一种比较器阈值调节方法、系统、激光雷达、装置及介质与流程

本发明涉及激光雷达领域，特别是涉及一种比较器阈值调节方法、系统、激光雷达、装置及介质。

背景技术：

1、近年来，随着无人化设备的快速普及和应用，激光雷达越来越被更多的人所关注，激光雷达凭借自身高速发射的激光光束来进行距离检测和点云成像，具有精度高、穿透力强、作用距离远、实时性高等特点。目前在无人驾驶、机器人导航、道路监控、和地形测绘等多个领域具有很高的发展前景，市场需求与日俱增。

2、现在激光雷达主要的技术路线由震动体或者转镜来代替整体旋转的方案，因此主要成本矛盾点转变为定时所需要的高速模拟数字转换器(analog digital converter，adc)一般为1ghz。为了减少成本，大部分厂家使用比较器加时间数字转换器(time todigital converter，tdc)的方案来替代adc方案。当前的技术痛点如下：对于雪崩效应的光电器件(硅光电倍增管(silicon photomultiplier，sipm)，单光子雪崩二极管(singlephoton avalanche diode，spad)等)，其表现为环境光的量子不确定度，因此环境光的大小直接影响到比较器比较阈值的取值大小，有些厂家通过增加环境光传感器来实现环境的采集，但是实际影响到比较器阈值的大小是由物体反射率决定的，仅采集环境光能量无法很好地得到比较器阈值。

3、为了解决目标反射率的影响大部分方案使用一段时间内的线性的光电器件的输出，通过对不确定度进行计算来获取目标的反射环境光再动态调节阈值。对于线性的光电器件，其表现为环境光的直流分量加环境光噪声的不确定度，因此需要多次采集将噪声采集出来，然后对噪声与环境光进行拟合确定出目标反射的环境光。由于是需要多次采集，故而需要adc进行高速采样，如，可能需要一个百兆的adc进行采集，最终导致成本与功耗都很大。

4、由此可见，如何实现低成本、低功耗地获取目标反射的环境光，从而确定比较器的阈值是本领域人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种比较器阈值调节方法、系统、激光雷达、装置及介质，用于实现低成本、低功耗地获取目标反射的环境光，从而确定比较器的阈值。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种比较器阈值调节方法，包括：

3、在具有雪崩效应的光电器件工作在非雪崩区域的情况下，接收由目标反射的环境光信号；

4、根据所述环境光信号确定所述比较器的目标阈值；

5、获取所述比较器的当前阈值；

6、在所述当前阈值与所述目标阈值不相同的情况下，将所述比较器的阈值由所述当前阈值调节至所述目标阈值。

7、优选地，在所述接收由目标反射的环境光信号之前，还包括：

8、控制所述光电器件的偏压从预设值开始增加，直至所述光电器件工作在所述非雪崩区域的情况下，进入所述接收由所述目标反射的所述环境光信号的步骤。

9、优选地，在所述将所述比较器的阈值由所述当前阈值调节至所述目标阈值之后，还包括：

10、获取所述光电器件的当前偏压；

11、在所述当前偏压小于所述光电器件的雪崩电压的情况下，控制激光发射。

12、优选地，在所述将所述比较器的阈值由所述当前阈值调节至所述目标阈值之后，还包括：

13、获取所述光电器件的当前偏压；

14、将所述当前偏压降低至所述预设值，并控制所述光电器件的所述偏压由所述预设值开始增加；

15、在所述光电器件的所述偏压增加的过程中，控制激光发射。

16、为了解决上述技术问题，本发明还提供一种比较器阈值调节系统，包括：控制器、比较器、比较器阈值调节模块，还包括：具有雪崩效应的光电器件、可调供电模块、环境光采集模块；

17、所述可调供电模块与所述光电器件连接；

18、所述控制器与所述可调供电模块连接，用于调节所述可调供电模块为所述光电器件提供的偏压，以便于所述光电器件在所述偏压的作用下工作在非雪崩区域的情况下，接收由目标反射的环境光信号，并将所述环境光信号转换为环境光模拟电信号；

19、所述环境光采集模块与所述光电器件连接，用于将所述环境光模拟电信号转换为环境光数字信号；

20、所述控制器分别与所述环境光采集模块、所述比较器阈值调节模块、比较器连接，用于获取所述比较器的当前阈值以及接收由所述环境光采集模块输出的环境光数字信号；根据所述环境光数字信号确定所述比较器的目标阈值；在所述当前阈值与所述目标阈值不相同的情况下，通过所述比较器阈值调节模块将所述比较器的阈值由所述当前阈值调节至所述目标阈值。

21、优选地，所述可调供电模块为电压转换器件，其中，所述电压转换器件至少包括数模转换器、电位器、运算放大器之一；

22、所述环境光采集模块为模数转换器；

23、所述比较器阈值调节模块为数模转换器或电位器。

24、为了解决上述技术问题，本发明还提供一种激光雷达，包括上述的比较器阈值调节系统。

25、为了解决上述技术问题，本发明还提供一种比较器阈值调节装置，包括：

26、接收模块，用于在具有雪崩效应的光电器件工作在非雪崩区域的情况下，接收由目标反射的环境光信号；

27、确定模块，用于根据所述环境光信号确定所述比较器的目标阈值；

28、获取模块，用于获取所述比较器的当前阈值；

29、调节模块，用于在所述当前阈值与所述目标阈值不相同的情况下，将所述比较器的阈值由所述当前阈值调节至所述目标阈值。

30、为了解决上述技术问题，本发明还提供一种比较器阈值调节装置，包括：

31、存储器，用于存储计算机程序；

32、处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述的比较器阈值调节方法的步骤。

33、为了解决上述技术问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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的比较器阈值调节方法的步骤。

34、本发明所提供的一种比较器阈值调节方法，包括：在具有雪崩效应的光电器件工作在非雪崩区域的情况下，接收由目标反射的环境光信号；根据环境光信号确定比较器的目标阈值；获取比较器的当前阈值；在当前阈值与目标阈值不相同的情况下，将比较器的阈值由当前阈值调节至目标阈值。相比于之前的采集一段时间内线性的光电器件的输出，通过多次采集将噪声采集出来，然后对噪声与环境光进行拟合确定出目标反射的环境光，进而确定出比较器阈值的方式，本发明提供的确定比较器阈值的方法中，在具有雪崩效应的光电器件工作在非雪崩区域的情况下接收由目标反射的环境光，由于具有雪崩效应的光电器件工作在非雪崩区域下采集到的仅仅是由目标反射的环境光，不受噪声的影响，故而不需要多次采集来消除噪声的影响，从而降低采样频率，大大降低成本以及降低功耗；此外，在采集目标反射的环境光时不受噪声的影响，使得采集到的由目标反射的环境光较准确，进而能够根据由目标反射的环境光较准确地确定出比较器所要调节到的目标阈值。

35、此外，本发明还提供一种比较器阈值调节系统、激光雷达、比较器阈值调节装置以及计算机可读存储介质，与上述提到的比较器阈值调节方法具有相同或相对应的技术特征，效果同上。