一种多台光测距装置协同测距方法及系统与流程

本发明涉及光测距技术领域，特别是涉及一种抗干扰的多个光测距装置协同测距方法及系统。

背景技术：

通过光的测距方法具有探测速度快，探测精度高等优点，成为目前最常用的测距方式之一。以激光雷达测距技术为例，采用激光雷达测距技术进行测距时，包括两个工作过程，第一个工作过程是光探测过程，在光探测过程中，先由激光雷达中的激光器发射探测光，该探测光遇到目标对象被反射，再由激光雷达中的光电探测器对被反射的探测光进行接收，并且，对接收到的光信号进行光电转换，得到数字信号信息；第二个工作过程是数据处理过程，由激光雷达中的处理器对光电探测器输出的电信号进行处理，从而获得激光雷达与目标对象的距离。

技术实现要素：

在很多应用场景下，存在多台光测距装置同时工作的情况。但是，多台光测距装置同时工作时，不同的光测距装置的光源发射的探测光会相互干扰，降低光测距装置测距的距离探测准确性。

本发明实施例解决的技术问题在于提供一种抗干扰的多台光测距装置协作测距方法，从而能够提高光测距装置的距离探测准确性，互不产生干扰。

为此，本申请实施例提供了一种多台光测距装置协同测距方法，包括：至少两台光测距装置；每一台光测距装置与总线连接，每一台光测距装置将工作状态发送给总线，每一台光测距装置通过总线获得其他台光测距装置的工作状态；每一台光测距装置根据自身和其他光测距装置的工作状态进行光探测过程，每一台光测距装置与其他光测距装置的光探测过程分别互相错开。

一方面，所述光测距装置的工作状态包括起始状态及终止状态；光测距装置处于起始状态时发送起始信号至总线，光测距装置处于终止状态时发送终止信号至总线；光测距装置完成光探测过程后发送终止信号至总线、或者光测距装置完成光探测过程和数据处理过程两个过程后发送终止信号至总线。

一方面，每一台光测距装置具有设定的工作优先级，当至少两台光测距装置同时处于起始状态时，工作优先级高的光测距装置优先进行光探测过程。

一方面，每一台光测距装置处于起始状态，发送起始信号至总线，每一台光测距装置通过总线收到其他台光测距装置发出的起始信号；每一台光测距装置判断各自的优先级，其中优先级最高的光测距装置开始进行光探测过程，优先级不是最高的光测距装置发送终止信号至总线。

一方面，处于某一优先级的光测距装置，在收到其上一个优先级光测距装置的终止信号后，进行光探测过程；处于某一优先级的光测距装置，在收到其上两个优先级光测距装置的终止信号后，发送起始信号至总线；其中，在光测距装置最高优先级的上一优先级循环为最低优先级。

一方面，所述光测距装置的工作状态包括抢占信号、起始信号和终止信号，当其中一台光测距装置发送抢占信号至总线后，其他台光测距装置停止光探测过程并发送终止信号至总线。

一方面，发送抢占信号的光测距装置接收其他光测距装置的工作状态，直到接收到所有其他台光测距装置都发送终止信号后，发送抢占信号的光测距装置发送起始信号，并开始光探测过程。

一方面，步骤一：每一台光测距装置各自发送起始信号至总线，每一台光测距装置各自解析总线数据；步骤二：每一台光测距装置接收总线数据，每一台光测距装置判断自身优先级；步骤三：最高优先级的光测距装置开始光探测过程，不是最高优先级的光测距装置发送终止信号；步骤四：处于第二优先级的光探测装置发送起始信号；步骤五：处于最高优先级的光测距装置完成光探测过程，发送终止信号，其他优先级的光测距装置接收由最高优先级的光测距装置发送的终止信号；步骤六：处于第二优先级的光测距装置接收到最高优先级的光测距装置发出的终止信号后，开始光探测过程；处于第三优先级的光测距装置接收到最高优先级的光测距装置发出的终止信号后，发送起始信号；步骤七：处于其他优先级的光测距装置接收第三优先级的光测距装置发送的起始信号；步骤八：处于第二优先级的光测距装置完成光探测过程，并发送终止信号；步骤九：处于第三优先级的光测距装置接收到第二优先级的光测距装置发出的终止信号后，开始光探测过程；处于比第三优先级低一个优先级的光测距装置或者循环为最高优先级的光测距装置接收到第二优先级发出的终止信号后，发送起始信号；步骤十：处于第三优先级的光测距装置完成光探测过程，并发送终止信号；步骤十一：处于比第三优先级低一个优先级的光测距装置或者循环为最高优先级的光测距装置接收到第三优先级发出的终止信号后，开始光探测过程；依次循环步骤五至步骤十一，每一台光测距装置与其他光测距装置的光探测过程分别互相错开。

一方面，系统控制模块发送抢占模式开始信号至总线；每一台光测距装置接收抢占模式命令；在所述抢占模式中，设定的优先级最高的光测距装置发送抢占信号至总线，其他台光测距装置接收到抢占信号后停止所有工作，发送终止信号至总线；所述在抢占模式中设定的优先级最高的光测距装置，在接收到所有其他台光测距装置发送的终止信号后，发送起始信号至总线，并开始光探测过程。

一方面，还包括：系统控制模块发送抢占模式结束信号至总线；每一台光测距装置接收到抢占模式结束信号后，根据常规模式下设置的优先级顺序工作。

一种多台光测距装置协同测距系统，所述系统包括：至少两台光测距装置；每一台光测距装置与总线连接，每一台光测距装置将工作状态发送给总线，每一台光测距装置通过总线获得其他台光测距装置的工作状态；每一台光测距装置根据自身和其他光测距装置的工作状态进行光探测过程，每一台光测距装置与其他光测距装置的光探测过程分别互相错开。

通过该多台光测距装置协同工作方法和系统，使得每一台光测距装置与其他台光测距装置的光探测过程相错开，互不产生干扰，使得距离探测数据更准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为测距系统中的每一个光测距装置的测距过程的时序示意图。

图2为光测距装置a、b、c同时进行测距的测距过程的时序示意图。

图3为光测距装置a、b、c抗干扰协同测距过程的时序示意图。

图4为本申请实施例中一种抗干扰的多机协同测距系统构成示意框图。

具体实施方式

为了给出提高光测距装置（lightdetectionandranging，lidar）测距的准确性的实现方案，本发明实施例提供了一种抗干扰的多机协同测距方法，以下结合说明书附图对本发明的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请一并参阅图1，图1示出了测距系统中的每一个光测距装置的测距过程的时序示意图，每个测距周期包括光探测过程i以及数据处理过程ii。光测距装置进行测距的具体实现过程为：光测距装置首先会在光探测过程i中发出经过调制信号源调制的探测光（该探测光的光源为激光光源或者led光源），并在探测光遇到目标对象被反射后，接收被反射回来的探测光，再对该探测光进行采样，得到探测数据；然后在数据处理过程ii中，对光探测过程中采样得到的探测数据进行数据处理、计算，从而获得测距装置与目标对象的距离。

但是申请人经研究发现，当测距系统中存在多个光测距装置时，对于每一个光测距装置，其光探测过程i可能受到其它光测距装置的光探测过程的干扰。以测距系统包括三个光测距装置a、b、c为例，请一并参阅图2，图2示出了三个光测距装置a、b、c进行测距时的测距过程的时序示意图。由图2可以看出，若光测距装置a、b、c同时进行测距，则光测距装置a的光探测过程ia，与光测距装置b的光探测过程ib存在重合时间段m。在该重合时间段m中，光测距装置a的光探测过程ia，会受到光测距装置b在光探测过程ib发出的探测光的干扰，即，光测距装置a的光探测过程ia中的对被反射回的探测光进行采样的过程中，夹杂了由光测距装置b所发出的干扰探测光。该干扰探测光可以是由光测距装置b直接发射向光测距装置a的，也可以是经过被目标对象反射而射向光测距装置a的。

同理，由于光测距装置a的光探测过程ia，与光测距装置c的光探测过程ic存在重合时间段n，在该重合时间段n中，光测距装置a的光探测过程ia，也会受到光测距装置c发出的探测光的干扰。也就是说，如果光测距装置a、b、c的光探测过程存在重合时间段，光测距装置a、b、c的光探测过程会存在相互干扰，即，光测距装置a的光探测过程ia，受到了光测距装置b和c的光探测过程的干扰。同理，光测距装置b的光探测过程ib，会受到光测距装置a和c的光探测过程的干扰；同样的，光测距装置c的光探测过程ic，也会受到光测距装置a和b的光探测过程的干扰。

可以理解，对于每一个光测距装置，如果在进行光探测过程期间受到其它光测距装置的探测光的干扰，则对受到干扰的探测光进行采样，所得到的探测数据不准确，进而根据该探测数据所获得的光测距装置与目标对象的距离也不准确，从而降低了光测距装置测距的准确性。

为了提高光测距装置测距的准确性，本申请实施例提供了一种抗干扰的多机协同测距方法，使得测距系统中的每一个光测距装置的光探测过程，不受到其它光测距装置的光探测过程的影响，以提高光测距装置测距的准确性。

三台光测距装置以总线模式工作，如图4所示，a、b、c三台光测距装置分别与总线相连接，通过有线连接或者无线连接，a、b、c三台光测距装置能够相互通信。a、b、c光测距装置在启动探测之前需设置光测距装置探测顺序优先级（或默认设置）。光测距装置包括三种工作状态，分别为起始状态、光探测状态、终止状态。

总线模式，包括两种类型的数据包，分别是起始信号、终止信号。其中，起始信号用于表示发送该数据包的光测距装置即将开始进行测距；终止信号用于表示发送该数据包的光测距装置已经完成测距或者放弃测距。在本申请涉及的实施例中假定：光测距装置a的测距优先级分别高于光测距装置b和光测距装置c的测距优先级，光测距装置b测距优先级高于光测距装置c测距优先级。起始信号数据包和终止信号数据包均包括带有光测距装置的特性信息以及测距优先级信息。其中的特性信息包括：光测距装置的id号、序列号等。在优选的实施例中，为了提高探测效率，其中，所述完成测距，只完成光探测过程i，不包括进行数据处理过程ii。在可选的实施例中，所述完成测距，包括完成光探测过程i以及数据处理过程ii，最终得到距离数据。

实施例1：

一种多台光测距装置协同测距方法，包括：至少两台光测距装置；每一台光测距装置与总线连接，每一台光测距装置将工作状态发送给总线，每一台光测距装置通过总线获得其他台光测距装置的工作状态；每一台光测距装置根据自身和其他光测距装置的工作状态进行光探测过程，每一台光测距装置与其他光测距装置的光探测过程分别互相错开。

处于某一优先级的光测距装置，在收到其上一个优先级光测距装置的终止信号后，进行光探测过程；处于某一优先级的光测距装置，在收到其上两个优先级光测距装置的终止信号后，发送起始信号至总线；其中，在光测距装置最高优先级的上一优先级循环为最低优先级。例如，光学测距装置b的上一个优先级光测距装置为a，光学测距装置a的上一个优先级光测距装置为c。

以下以a、b、c三台光测距装置为例，描述具体的工作方法。

步骤一：a、b、c三台光测距装置监听总线数据，并且各自分别发送起始信号。

步骤二：光测距装置a、b、c各自解析总线数据。a、b、c三台光测距装置与总线分别连接，a、b、c三台光测距装置在发出起始信号至总线之后，各自还能够获得其他另外两台光测距装置发送至总线的起始信号。光测距装置a、b、c在各自收到其他台光测距装置发出的起始信号之后，各自判断优先级最高的光测距装置。

步骤三：光测距装置a判断自身为优先级最高，开始测距，光测距装置b和光测距装置c，发送终止信号，监听总线。在该实施例中，优先级次序依次为光测距装置a、光测距装置b、光测距装置c。

步骤四：光测距装置b的优先级仅次于光测距装置a，光测距装置b通过监听总线，并解析到光测距装置a发出起始信号，光测距装置b发送起始信号，光测距装置c则继续监听总线信号。

步骤五：光测距装置a完成测距，并向总线发送终止信号。在优选的实施例中，为了提高探测效率，其中，所述完成测距，只完成光探测过程i，不包括进行数据处理过程ii。在可选的实施例中，所述完成测距，包括完成光探测过程i以及数据处理过程ii，最终得到距离数据。

步骤六：光测距装置b和光测距装置c解析由光测距装置a发送的终止信号。光测距装置b收到光测距装置a发送的终止信号后，开始测距；光测距装置c收到光测距装置a发送的终止信号后，发送起始信号至总线。

步骤七：光测距装置a和光测距装置b解析由光测距装置c发送的起始信号。

步骤八：光测距装置b完成测距，并向总线发送终止信号。

步骤九：光测距装置c收到光测距装置b发送的终止信号后，开始测距；光测距装置a收到光测距装置b发送的终止信号后，发送起始信号。

步骤十：光测距装置c完成测距，并向总线发送终止信号。

步骤十一：光测距装置a收到光测距装置c发送的终止信号后，开始测距；光测距装置b收到光测距装置c发送的终止信号后，发送起始信号。

依次循环步骤五至步骤十一，光测距装置a、b、c互不相干扰，依次工作。

在优选的实施例中，其中所述总线为can总线。

实施例2：

在一些功能中，预先设定的光测距装置a、b、c的工作优先级并不能实现相应的功能，需要对光测距装置a、b、c的工作顺序进行临时调整，或者改变光测距装置a、b、c的优先级顺序。例如，在无人驾驶汽车应用中，在车辆两侧设置有光测距装置a和b，在车尾中央设置有光测距装置c，光测距装置a和光测距装置b用于探测车辆两侧的环境信息，光测距装置c用于探测车辆正后方的环境信息。当无人驾驶汽车前行时，光测距装置a、b、c的优先级顺序依次为光测距装置a、光测距装置b、光测距装置c。当无人驾驶汽车进行倒车时，就需要优先进行光测距装置c的工作；或者只进行光测距装置c的工作，而光测距装置a和光测距装置b都不工作。

在该实施例中，总线模式，除了包括起始信号、终止信号数据包之外，还包括抢占信号，该抢占信号用于表示发送该数据包的测距装置需要打断其他的光测距装置测距，需要立刻测距。

在该实施例中，a、b、c三台光测距装置监听总线数据，并且各自分别发送起始信号。

光测距装置a、b、c各自解析总线数据。a、b、c三台光测距装置与总线分别连接，a、b、c三台光测距装置在发出起始信号至总线之后，各自还能够获得其他另外两台光测距装置发出的起始信号。光测距装置a、b、c在各自收到其他台光测距装置发出的起始信号之后，各自判断优先级最高的光测距装置，若优先级最高的光测距装置为自身，则立即开始测距，若优先级最高的光测距装置并非自身，则发送终止信号，停止所有动作，转为监听总线。

在该实施例中，优先级次序依次为光测距装置a、光测距装置b、光测距装置c。光测距装置a判断自身为优先级最高，开始测距，光测距装置b和光测距装置c，发送终止信号，监听总线。

光测距装置b的优先级仅次于光测距装置a，光测距装置b通过监听总线，并解析到光测距装置a发出起始信号，光测距装置b发送起始信号，光测距装置c则继续监听总线信号。

系统控制开启抢占模式，在抢占模式中，可以选定光测距装置a、b、c中的任意一台作为优先工作的光测距装置，在该实施例中，例举光测距装置c为优先工作的光测距装置。光测距装置c发送抢占信号至总线。

光测距装置a和光测距装置b监听总线，解析光测距装置c发送的抢占信号。

光测距装置a和b接收到光测距装置c发送的抢占信号后，光测距装置a和光测距装置b立即停止所有现有操作，并发送终止信号至总线。

光测距装置c监听总线信号，直到光测距装置c监听到所有的其他光测距装置都发送了终止信号，光测距装置发送起始信号至总线，并开始测距。

光测距装置a和光测距装置b监听总线，解析光测距装置c发出的起始信号。

系统控制结束抢占模式，发送结束抢占模式信号至总线。

光测距装置a、b、c监听总线，收到抢占模式结束信号。

根据原先设定的优先级顺序，光测距装置a发送起始信号，光测距装置b继续监听总线信号。

光测距装置c完成测距，发送终止信号。在优选的实施例中，为了提高探测效率，其中，所述完成测距，只完成光探测过程i，不包括进行数据处理过程ii。在可选的实施例中，所述完成测距，包括完成光探测过程i以及数据处理过程ii，最终得到距离数据。

光测距装置a接收到光测距装置发送的终止信号后，开始测距。

重复实施例1中的步骤五至步骤十一，光测距装置a、b、c互不相干扰，依次工作。

在该实施例中，能够打断光测距装置的执行顺序，优先保证发送抢占信息的光装置测距工作。

在其中的实施例中，通过重新设定光测距装置a、b、c的优先级，设置光测距装置c为最高优先级，优先进行光测距装置c的探测。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制

以上所述仅为本发明的可选实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。