光束23经障碍物25第一次反射形成的回波26没有被激光雷达n-1所接收，并不会对激光雷达n-1的探测产生影响，避免了相邻两个激光雷达之间的干扰。

在本实施例中，由激光雷达的控制中心将每相邻的激光雷达的探测角度之间的角度对应关系生成列表，并发送给各个激光雷达，以使各个激光雷达在探测时与相邻的激光雷达的探测角度实现同步。

s120：在各激光雷达的探测过程中，控制每相邻的两个激光雷达的探测角度基于所述角度对应关系同步。

其中，控制每相邻的两个激光雷达的探测角度基于角度对应关系同步，可以理解为控制每相邻的两个激光雷达的探测角度随时间变化，对应关系保持不变(相对关系保持不变)。当所述探测区域为矩形探测区域时；所述控制每相邻的两个激光雷达的探测角度基于所述角度对应关系同步，包括：控制每相邻的两个激光雷达的探测角度相同。由此，能够消除相邻两个激光雷达之间的干扰。

可选的，所述控制每相邻的两个激光雷达的探测角度基于所述对应关系同步，包括：控制当前激光雷达向相邻的下一个激光雷达发送探测角度信号，以使所述下一个激光雷达根据接收到的探测角度信号以及所述角度对应关系确定探测角度，以使每相邻的两个激光雷达的探测角度基于所述对应关系同步。

具体的，如图1d所示，激光雷达n-1将自身的探测角度信号31发送给激光雷达n，激光雷达n根据接收到的探测角度信号，确定激光雷达n-1的探测角度。激光雷达n根据确定的激光雷达n-1的探测角度以及创建的角度对应关系，确定自身的探测角度，以避免激光雷达n-1的干扰。其中，与激光雷达n相邻的激光雷达n+1确定探测角度时，与激光雷达n确定的过程相同，不再累述。

例如，如图1d所示，当探测区域为矩形区域时，每相邻的两个激光雷达的角度对应关系为探测角度之差为0度，当激光雷达n-1在探测角度为15度时，向激光雷达n发送探测角度信号，激光雷达n根据接收到探测角度信号确定激光雷达n-1的探测角度为15度，则激光雷达n根据角度对应关系以及激光雷达n-1的探测角度，确定自身的探测角度也为15度，能够避免激光雷达n-1的干扰。

需要说明的是，采用上述串行机制控制相邻的两个激光雷达实现同步的方式并不局限于上述的方式，还可以采用其他的方式。

通过上述的方法，使相邻的两个激光雷达的探测角度基于角度对应关系同步，消除了相邻雷达之间的干扰，而且结构简单。

可选的，所述控制每相邻的两个激光雷达的探测角度基于所述角度对应关系同步，包括：基于每相邻的两个激光雷达的探测角度之间的角度对应关系，创建各激光雷达的探测角度与同步信号之间的对应关系；通过同步信号源分别向设定的各激光雷达发送同步信号，以使各激光雷达根据接收到同步信号、以及探测角度与同步信号之间的对应关系确定各激光雷达的探测角度，以使每相邻的两个激光雷达的探测角度基于所述角度对应关系同步。

其中，当各个雷达的探测区域为矩形区域时，各激光雷达的探测角度与同步信号的对应关系相同。当各雷达的探测区域为其他形状的区域时，各激光雷达的探测角度与同步信号的对应关系可以不同。

其中，同步信号源可以同时向各激光雷达发送同步信号，也可以不同时向各激光雷达发送同步信号，可根据实际需要进行设置。

举例说明，如图1e所示，若激光雷达n-1、激光雷达n、激光雷达n+1的探测角度与同步信号的关系分别是：当接收到同步信号源41发送的同步信号时，激光雷达n-1、激光雷达n、激光雷达n+1的探测角度分别是15度、20度和25度，以避免激光雷达n-1对激光雷达n产生干扰，以及避免激光雷达n对激光雷达n+1产生干扰。通过同步信号源向各个激光雷达发送同步信号，各激光雷达根据接收到的同步信号、探测角度与同步信号之间的对应关系确定探测角度。其中，激光雷达n-1、激光雷达n和激光雷达n+1，接收到同步信号分别确定的探测角度为15度、20度和25度，避免了相邻激光雷达之间的干扰。

需要说明的是，通过同步信号源分别向设定的各激光雷达发送同步信号实现每相邻的两个激光雷达同步的方法可以是如下的方式：

基于每相邻两个激光雷达探测角度之间的角度对应关系，确定同步信号源向各激光雷达发送同步信号的时间，其中，同步信号对应各个激光雷达相同的探测角度；当确定的发送同步信号的时间到达时，通过同步信号源分别向各个激光雷达发送同步信号，以使每相邻的两个激光雷达的基于角度对应关系同步。

需要说明的是，通过同步信号源分别向设定的各激光雷达发送同步信号实现每相邻的两个激光雷达同步的方法，并不局限于上述的方法。

可选的，所述控制每相邻的两个激光雷达的探测角度基于所述对应关系同步，包括：基于每相邻的两个激光雷达的探测角度之间的角度对应关系，创建各激光雷达的本地时间与探测角度之间的对应关系；通过网络广播的方式分别向设定的多个激光雷达发送网络同步信号，以使各激光雷达基于接收到的gps信号或北斗同步信号、以及网络同步信号校正本地时间；并使各激光雷达基于校正的本地时间、以及本地时间与探测角度之间的对应关系确定探测角度，以使每相邻的两个激光雷达的探测角度基于所述角度对应关系同步。

其中，由于网络传输的网络同步信号存在不同的延迟，网络同步信号并不精确，通过网络同步信号和gps信号可以校正各个激光雷达的本地时间，或者通过网络同步信号和北斗信号也可以校正各个激光雷达的本地时间。各个激光雷达基于校正的本地时间、以及本地时间与探测角度的对应关系确定探测角度，以使每相邻的两个激光雷达的探测角度基于角度对应关系同步。

例如，如图1f所示，激光雷达n-1、激光雷达n和激光雷达n+1接收网络同步信号和北斗信号，或者接收网络同步信号或gps信号校正本地时间。其中，北斗信号或者gps信号由卫星51发射。若激光雷达n-1、激光雷达n和激光雷达n+1在每一个小时的第15分钟时，对应的探测角度分别为15度、20度和25度，能够避免相邻的两个激光雷达之间的干扰。当各激光雷达上校正的本地时间到达每个小时的第15分钟时，控制激光雷达n-1、激光雷达n和激光雷达n+1的探测角度分别是15度、20度和25度。

需要说明的是，控制两个相邻的激光雷达的基于角度对应关系同步的实现方式并不局限于上述的方式，还可以是其他的方式以实现其中一个激光雷达发射的探测光束经障碍物第一次反射形成的回波不被另一激光雷达所接收。

另外，当需要对探测区域进行三维立体探测时，可以根据上述的同步方法控制相邻的两个激光雷达的探测角度(探测方向)基于角度对应关系同步，而在另一个维度上对承载激光雷达的云台进行控制，从而避免激光雷达间干扰的问题。

本实施例提供的一种多雷达探测方法，通过创建每相邻的两个激光雷达的探测角度之间的对应关系，以使其中一个激光雷达发射的探测光束经障碍物第一次发射形成的回波在另一个激光雷达的接收范围之外，并控制每相邻的两个激光雷达的探测角度基于创建的角度对应关系同步，可以解决多雷达探测时相邻激光雷达之间的干扰问题，测量准确。

图2是本发明实施例提供的一种多雷达探测装置示意框图，所述装置用于多雷达探测方法，由如图2所示，所述装置包括创建模块210和控制模块220。

其中，创建模块210，用于在各个激光雷达中，创建每相邻的两个激光雷达的探测角度之间的角度对应关系，以使其中一个激光雷达发射的探测光束经障碍物第一次反射形成的回波在另一个激光雷达的接收范围之外；

控制模块220，用于在各激光雷达的探测过程中，控制每相邻的两个激光雷达的探测角度基于所述角度对应关系同步。

进一步的，所述控制模块220，用于控制当前激光雷达向相邻的下一个激光雷达发送探测角度信号，以使所述下一个激光雷达根据接收到的探测角度信号以及所述角度对应关系确定探测角度，以使每相邻的两个激光雷达的探测角度基于所述对应关系同步。

进一步的，所述控制模块220，用于基于每相邻的两个激光雷达的探测角度之间的角度对应关系，创建各激光雷达的探测角度与同步信号之间的对应关系；

通过同步信号源分别向设定的各激光雷达发送同步信号，以使各激光雷达根据接收到同步信号、以及探测角度与同步信号之间的对应关系确定各激光雷达的探测角度，以使每相邻的两个激光雷达的探测角度基于所述角度对应关系同步。

进一步的，所述控制模块220，用于基于每相邻的两个激光雷达的探测角度之间的角度对应关系，创建各激光雷达的本地时间与探测角度之间的对应关系；

通过网络广播的方式分别向设定的多个激光雷达发送网络同步信号，以使各激光雷达基于接收到的gps信号或北斗同步信号、以及网络同步信号校正本地时间；并使各激光雷达基于校正的本地时间、以及本地时间与探测角度之间的对应关系确定探测角度，以使每相邻的两个激光雷达的探测角度基于所述角度对应关系同步。

进一步的，当所述探测区域为矩形探测区域时；

所述控制每相邻的两个激光雷达的探测角度基于所述角度对应关系同步，包括：控制每相邻的两个激光雷达的探测角度相同。

本实施例提供的多雷达探测装置，通过创建每相邻的两个激光雷达的探测角度之间的对应关系，以使其中一个激光雷达发射的探测光束经障碍物第一次发射形成的回波在另一个激光雷达的接收范围之外，并控制每相邻的两个激光雷达的探测角度基于创建的角度对应关系同步，可以解决多雷达探测时相邻激光雷达之间的干扰问题，测量准确。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。