激光雷达接收装置、系统、杂散光消除方法及存储介质与流程

本发明涉及激光雷达，尤其涉及一种激光雷达接收装置、系统、杂散光消除方法及存储介质。

背景技术：

1、激光雷达测距系统越来越多地应用于无人驾驶等应用场景。但是在激光雷达测距系统中，由于光学设计限制，镜片的透过率无法做到100％，出射光有一部分可能会被镜片直接反射到接收端，或者在光路内部经过多次反射到接收端，形成一个虚假的回波信号。对于恢复时间比较长的光电传感器，可能在此后一段时间内都无法观测到真正的回波，因此会存在一定范围的近距盲区。然而，传统激光雷达难以解决上述存在近距盲区的问题。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述背景技术中的问题，提供一种激光雷达接收装置、系统、杂散光消除方法及介质，通过设计电路，将杂散光电信号预先存储，控制偏置电压，以消除杂散光，从而减小近距离测距盲区。

2、为解决上述技术问题，本发明的第一方面提出一种激光雷达接收装置，包括：

3、光电转换单元，用于在开始测距前，接收杂散光信号并转换为杂散光电信号；以及在测距开始后，接收激光回波信号和杂散光信号并转换为混合电信号；

4、电源控制电路，与所述光电转换单元连接，用于控制向所述光电转换单元施加的偏置电压；其中，所述杂散光信号接收时刻施加的偏置电压小于所述激光回波信号接收时刻施加的偏置电压；

5、数据处理电路，与所述光电转换单元连接，用于根据所述杂散光电信号和混合电信号，得到真实的回波电信号，并基于所述真实的回波电信号计算距离。

6、在其中一个实施例中，所述的激光雷达接收装置还包括存储器，所述存储器与所述数据处理电路连接；

7、所述数据处理电路还用于将获取的所述杂散光信号发送至所述存储器中存储。

8、在其中一个实施例中，所述杂散光电信号为杂散光电流信号，所述混合电信号为混合电流信号，所述数据处理电路还被配置为：

9、将所述杂散光电流信号转换为杂散光电压信号，并进行放大处理，得到放大处理后的杂散光电压信号；

10、将所述混合电流信号转换为混合电压信号，并进行放大处理，得到放大处理后的混合电压信号；

11、对所述放大处理后的杂散光电压信号及所述放大处理后的混合电压信号进行减法处理，计算得到所述真实的回波电信号。

12、在其中一个实施例中，所述光电转换单元包括sipm阵列探测器。

13、在其中一个实施例中，所述电源控制电路包括：

14、数模转换器，其输入端与控制器连接，用于将所述控制器提供的数字控制信号转换为模拟控制信号；

15、运放单元，串联在所述数模转换器及所述光电转换单元之间，用于将所述模拟控制信号进行放大处理，以得到所述偏置电压，并提供给所述光电转换单元。

16、在其中一个实施例中，所述电源控制电路包括：驱动单元、第一开关单元、第二开关单元、第一电源及第二电源；

17、所述驱动单元的第一端与控制器连接；

18、所述第一开关单元的控制端与所述驱动单元的第二端连接，所述第一开关单元的第一端与所述第一电源连接；

19、所述第二开关单元的控制端与所述驱动单元的第三端连接，所述第二开关单元的第一端与所述第二电源连接，所述的第二开关单元的第二端与所述第一开关单元的第二端及所述光电转换单元均连接；

20、其中，所述驱动单元被配置为：根据控制器提供的驱动控制信号控制所述第一开关单元的导通状态及所述第二开关单元的导通状态，以向所述光电转换单元提供所述第一电源的工作电压或所述第二电源的工作电压。

21、本发明的第二方面提出一种激光雷达系统，包括激光雷达发射装置、控制器及如上述的激光雷达接收装置；

22、所述激光雷达发射装置用于发射激光信号；

23、所述控制器，与所述激光雷达发射装置及所述电源控制电路均连接，用于向所述激光雷达发射装置提供充电信号及放电信号；还用于向所述电源控制电路提供数字控制信号和/或驱动控制信号。

24、本发明的第三方面提出一种杂散光消除方法，包括：

25、在开始测距前，预先采集与杂散光信号对应的杂散光电信号；

26、根据预设规则，对所述光电转换单元施加偏置电压；

27、控制激光雷达发射装置发射激光信号；

28、获取所述光电转换单元输出的混合电信号；所述混合电信号包括与激光信号对应的激光回波信号及杂散光信号；

29、根据所述杂散光电信号和所述混合电信号，得到真实的回波电信号，并基于所述真实的回波电信号计算距离；

30、其中，预设规则包括：所述杂散光信号接收时刻施加的偏置电压小于所述激光回波信号接收时刻施加的偏置电压。

31、在其中一个实施例中，所述杂散光电信号为杂散光电流信号，所述混合电信号为混合电流信号；所述根据所述杂散光电信号和混合电信号，得到真实的回波电信号，并基于所述真实的回波电信号计算距离，包括：

32、将所述杂散光电流信号转换为杂散光电压信号，并进行放大处理，得到放大处理后的杂散光电压信号；

33、将所述混合电流信号转换为混合电压信号，并进行放大处理，得到放大处理后的混合电压信号；

34、对所述放大处理后的杂散光电压信号及所述放大处理后的混合电压信号进行减法处理，计算得到所述真实的回波电信号；

35、基于所述真实的回波电信号计算距离。

36、本发明的第四方面提出一种存储介质，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如上述的方法的步骤。

37、本发明提供的激光雷达接收装置中，通过设置均与光电转换单元电连接的电源控制电路及数据处理电路，在开始测距前采集杂散光信号对应的杂散光电信号，以及通过控制偏置电压，使得接收激光回波信号时施加于光电转换单元的偏置电压大于杂散光信号接收时刻施加于光电转换单元的偏置电压，增大光电转换单元的增益，以分辨杂散光电信号和混合电信号，从而根据二者信号的波形消除杂散光信号的影响，得到真实的回波电信号，减小近距离测距盲区。

38、本发明提供的杂散光消除方法中，在开始测距前，预先采集与杂散光信号对应的杂散光电信号，然后通过控制偏置电压，使得接收激光回波信号时施加于光电转换单元的偏置电压大于杂散光信号接收时刻施加于光电转换单元的偏置电压，进而增大光电转换单元的增益，以更好的分辨杂散光电信号和混合电信号，从而根据二者信号的波形消除杂散光信号的影响，得到真实的回波电信号，减小近距离测距盲区。

39、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

技术特征：

1.一种激光雷达接收装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的激光雷达接收装置，其特征在于，还包括存储器，所述存储器与所述数据处理电路连接；

3.根据权利要求1或2所述的激光雷达接收装置，其特征在于，所述杂散光电信号为杂散光电流信号，所述混合电信号为混合电流信号，所述数据处理电路还被配置为：

4.根据权利要求1或2所述的激光雷达接收装置，其特征在于，所述光电转换单元包括sipm阵列探测器。

5.根据权利要求1或2所述的激光雷达接收装置，其特征在于，所述电源控制电路包括：

6.根据权利要求1或2所述的激光雷达接收装置，其特征在于，所述电源控制电路包括：驱动单元、第一开关单元、第二开关单元、第一电源及第二电源；

7.一种激光雷达系统，其特征在于，包括激光雷达发射装置、控制器及如权利要求1-6任一项所述的激光雷达接收装置；

8.一种杂散光消除方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的杂散光消除方法，其特征在于，所述杂散光电信号为杂散光电流信号，所述混合电信号为混合电流信号；所述根据所述杂散光电信号和所述混合电信号，得到真实的回波电信号，并基于所述真实的回波电信号计算距离，包括：

10.一种存储介质，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如权利要求8至9任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种激光雷达接收装置、系统、杂散光消除方法及介质，激光雷达接收装置包括：光电转换单元，用于在开始测距前，接收杂散光信号并转换为杂散光电信号；以及在测距开始后，接收激光回波信号并转换为混合电信号；电源控制电路，与光电转换单元连接，用于控制向光电转换单元施加的偏置电压；其中，杂散光信号接收时刻施加的偏置电压小于激光回波信号接收时刻施加的偏置电压；数据处理电路，与光电转换单元连接，用于根据杂散光电信号和混合电信号，得到真实的回波电信号，并基于真实的回波电信号计算距离。通过本发明的激光雷达接收装置，控制偏置电压，以消除杂散光，得到真实的回波电信号，减小近距离测距盲区。

技术研发人员：韩旭,赵文
受保护的技术使用者：武汉万集光电技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13