[发明专利]基于边沿检测的激光雷达计时方法及数据处理单元

说明书

本发明提供基于边沿检测的激光雷达计时方法及数据处理单元，方法包括：接收高速ADC发送的对从信号调理电路处理的回波信号进行模数转换得到的数字信号并滤除噪声得到信号S2；对S2进行差分处理得到表征信号变化速度的差分信号S3；对信号S2和差分信号S3进行检测，获取上升沿点集U；对信号S2和差分信号S3进行检测，获取下降沿点集D；在U上进行直线拟合得直线L1，在D上进行直线拟合得直线L2；计算L1和L2的交点及该交点的AD值A1；将A1乘以预设系数得A2；在S2上寻找AD值等于A2的点并获取该点对应时间作为回波信号接收时间点。本发明具有高精度、快速、适应高动态范围、稳定性高、应用难度小等优点。

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种基于边沿检测的激光雷达计时方法及数据处理单元。

背景技术

激光雷达是一种通过激光扫描器产生激光束扫描被测目标，用光电探测器接收反射光束，并通过测量激光飞行时间计算目标距离的测量仪器。激光雷达在军事领域、大地测量等领域已取得广泛应用。在交通领域，激光雷达已成为无人驾驶技术中用于距离探测的重要手段之一；激光雷达在交通流量调查、车型检测等应用方面也取得长足进步。随着激光雷达应用领域越来越广泛，对激光雷达的测距精度、多维测距能力、测距速度以及测距稳定性提出更高的要求。与此同时，数字化信号处理技术在激光雷达领域越来越受到重视，特别是基于高速模拟数字转换器(Analog-to-digital converter，简称ADC)的多线激光雷达已成为研究和应用重点。

激光雷达计时方法是基于高速ADC的多线激光雷达设计中的关键技术。基于高速ADC的激光雷达特点是通道多、采集数据量大，这就要求必须使用一种简单、快速的数据处理方法，同时保证其计时精度。然而，这部分技术内容公开讨论较少。

鉴于此，如何提供一种高精度、快速的激光雷达计时方法成为目前需要解决的技术问题。

发明内容

为解决上述的技术问题，本发明提供一种基于边沿检测的激光雷达计时方法及数据处理单元，能够提供一种高精度、快速的激光雷达计时方法，具有适应高动态范围、稳定性高、应用难度小等优点。

第一方面，本发明提供一种基于边沿检测的激光雷达计时方法，包括：

接收高速ADC发送的数字信号，所述数字信号是所述高速ADC采集由信号调理电路处理的回波信号后进行模数转换而得到的；

对所述数字信号进行预处理，滤出所述数字信号中的干扰噪声；

对预处理后的数字信号进行差分处理，得到表征信号变化速度的差分信号；

对所述预处理后的数字信号和所述差分信号进行检测，获取上升沿点集；

对所述预处理后的数字信号和所述差分信号进行检测，获取下降沿点集；

在所述上升沿点集上进行直线拟合得到直线L1，在所述下降沿点集上进行直线拟合得到直线L2；

计算直线L1和L2的交点并求得所述交点的AD值A1，其中所述交点对应的时间点为回波信号强度最大点时刻；

将所述A1乘以预设系数，得到数字量A2；

在所述预处理后的数字信号上寻找AD值等于A2的点，并获取该点对应的时间作为回波信号接收时间点。

可选地，所述对所述数字信号进行预处理，滤出所述数字信号中的干扰噪声，包括：

对所述数字信号进行中值滤波，滤出所述数字信号中的干扰噪声。

可选地，所述对预处理后的数字信号进行差分处理，包括：

将预处理后的数字信号上的后一个点减去其相邻前一个点。