[发明专利]用于激光雷达的信号处理方法、探测方法以及激光雷达

说明书

本发明提供一种用于激光雷达的信号处理方法，包括：S11：获取探测激光脉冲自物体反射的回波脉冲；S12：基于第一阈值获取所述回波脉冲的第一阈值脉宽，基于第二阈值获取所述回波脉冲的第二阈值脉宽，其中第一阈值低于第二阈值；S13：计算所述第一阈值脉宽与第二阈值脉宽的差值；和S14：根据所述差值与参考脉宽差值，获取所述回波脉冲的坡度。本发明在输出点云基本信息(如距离、反射率)的基础上，额外输出每个脉冲的坡度，作为探测物体特征的补充信息，综合距离、反射率、脉冲坡度特征，来做物体的检测、识别和分类，可以实现更高的识别和感知的准确率。

技术领域

本公开涉及光电探测技术领域，尤其涉及一种用于激光雷达的信号处理方法、一种激光雷达的探测方法以及一种激光雷达。

背景技术

激光雷达通过主动发射激光脉冲、然后接收目标物返回的激光脉冲来探测距离。同时，根据激光雷达返回的脉冲强度和发射强度的比值，以及距离修正，可以测量得出目标物的反射率。目前，主流的车载激光雷达输出的点云都是仅包含距离和反射率信息。回波脉冲坡度的变化(展宽情况)通常与某些特定的反射情况或目标物相关联，因此获取回波脉冲坡度的变化对于反射情况或目标物的判断至关重要。如何提高目标物的识别和感知的准确率，为定位、导航、避障等提供有力的保障，是目前激光雷达领域研究的方向之一。

图1是激光雷达探测激光脉冲斜入射目标物的情况。如图1所示，探测激光脉冲倾斜投射在目标物上形成光斑，对于同一个探测激光脉冲，在目标斜面的不同位置反射的回波的时刻不一样，导致合成后的回波脉冲坡度变小。

图2示出了激光雷达探测激光脉冲投射到弥散的颗粒物上的情况。如图2所示，常见于扬尘、雨雾、树冠等，探测激光脉冲一部分透射一部分被颗粒物反射，不同的位置处的颗粒物反射回波的时刻不相同，叠加出来的回波脉冲的坡度变小。

当激光雷达的探测器接收到的激光脉冲不饱和(强度较弱)时，可以通过建立正入射时回波脉冲强度-脉宽关系的曲线来获得参考脉宽，其中正入射是指激光雷达发出的激光脉冲垂直于目标物入射，正入射时回波脉冲的脉宽即为参考脉宽。如图3所示，横坐标为参考脉宽W_n，纵坐标为脉冲峰值强度peak_n，根据该曲线获得实际脉冲峰值强度对应的正入射时的参考脉宽，进而通过参考脉宽与实际脉宽的对比得知实际脉冲的展宽情况。

但在一些情况下，如激光脉冲投射到高反射目标物上，激光雷达的探测器接收到的脉冲可能是饱和的，如图4所示，它的峰值信息是无法反映接收信号的真实峰值强度的，因此也无法依据图3中的回波脉冲强度-脉宽关系的曲线来获得参考脉宽，进而无法将参考脉宽(或称标准脉宽)与实际脉宽进行对比，无法进行进一步的判断。

背景技术部分的内容仅仅是公开发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

有鉴于现有技术的一个或多个缺陷，本发明设计一种用于激光雷达的信号处理方法，包括：

S11：获取探测激光脉冲自物体反射的回波脉冲；

S12：基于第一阈值获取所述回波脉冲的第一阈值脉宽，基于第二阈值获取所述回波脉冲的第二阈值脉宽，其中第一阈值低于第二阈值；

S13：计算所述第一阈值脉宽与第二阈值脉宽的差值；和

S14：根据所述差值与参考脉宽差值，获取所述回波脉冲的坡度。

根据本发明的一个方面，其中所述探测激光脉冲正入射物体时的回波脉冲为参考回波脉冲，所述参考回波脉冲在所述第一阈值的第一阈值参考脉宽与其在所述第二阈值的第二阈值参考脉宽的差值为所述参考脉宽差值。

根据本发明的一个方面，其中所述步骤S14包括：将所述参考脉宽差值和所述第一阈值脉宽与第二阈值脉宽的差值的比值作为所述回波脉冲的坡度。

根据本发明的一个方面，还包括：