[发明专利]一种基于SPAD激光雷达的测试识别方法

说明书

本发明提供了一种基于SPAD激光雷达的测试识别方法，包括：步骤一，在没有环境光且激光雷达未发射主动光源时，读取SPAD探测器的每个像素在一个测量周期内的输出累加值并记录为(X,Y,A)；步骤二，激光雷达发射/不发射激光光源，激光雷达接收环境光，读取SPAD探测器的每个像素在一个测量周期内的输出累加值并记录为(X,Y,B)，生成灰度图；步骤三，激光雷达发射主动光源，SPAD探测器接收回波光源，对SPAD探测器的每个像素在一个测量周期内的输出值进行直方图统计，并生成距离图；步骤四，激光雷达根据灰度图和距离图，进一步对所测物体进行识别和判断；步骤五，对步骤二中一个测量周期内的SPAD探测器的每个像素的处理值(X,Y,B‑A)进行判断，若是，认定该像素区域内测到同一目标。

技术领域

本发明涉及激光测距领域，更具体的说是，涉及一种基于SPAD激光雷达的测试识别方法。

背景技术

激光雷达技术通过主动发射激光束，照射到被测物体后，形成漫反射回波，由接收系统接收回波；通过测量激光发射时刻和回波接收时刻的时间差，可以获得激光雷达与被测物体的距离信息。由于激光具有重复频率高、激光光斑小、能量集中、指向性好等优点。使得激光雷达可以实现对被测物体的远距离、高精度测量。激光雷达的三维环境测量和感知具有重要的民用和军事应用价值。在先进驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶系统中，对车辆周边环境进行空间距离测量和三维环境重建，是实现高精度自动驾驶控制的重要前提条件。

目前激光雷达系统一般包括激光发射系统、光路操控系统、回波接收系统以及芯片处理系统组成，激光雷达技术通过主动发射激光束，经光路操作系统后照射到被测物体后，形成漫反射回波，由接收系统接收回波光源，接收系统主要为各种光电探测器，如：CCD光传感器、CMOS传感器、PD光电二极管、APD雪崩二极管、SPAD等。基于SPAD(Single PhotonAvalanche Diode，单光子雪崩二极管)阵列探测器的激光雷达因灵敏度高、极限量程大等优点，展现出很高的优势和广阔的前景。

SPAD阵列中的每个像素单元在外置高电压差下，处于雪崩状态(在一些特殊场景下其放大倍数非最大状态，也可以为线性放大状态的盖革模式)，这种状态下像素单元随机地被背景光、暗电流或者信号光激发，输出值为“1”，如果没有被激发，则不输出任何值或输出值为“0”。SPAD芯片与TDC模块(时间-距离转换器、Time Distance Convertor)连接，激光雷达在一个测量周期内，向目标区域发射N个激光脉冲，每发射一个激光脉冲，激光雷达内部时钟开始计时，TDC模块记录SPAD芯片的输出时间，并在N次激光脉冲发完后并进行直方图统计，选取直方图最高的值所对应的时间，其表示所述光源何时发射所述光以及所述光电检测器何时检测到所述图像光的时序信号差及时间差,通过：

S＝光速×时间差/2

直接计算成所测物体的距离，可以省去其他感光元件光信号-模拟信号-数字信号的信号变化流程，因此具有更高的效率。

但相较于传统激光雷达，SPAD型激光雷达更容易受到噪声的影响，除检测物体产生的有效输出之外，还有环境光噪声、暗电流噪声等因素导致的SPAD输出误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于SPAD激光雷达的测试识别方法。

本发明要解决的是现有的基于SPAD探测器的激光雷达存在的问题。

与现有技术相比，本发明技术方案及其有益效果如下：

一种基于SPAD激光雷达的测试识别方法，包括：

步骤一，在没有环境光且激光雷达未发射主动光源时，读取SPAD探测器的每个像素在一个测量周期内的输出累加值并记录为(X,Y,A)；