[发明专利]回波信号处理方法、装置、系统及存储介质

说明书

一种回波信号处理方法、装置、系统及存储介质。该方法包括：在当前数据帧上确定雷达的接收视场内的第一像素和第一像素对应的回波信号上的N个采样点集合(S201)；分别根据N个采样点集合中的每个第一采样点集合估算雷达与目标物体的预估距离，分别根据每个预估距离确定与M个数据帧一一对应的M个累加接收视场(S202)；分别根据每个第一采样点集合在M个累加接收视场中的Q个邻居像素对应的回波信号上确定第二采样点集合，分别对每个第一采样点集合和对应的第二采样点集合进行叠加，以得到第一像素对应的叠加处理后的回波信号(S203)；根据叠加处理后的回波信号计算雷达与目标物体之间的实际距离(S204)。该方法通过实现帧间信号复用，提升回波信号信噪比，从而提高测距精度。

技术领域

本申请涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种回波信号处理方法、装置、系统及存储介质。

背景技术

激光雷达(Light detection and ranging，LiDAR)是采用从紫外波段到远红外波段电磁波，通过探测目标物体的散射光特性，以获取目标物体的相关信息的光学遥感技术。其中，具有高测量精度、精细的时间和空间分辨率，能完成测距、目标探测、跟踪和成像识别等功能，在智能交通、自动驾驶、大气环境监测、地理测绘、无人机等领域具有广阔的应用前景。

测距是雷达的基本功能。图1为现有技术提供的一种雷达的示意图，如图1所示，该雷达10包括：信号处理单元11、激光驱动电路12、激光器13、扫描器件14、发端光学元件15、收端光学元件16、探测器17和模拟前端18，该模拟前端18可以包括：跨阻放大器(Transimpedance amplifier，TIA)以及模拟数字转换器(Analog digital converter，ADC)，其中雷达的测距原理是：信号处理单元11发射一脉冲信号给激光驱动电路12，激光驱动电路12将该脉冲信号调制到激光器13上，激光器13发射出带有脉冲的光信号，扫描器件14和发端光学元件15对该光信号进行扫描和整型；收端光学元件16对从目标物反射的光进行聚焦整型处理，探测器17接收经过收端光学元件16处理后的光信号，并将该光信号转化成电流信号，将该电流信号发送给模拟前端18中的TIA，TIA可将该电流信号放大变成电压信号，该电压信号为模拟信号；模拟前端18中的ADC可将该电压信号转换为数字信号，其中，ADC在一个采样周期内的数字信号可以被称为回波信号。最后信号处理单元11根据该数字信号测量雷达与目标物体之间的距离。

在远距离或反射率较低情况下，光信号能量严重衰减，信号会淹没在背景光噪声、散粒噪声、热噪声等噪声中，信噪比低，降低了雷达测距的准确性。因此，如何提升回波信号的信噪比以提高雷达的测距精度是本申请亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请提供一种回波信号处理方法、装置、系统及存储介质。以提升回波信号信噪比，从而提高雷达的测距精度。

第一方面，本申请提供一种回波信号处理方法，包括：在当前数据帧上确定雷达的接收视场内的第一像素和第一像素对应的回波信号上的N个采样点集合，N为大于或等于1的整数，第一像素为接收视场内的任一像素。分别根据N个采样点集合中的每个第一采样点集合估算雷达与目标物体的预估距离，并分别根据每个预估距离确定与M个数据帧一一对应的M个累加接收视场，M个累加接收视场中的每个累加接收视场包括第一像素的至少一个邻居像素，M个数据帧为雷达在接收当前数据帧之前接收到的M个数据帧，M为大于或等于1的整数，第一采样点集合为N个采样点集合中的任一采样点集合。分别根据每个第一采样点集合在M个累加接收视场中的Q个邻居像素对应的回波信号上确定第二采样点集合，并分别对每个第一采样点集合和对应的第二采样点集合进行叠加，以得到第一像素对应的叠加处理后的回波信号，Q为大于或等于1的整数。根据第一像素对应的叠加处理后的回波信号计算雷达与目标物体之间的实际距离。

本申请考虑到物体空间相关性，即雷达中的探测器会在同一角度、相邻角度以及相邻多个数据帧的像素接收到脉冲位置接近相同、幅度接近相等的回波信号。因此，在回波信号的信噪比较低的情况下，通过实现帧间信号复用，提升回波信号信噪比，从而提高测距精度。