雷达工作状态的监控方法、装置与车辆与流程

本申请涉及自动驾驶领域，具体而言，涉及一种雷达工作状态的监控方法、装置、车辆、计算机可读存储介质与处理器。

背景技术：

目前在自动驾驶或者辅助驾驶车辆上广泛使用的机械式雷达，在长期运行或者恶劣路况的情况下，可能会出现机械部件磨损导致运转不稳定的情况，如果能够及时地分析出机械部件出现的磨损，有助于提早预判机械式雷达的使用寿命。常规的雷达状态的在线监控方法不可避免的引入了更多的线缆和机械部件传感器，导致系统的复杂程度增加，传感器的可靠性受到影响。

技术实现要素：

本申请的主要目的在于提供一种雷达工作状态的监控方法、装置、车辆、计算机可读存储介质与处理器，以解决现有技术中雷达工作状态的在线监控方法较复杂的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种雷达工作状态的监控方法，包括：所述雷达上安装有旋转电机，获取流过所述旋转电机的供电端的电流信号；根据所述电流信号监控所述雷达的工作状态。

可选地，根据所述电流信号监控所述雷达的工作状态，包括：获取所述电流信号在频域的功率分布；根据所述功率分布确定所述雷达的工作状态。

可选地，根据所述功率分布确定所述雷达的工作状态，包括：根据所述功率分布确定所述旋转电机的工作状态；根据所述旋转电机的工作状态，确定所述雷达的工作状态。

可选地，根据所述功率分布确定所述旋转电机的工作状态，包括：获取所述功率分布中的基频的波动情况；根据所述基频的波动情况，确定所述旋转电机的旋转角速度是否保持恒定。

可选地，根据所述基频的波动情况，确定所述旋转电机的旋转角速度是否保持恒定，包括：在所述基频的波动幅值大于预定值的情况下，确定所述旋转电机的旋转角速度不恒定；在所述波动幅值小于或者等于所述预定值的情况下，确定所述旋转角速度恒定。

可选地，根据所述功率分布确定所述雷达的工作状态，包括：获取所述功率分布中的高次谐波信号；根据所述高次谐波信号确定所述雷达的机械部件的稳定性。

可选地，获取所述电流信号在频域的功率分布，包括：将所述电流信号转换为电压信号；将所述电压信号转换为数字信号；获取所述数字信号在频域的功率分布。

可选地，在将所述电流信号转换为电压信号之后，且在将所述电压信号转换为数字信号之前，所述方法还包括：对所述电压信号进行放大处理；对放大后的电压信号进行滤波处理。

可选地，采用电流霍尔传感器获取流过所述旋转电机的供电端的所述电流信号。

可选地，所述雷达安装在自动驾驶车辆上或者辅助驾驶车辆上。

根据本申请的另一个方面，提供了一种雷达工作状态的监控装置，包括：所述雷达上安装有旋转电机，获取单元，用于获取流过所述旋转电机的供电端的电流信号；监控单元，用于根据所述电流信号监控所述雷达的工作状态。

可选地，所述监控单元包括：获取模块，用于获取所述电流信号在频域的功率分布；确定模块，用于根据所述功率分布确定所述雷达的工作状态。

根据本申请的又一个方面，提供了一种车辆，包括：监控装置和雷达。

根据本申请的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述的雷达工作状态的监控方法。

根据本申请的再一个方面，提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行任意一种所述的雷达工作状态的监控方法。

应用本申请的技术方案，通过获取流过旋转电机的供电端的电流信号，根据电流信号监控雷达的工作状态。本方案仅仅根据流过旋转电机的供电端的电流信号就实现了对雷达的工作状态的监控，简化了雷达工作状态的监控方法。仅仅采集电流信号无需引入过多的线缆和机械部件传感器，不会增加整个雷达系统的复杂度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本申请的实施例的雷达工作状态的监控方法流程图；

图2示出了根据本申请的实施例的雷达工作状态的监控装置示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中的雷达工作状态的在线监控方法较复杂，为解决雷达工作状态的在线监控方法较复杂的问题，本申请的实施例提供了一种雷达工作状态的监控方法、装置、车辆、计算机可读存储介质与处理器。

根据本申请的实施例，提供了一种雷达工作状态的监控方法。

图1是根据本申请实施例的雷达工作状态的监控方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤s101，获取流过上述旋转电机的供电端的电流信号；

步骤s102，根据上述电流信号监控上述雷达的工作状态。

具体地，可以在旋转电机的供电端，监控电源路径上流过的电流信号。其中，电源路径是指雷达提供电源的导线或者pcb上的铜箔。

具体地，上述雷达可以为机械雷达，例如32线机械式激光雷达。

上述方案中，通过获取流过旋转电机的供电端的电流信号，根据电流信号监控雷达的工作状态。本方案仅仅根据流过旋转电机的供电端的电流信号就实现了对雷达的工作状态的监控，简化了雷达工作状态的监控方法。仅仅采集电流信号无需引入过多的线缆和机械部件传感器，不会增加整个雷达系统的复杂度。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本申请的一种实施例中，根据上述电流信号监控上述雷达的工作状态，包括：获取上述电流信号在频域的功率分布；根据上述功率分布确定上述雷达的工作状态。具体地，电流信号为电流波形信号，获取电流波形信号在频域的功率分布，根据电流波形信号在频域的功率分布可以确定雷达的工作状态，即功率的分布体现了雷达工作的稳定性等信息。其中，电流波形信号在频域的功率分布是指机械式激光lidar通常使用电机作为旋转机构，电机在工作时会周期性地通过电刷或者电控来改变电机线圈绕组上的电压值，流过电机线圈的电流会随着电压值周期性的变化而变化，使得电流信号的能量在频域集中在几个频点上，这些频点和线圈绕组上的电压/电流信号的周期对应，可以反映出当前电机的转速信息。

本申请的一种实施例中，根据上述功率分布确定上述雷达的工作状态，包括：根据上述功率分布确定上述旋转电机的工作状态；根据上述旋转电机的工作状态，确定上述雷达的工作状态。雷达在工作时，由于旋转电机内部转子的旋转，会产生反电动势，会使得旋转电机在不同的转速状态下，流经电机内部线圈的电流波形频率不同，电流波形频率不同导致电流信号在频域的功率分布也不相同，所以根据电流信号在频域的功率分布可以确定旋转电机的工作状态，旋转电机作为雷达中的重要的部件，雷达的工作状态受到旋转电机的工作状态的影响，例如，在旋转电机转速不稳定的情况下，雷达也处于不稳定的工作状态。

本申请的一种实施例中，根据上述功率分布确定上述旋转电机的工作状态，包括：获取上述功率分布中的基频的波动情况；根据上述基频的波动情况，确定上述旋转电机的旋转角速度是否保持恒定。即功率分布中的基频的波动情况反映了旋转电机的旋转角速度是否保持恒定，旋转电机作为雷达的关键部件，旋转电机的旋转角速度是否保持恒定进一步地反映了雷达的旋转角速度是否保持恒定。

本申请的一种实施例中，根据上述基频的波动情况，确定上述旋转电机的旋转角速度是否保持恒定，包括：在上述基频的波动幅值大于预定值的情况下，确定上述旋转电机的旋转角速度不恒定；在上述波动幅值小于或者等于上述预定值的情况下，确定上述旋转角速度恒定。即在基频的波动幅值较大的情况下，确定旋转电机的旋转角速度不恒定；在基频的波动幅值较小的情况下，确定上述旋转角速度恒定。具体地，预定值可以根据实际情况进行设置。

本申请的另一种实施例中，基频与雷达的旋转频率成正相关。其中，基频是指线圈中电流周期性的变化会在频域产生基频和高次谐波，通常基频的功率最高，最容易测量和辨识，雷达的旋转频率是指激光雷达内部旋转电机的转速。

本申请的一种实施例中，根据上述功率分布确定上述雷达的工作状态，包括：获取上述功率分布中的高次谐波信号；根据上述高次谐波信号确定上述雷达的机械部件的稳定性。具体地，机械部件包括电机自身的换向器、转子的转轴、电机的负载等。具体地，根据上述高次谐波信号确定上述雷达的机械部件的稳定性的具体的方式是：高次谐波的功率会不稳定(忽高忽低)，或者相比正常工况下功率会比较高(相比于正常执行机构的谐波功率要大得多)。所以可以根据高次谐波信号的波动情况确定雷达的机械部件的稳定性。

本申请的一种实施例中，获取上述电流信号在频域的功率分布，包括：将上述电流信号转换为电压信号；将上述电压信号转换为数字信号；获取上述数字信号在频域的功率分布。硬件实现上，可以通过连接采样电阻将电流信号转换为电压信号。得到的电压信号为模拟信号，将模拟信号转换为数字信号(adc)，再使用数字信号处理算法对数字信号进行处理，分析其功率谱，即得到数字信号在频域的功率分布。具体地，分析数字信号的功率谱的具体的实现方式是短时傅里叶变换。

本申请的一种实施例中，在将上述电流信号转换为电压信号之后，且在将上述电压信号转换为数字信号之前，上述方法还包括：对上述电压信号进行放大处理；对放大后的电压信号进行滤波处理。采用放大电路对电压信号进行放大处理，以使得电压信号的幅值满足要求，以便于后续的模数转换，对电压信号进行滤波可以将噪声滤除。具体地，可以选用低通滤波器对电压信号进行滤波。

本申请的一种实施例中，采用电流霍尔传感器获取流过上述旋转电机的供电端的上述电流信号。

本申请的一种实施例中，上述雷达安装在自动驾驶车辆上或者辅助驾驶车辆上。

本申请实施例还提供了一种雷达工作状态的监控装置，需要说明的是，本申请实施例的雷达工作状态的监控装置可以用于执行本申请实施例所提供的用于雷达工作状态的监控方法。以下对本申请实施例提供的雷达工作状态的监控装置进行介绍。

图2是根据本申请实施例的雷达工作状态的监控装置的示意图。如图2所示，上述雷达上安装有旋转电机，该装置包括：

获取单元10，用于获取流过上述旋转电机的供电端的电流信号；

监控单元20，用于根据上述电流信号监控上述雷达的工作状态。

上述方案中，获取单元获取流过旋转电机的供电端的电流信号，监控单元根据电流信号监控雷达的工作状态。本方案仅仅根据流过旋转电机的供电端的电流信号就实现了对雷达的工作状态的监控，简化了雷达工作状态的监控装置。仅仅采集电流信号无需引入过多的线缆和机械部件传感器，不会增加整个雷达系统的复杂度。

本申请的一种实施例中，上述监控单元包括获取模块和确定模块，获取模块用于获取上述电流信号在频域的功率分布；确定模块用于根据上述功率分布确定上述雷达的工作状态。具体地，电流信号为电流波形信号，获取电流波形信号在频域的功率分布，根据电流波形信号在频域的功率分布可以确定雷达的工作状态，即功率的分布体现了雷达工作的稳定性等信息。其中，电流波形信号在频域的功率分布是指机械式激光lidar通常使用电机作为旋转机构，电机在工作时会周期性地通过电刷或者电控来改变电机线圈绕组上的电压值，流过电机线圈的电流会随着电压值周期性的变化而变化，使得电流信号的能量在频域集中在几个频点上，这些频点和线圈绕组上的电压/电流信号的周期对应，可以反映出当前电机的转速信息。

本申请的一种实施例中，确定模块包括第一确定模块和第二确定模块，第一确定模块用于根据上述功率分布确定上述旋转电机的工作状态；第二确定模块用于根据上述旋转电机的工作状态，确定上述雷达的工作状态。雷达在工作时，由于旋转电机内部转子的旋转，会产生反电动势，会使得旋转电机在不同的转速状态下，流经电机内部线圈的电流波形频率不同，电流波形频率不同导致电流信号在频域的功率分布也不相同，所以根据电流信号在频域的功率分布可以确定旋转电机的工作状态，旋转电机作为雷达中的重要的部件，雷达的工作状态受到旋转电机的工作状态的影响，例如，在旋转电机转速不稳定的情况下，雷达也处于不稳定的工作状态。

本申请的一种实施例中，第一确定模块包括第一获取子模块和第一确定子模块，第一获取子模块用于获取上述功率分布中的基频的波动情况；第一确定子模块用于根据上述基频的波动情况，确定上述旋转电机的旋转角速度是否保持恒定。即功率分布中的基频的波动情况反映了旋转电机的旋转角速度是否保持恒定，旋转电机作为雷达的关键部件，旋转电机的旋转角速度是否保持恒定进一步地反映了雷达的旋转角速度是否保持恒定。

本申请的一种实施例中，确定子模块还用于在上述基频的波动幅值大于预定值的情况下，确定上述旋转电机的旋转角速度不恒定；在上述波动幅值小于或者等于上述预定值的情况下，确定上述旋转角速度恒定。即在基频的波动幅值较大的情况下，确定旋转电机的旋转角速度不恒定；在基频的波动幅值较小的情况下，确定上述旋转角速度恒定。具体地，预定值可以根据实际情况进行设置。

本申请的一种实施例中，确定模块包括第二获取子模块和第二确定子模块，第二获取子模块用于获取上述功率分布中的高次谐波信号；第二确定子模块用于根据上述高次谐波信号确定上述雷达的机械部件的稳定性。具体地，机械部件包括电机自身的换向器、转子的转轴、电机的负载等。具体地，根据上述高次谐波信号确定上述雷达的机械部件的稳定性的具体的方式是：高次谐波的功率会不稳定(忽高忽低)，或者相比正常工况下功率会比较高(相比于正常执行机构的谐波功率要大得多)。所以可以根据高次谐波信号的波动情况确定雷达的机械部件的稳定性。

本申请的一种实施例中，获取模块包括第一转换子模块、第二转换子模块和第三获取子模块，第一转换子模块用于将上述电流信号转换为电压信号；第二转换子模块用于将上述电压信号转换为数字信号；第三获取子模块用于获取上述数字信号在频域的功率分布。硬件实现上，可以通过连接采样电阻将电流信号转换为电压信号。得到的电压信号为模拟信号，将模拟信号转换为数字信号(adc)，再使用数字信号处理算法对数字信号进行处理，分析其功率谱，即得到数字信号在频域的功率分布。具体地，分析数字信号的功率谱的具体的实现方式是短时傅里叶变换。

本申请的一种实施例中，上述装置还包括放大单元和滤波单元，放大单元用于在将上述电流信号转换为电压信号之后，且在将上述电压信号转换为数字信号之前，对上述电压信号进行放大处理；滤波单元用于对放大后的电压信号进行滤波处理。采用放大电路对电压信号进行放大处理，以使得电压信号的幅值满足要求，以便于后续的模数转换，对电压信号进行滤波可以将噪声滤除。具体地，可以选用低通滤波器对电压信号进行滤波。

所述雷达工作状态的监控装置包括处理器和存储器，上述获取单元和监控单元等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。

处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来实现对雷达的工作状态的监控。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flashram)，存储器包括至少一个存储芯片。

本发明实施例提供了一种车辆，包括：监控装置和雷达。该车辆上安装的雷达，在长期运行或者恶劣路况的情况下，可能会出现机械部件磨损导致运转不稳定的情况，如果能够及时地分析出机械部件出现的磨损，有助于提早预判机械式雷达的使用寿命。通过获取流过旋转电机的供电端的电流信号，根据电流信号监控雷达的工作状态。本方案仅仅根据流过旋转电机的供电端的电流信号就实现了对雷达的工作状态的监控，简化了雷达工作状态的监控方法。仅仅采集电流信号无需引入过多的线缆和机械部件传感器，不会增加整个雷达系统的复杂度。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行所述雷达工作状态的监控方法。

本发明实施例提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述雷达工作状态的监控方法。

本发明实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现至少以下步骤：

步骤s101，获取流过上述旋转电机的供电端的电流信号；

步骤s102，根据上述电流信号监控上述雷达的工作状态。

本文中的设备可以是服务器、pc、pad、手机等。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有至少如下方法步骤的程序：

步骤s101，获取流过上述旋转电机的供电端的电流信号；

步骤s102，根据上述电流信号监控上述雷达的工作状态。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flashram)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitorymedia)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)、本申请的雷达工作状态的监控方法，通过获取流过旋转电机的供电端的电流信号，根据电流信号监控雷达的工作状态。本方案仅仅根据流过旋转电机的供电端的电流信号就实现了对雷达的工作状态的监控，简化了雷达工作状态的监控方法。仅仅采集电流信号无需引入过多的线缆和机械部件传感器，不会增加整个雷达系统的复杂度。

2)、本申请的雷达工作状态的监控装置，获取单元获取流过旋转电机的供电端的电流信号，监控单元根据电流信号监控雷达的工作状态。本方案仅仅根据流过旋转电机的供电端的电流信号就实现了对雷达的工作状态的监控，简化了雷达工作状态的监控装置。仅仅采集电流信号无需引入过多的线缆和机械部件传感器，不会增加整个雷达系统的复杂度。

3)、本申请的车辆，该车辆上安装的雷达，在长期运行或者恶劣路况的情况下，可能会出现机械部件磨损导致运转不稳定的情况，如果能够及时地分析出机械部件出现的磨损，有助于提早预判机械式雷达的使用寿命。通过获取流过旋转电机的供电端的电流信号，根据电流信号监控雷达的工作状态。本方案仅仅根据流过旋转电机的供电端的电流信号就实现了对雷达的工作状态的监控，简化了雷达工作状态的监控方法。仅仅采集电流信号无需引入过多的线缆和机械部件传感器，不会增加整个雷达系统的复杂度。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。