激光雷达分段直方图距离探测方法及其应用与流程

本申请涉及光学，特别是一种涉及激光雷达分段直方图距离探测方法及其应用。

背景技术：

1、lds激光雷达模组在发出激光的同时，tdc（时间数字转换器）开始滚动计时，当芯片上的spad接收到被物体反射回的激光并产生脉冲，tdc在此时停止计时，此时计算发光到收光的时间差，再乘以光速，即可得出目标物体的距离。

2、在一个发光周期内，tdc持续滚动，直到收到光时停止。设定激光器的发光频率为1.667mhz，输出距离信息的帧率为2khz，则一个测距周期包括有大约833次发光周期。系统需要将这833次发光周期所得的时间差结果做直方图统计，输出统计结果，后续数据处理遍历全量程统计值，找到出现次数最多的时间差作为本次测距周期的距离结果。如此的缺陷在于：

3、1、全量程数据量大，传输和数据处理需要占用大量的资源；

4、2、tdc需要全程循环扫描计数，而目标只出现在某个时刻，tdc能量有浪费；

5、3、目前直方图统计计数器设计只有8位（1byte），即最高计数到255，若直方图统计计数出现饱和（计数器计到255停止），会影响最后距离结果的判断，若增加计数器上限，提高为2byte，占用存储空间会在原来基础上增大一倍。

6、因此，亟待激光雷达分段直方图距离探测方法及其应用，以减少数据传输和数据处理占用的资源，降低系统工作功耗及避免计数饱和带来的误判影响。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了激光雷达分段直方图距离探测方法及其应用，针对目前技术存在的数据量大占用资源、tdc能量有浪费等问题。

2、本发明核心技术主要是将全量程分为2n段，从近到远进行分段扫描，若在某一段内收到了反射光信号，则该测距周期内剩余距离段激光器停止发光且tdc停止工作，输出该段得到的距离直方图信息。

3、第一方面，本申请提供了激光雷达分段直方图距离探测方法，所述方法包括以下步骤：

4、s00、在一次测距周期内，将全量程分为2的n次方段，进行分段扫描；

5、s10、发射激光并开始tdc计时，记录一个发光周期tdc被触发停止的时间戳，若无触发，则不记录数据；

6、s20、重复s10步骤，直至完成当前段的扫描并将数据结果做统计直方图；

7、s30、判断当前段内是否有反射光；

8、s40、若当前段的统计直方图中某一时间计数的统计值达设定阈值以上，则当前段有接收到有效反射光并输出当前段的统计直方图结果，激光器和tdc停止工作；

9、若当前段的统计直方图中某一时间计数的统计值未达设定阈值以上，则当前段未接收到有效反射光，则继续下一段扫描直至有接收到有效反射光信号或所有段扫描结束。

10、进一步地，s00步骤中，n为正整数。

11、进一步地，s00步骤中，将全量程分为八段，对应可用一个字节控制。

12、进一步地，s00步骤中，从近到远进行分段扫描。

13、进一步地，设定阈值至少为10。

14、第二方面，本申请提供了激光雷达分段直方图距离探测方法装置，包括：

15、分段模块，用于在一次测距周期内，将全量程分为2的n次方段，进行分段扫描；

16、扫描模块，发射激光并开始tdc计时，记录一个发光周期tdc被触发停止的时间戳，若无触发，则不记录数据；重复扫描，直至完成当前段的扫描并将数据结果做统计直方图；

17、输出模块，用于判断当前段内是否有反射光；若当前段的统计直方图中某一时间计数的统计值达设定阈值以上，则当前段有接收到有效反射光并输出当前段的统计直方图结果，激光器和tdc停止工作；若当前段的统计直方图中某一时间计数的统计值未达设定阈值以上，则当前段未接收到有效反射光，则继续下一段扫描直至有接收到有效反射光信号或所有段扫描结束。

18、第三方面，本申请提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述的激光雷达分段直方图距离探测方法。

19、第四方面，本申请提供了一种可读存储介质，可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，过程包括根据上述的激光雷达分段直方图距离探测方法。

20、本发明的主要贡献和创新点如下：1、与现有技术相比，本申请同样的激光器条件下，设定激光器的发光频率为1.667mhz，输出距离信息的帧率为2khz，则一个测距周期包括有大约833次发光周期，将其分成8段，每段有大约104次发光，如此传输和处理的数据仅为原来的1/8，显著降低了资源的占用；

21、2、与现有技术相比，本申请在当前一段扫描检测出目标物体时，后续测距周期的其他段不扫描，暂停激光器和tdc，直到下个测距周期，可显著降低功耗；

22、3、与现有技术相比，本申请在一段扫描周期仅统计104次发光结果，不会造成统计直方图计数器饱和，提升数据准确率。因为“直方图统计计数器设计只有8位（1byte），即计数范围0到255”，即全量程每个时间点都可以计数到255，104次收光只有104个事件，同一时间点的计数就不可能超过255。

23、本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

技术特征：

1.激光雷达分段直方图距离探测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的激光雷达分段直方图距离探测方法，其特征在于，s00步骤中，将全量程分为八段，对应可用一个字节控制。

3.如权利要求1所述的激光雷达分段直方图距离探测方法，其特征在于，s00步骤中，从近到远进行分段扫描。

4.如权利要求1-3任意一项所述的激光雷达分段直方图距离探测方法，其特征在于，所述设定阈值至少为10。

5.激光雷达分段直方图距离探测方法装置，其特征在于，包括：

6.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行权利要求1至4任一项所述的激光雷达分段直方图距离探测方法。

7.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，所述过程包括根据权利要求1至4任一项所述的激光雷达分段直方图距离探测方法。

技术总结
本申请提出了激光雷达分段直方图距离探测方法及其应用，包括以下步骤：在一次测距周期内，将全量程分为2的n次方段，进行分段扫描，若在某一段内收到了反射光信号，则该测距周期内剩余距离段激光器停止发光且TDC停止工作，输出该段得到的距离直方图信息。本申请可显著减少数据传输和处理占用的资源，降低系统工作功耗，避免计数饱和带来的误判影响。

技术研发人员：许鹤松,何梦凡,沈炜,沈昕嘉,沈锴
受保护的技术使用者：杭州宇称电子技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11