用于LIDAR的供电异常监测系统、方法及LIDAR系统与流程

本发明涉及激光雷达(lidar，light-detection-and-randing)，更具体而言，涉及于用于lidar的供电异常监测系统、用于lidar的供电异常监测方法及包括用于lidar的供电异常监测系统的lidar系统。

背景技术：

随着车辆安全标准、自动驾驶技术的不断提高，当前高级辅助驾驶系统(adas)正在快速普及，行业也正迈入到l3级自动驾驶阶段(即有条件自动驾驶)。无论是adas还是自动驾驶，要实现对车辆周围360°环境的准确的感知，车辆将配备多种传感器，包括毫米波雷达(radar)、激光雷达(lidar)、摄像头(camera)、惯性测量单元(imu)和全球导航卫星系统(gnss)等。

lidar快速发射激光脉冲(通常最高可达每秒150000次脉冲)，激光信号到达障碍物后反射回lidar传感器。lidar通过测量激光信号从发射到返回的时间间隔，精确计算确定传感器到障碍物之间的距离，它还能探测目标物体的准确尺寸。另外，lidar通常还可用于高分辨率地图的绘制。

在例如上述高级辅助驾驶系统的应用中，通常经由车辆(例如，车载电源)向lidar供电。在这样的车载lidar应用中，车辆作为外部电源为lidar供电发生供电异常的情况时有发生，导致用户体验度较差。另外，在发生供电异常的情况下，用户一般地认为lidar发生故障，而不是外部电源供电异常。

因此，需要一种能够确定lidar的工作异常是由于外部电源供电异常而导致的，并记录外部电源供电异常相关信息以帮助查证lidar停止工作的原因的解决方案。

背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，根据第一方面，本发明提出了一种用于lidar的供电异常监测系统，所述供电异常监测系统包括：存储单元；供电监测单元，所述供电监测单元与lidar的供电输入耦接并且被配置为监测所述供电输入是否正常；以及控制单元，所述控制单元响应于所述供电监测单元监测到所述供电输入的异常事件，将与所述异常事件相关的信息记录到所述存储单元。

在根据第一方面的一些实施例中，所述供电输入的异常事件包括所述供电输入的电压发生欠压或断电。

在根据第一方面的一些实施例中，所述系统还包括辅助供电单元，并且其中，所述控制单元还响应于所述供电监测单元监测到所述供电输入的异常事件而启用所述辅助供电单元以为lidar供电。

在根据第一方面的一些实施例中，所述控制单元还响应于所述供电监测单元监测到所述供电输入的异常事件而控制lidar的电力管理模块停止向lidar的网络通信模块和/或外设供电。

在根据第一方面的一些实施例中，所述辅助供电单元位于lidar内部和/或外部。

在根据第一方面的一些实施例中，所述辅助供电单元包括电池和/或电容。

在根据第一方面的一些实施例中，所述系统还包括诊断单元，所述诊断单元被配置为基于所述存储单元记录的与所述异常事件相关的信息而提供诊断报告。

根据第二方面，本发明提出了一种包括根据本发明第一方面所述的供电异常监测系统的lidar系统。

在根据第二方面的一些实施例中，所述供电输入来自车载电源。

根据第三方面，本发明提出了一种用于lidar的供电异常监测方法，所述供电异常监测方法包括：监测lidar的供电输入是否正常；以及响应于监测到所述供电输入的异常事件，记录与所述异常事件相关的信息。

在根据第三方面的一些实施例中，所述供电输入的异常事件包括所述供电输入的电压发生欠压或断电。

在根据第三方面的一些实施例中，所述方法还包括：设置辅助供电单元，并且响应于监测到所述供电输入的异常事件而启用所述辅助供电单元以为lidar供电。

在根据第三方面的一些实施例中，所述方法还包括响应于监测到所述供电输入的异常事件而控制lidar的电力管理模块停止向lidar的网络通信模块和/或外设供电。

在根据第三方面的一些实施例中，所述辅助供电单元设置于lidar内部和/或外部。

在根据第三方面的一些实施例中，所述辅助供电单元包括电池和/或电容。

在根据第三方面的一些实施例中，所述方法还包括：基于所述存储单元记录的与所述异常事件相关的信息而提供诊断报告。

根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现根据本发明第三方面所述的方法。

利用本发明的方案，能够监测lidar的供电输入的异常事件并记录与所述异常事件相关的信息，从而为后续的故障查找提供客观依据。此外，根据本发明的一些优选实施例，响应于监测到供电输入的异常事件，还启动应对措施，保证lidar正常工作(或发挥基本功能)。本发明提供查找系统故障的客观参考信息，有助于快速确定故障源；并且本发明还提高了用户体验。

附图说明

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

图1示出根据本公开实施例的用于lidar的供电异常监测系统；

图2示出根据本公开一实施例的于lidar系统；和

图3示出根据本公开实施例的用于lidar的供电异常监测方法。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出根据本发明实施例的用于lidar的供电异常监测系统100。本发明实施例的用于lidar的供电异常监测系统100可以与lidar系统集成在一起，或者构造为独立的系统，这都在本发明的范围内。

如图1所示，供电异常监测系统100包括存储单元110、供电监测单元120和控制单元130。供电监测单元120与lidar的供电输入耦接并且监测供电输入是否正常。

特别地，lidar的供电输入来自于lidar的外部电力供应源，其可以为lidar的操作、与外部设备的通信等功能提供电力。典型地，lidar的供电输入提供12v或48v的电压。在本发明的一些应用(例如，lidar应用于车辆中，例如作为实现高级辅助驾驶系统的功能单元/模块)中，lidar的供电输入来自车载电源，例如，车辆为lidar提供5v或12v的供电输入。或者可替换的，lidar自身具有蓄电池，为lidar上的元器件提供供电输入。在此情况下，供电监测单元120可检测来自蓄电池的供电输入是否正常。

本发明中的供电监测单元120与lidar的供电输入耦接并且监测供电输入是否正常，其中，“监测供电输入是否正常”是指监测/判断/确定供电输入的某一物理特性是否满足(或不满足)预定要求。在本发明的优选实施例中，所述物理特性指电压，在这种情况下，“监测供电输入是否正常”是指监测/判断/确定供电输入的电压是否满足(或不满足)预定要求。在本发明的优选实施例中，“监测供电输入是否正常”是指监测供电输入的电压是否低于预定阈值，在这种情况下，供电监测单元110可以被实现为或实现为包括电压比较器，以监测/判断/确定供电输入的电压是否低于预定阈值。

在其他实施例中，本发明的实施例可以监测供电输入的其他物理特性(例如，电流)来确定供电输入是否正常。特别地，在本发明的优选实施例中，如果供电输入的某一物理特性(电压、电流等)小于预定阈值，则确定供电输入出现不正常的状况(或者说监测到供电输入的异常事件)。在本发明的其他实施例中，如果供电输入的某一物理特性(电压、电流等)大于预定阈值，则监测供电输入不正常(或者说监测到供电输入的异常事件)。要注意，供电输入的某一物理特性不仅包括电压、电流等，而且还包括表征这些物理特性的衍生特性，例如，电压的抖动、频率波动等。例如，当供电输入的电压或者电流的波动幅度超过一定阈值时，确定供电输入出现不正常的状况。本发明涵盖监测供电输入的任何物理特性和表征该物理特定的衍生特性。相应地，本发明涵盖供电监测单元120中设置其他监测/比较相应的特性的装置/机构/模块。

供电监测单元120与控制单元130耦接，控制单元130被配置为响应于供电监测单元120监测到供电输入的异常事件，将与异常事件相关的信息记录到存储单元110中。

在一些实施例中，控制单元130被实现为lidar模块(例如fpga)的一部分。在另一些实施例中，控制单元130被实现为单独的单元/模块。总体来说，控制单元130可以被实现为执行控制功能的任何控制单元，例如，处理器、微处理器、控制器、微控制器、逻辑器件(例如，可编程逻辑器件，例如fpga)、专用集成电路(asic)等。

如上所述，供电输入的“异常事件”可以指供电输入的某个/或某些物理特定满足/不满足预定要求。控制单元130被配置为响应于供电监测单元120监测到供电输入的异常事件，将与异常事件相关的信息记录到存储单元110。异常事件相关的信息可以包括指示发生异常事件的信息(例如，异常事件标志)、发生何种异常事件的信息(例如，异常事件的类别)、异常事件的属性(例如，物理量(电压、电流)的量值)以及发生异常事件的时间(例如，时间戳)中的一个或多个。存储单元130可以包括记录/存储异常事件相关的信息的任何非易失性存储器/装置(例如，各种类型的存储器和闪存等)。

图2示出了根据本发明一个实施例的一种lidar系统10，其包括前述的供电异常监测系统100(如图2中虚线框所示)，下面参考图2详细描述。

如图2所示，lidar系统10包括升压电路11、lidar电力管理模块12以及fpga，其中升压电路11可连接到外部电源，例如连接到车辆的车载电源，所述的外部是相对于lidar本身而言的之外。当车辆启动后，车载电源自动向升压电路11提供供电输入，例如5v电压输入。升压电路11例如包括lto升压器，其接受供电输入并将其转换为可供驱动激光雷达所需的高压，例如60v电压。lidar电力管理模块12与所述升压电路11耦接，并接收该高压，用于向lidar系统10中需要电能的元器件提供电功率，例如如图2中所示的，向供电异常检测系统100中的各个单元部件、以及向以外网/外设13(下面描述)提供电功率。

所述lidar系统10还可包括以太网/外设13，例如以太网接口/外设接口，用于将激光雷达的点云数据发送给外部的控制器(未示出)，或者接受外部控制器的控制信号输入。

如图2所示，所述lidar系统10中包括中央控制器，例如通过fpga实现，其集成了前述的供电异常监测系统100中的供电监测单元120以及控制单元130。该fpga除了耦接到所述存储单元110用于向其中写入异常事件相关的信息以外，还耦接到所述供电输入一侧，即耦接到所述升压电路11的输入端，从而可以监测供电输入是否正常(例如，是否等于12v或是否低于12v，特别地，低于12v指示发生欠压，更特别地，当供电输入电压为0v时，指示发生掉电/断电)。fpga所集成的供电监测单元120监测到供电输入的异常事件(例如，低于12v)时，fpga所集成的控制单元130将与该异常事件相关的信息记录到存储单元110。另外，图2所示的中央控制器也可以通过其他类型的电子器件来实现，例如数字信号处理器dsp或者专用集成电路asic，这些都在本发明的保护范围内。

另外，如图2所示，供电异常监测系统100还可包括储能设备140(或称辅助供电单元)，储能设备140耦接到所述fpga以及所述lidar电力管理模块12，并可受所述fpga控制。fpga可以响应于其监测到供电输入的异常事件而启用储能设备140以为lidar供电。例如当fpga监测到供电输入的异常事件时，所述fpga此时将向储能设备140发出启动指令，启动所述储能设备140，并向所述lidar电力管理模块12提供备用电能。

在一些实施例中，fpga还响应于其监测到供电输入的异常事件而控制lidar的电力管理模块停止向lidar系统的以太网/外设13供电。也就是说，在这种情况下，控制单元130还响应于供电监测单元120监测到供电输入的异常事件而控制lidar的电力管理模块(未示出)仅向lidar的核心模块/单元供电以确保其基本功能，同时停止向lidar的非核心模块/单元(例如，网络通信模块和/或外设供电)。图2还示出了惯性测量单元imu连接到lidar系统10的fpga，用于辅助实现高级辅助驾驶系统的功能。

本领域技术人员可以理解，图1与图2中示出的用于lidar的供电异常监测系统100以及lidar系统的示意图仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的装置/单元/模块的限定，具体的系统的装置/单元/模块可以包括比图中所示更多或更少的装置/单元/模块，或者组合某些装置/单元/模块，或者具有不同的装置/单元/模块布置。

图2中所示的储能设备可以为任何类型的储能设备，例如电容、电池(如纽扣电池)、电池组等。在另一些实施例中，辅助供电单元可以是另一外部电力供应源。“启用辅助供电单元以为lidar供电”可以包括停用lidar的供电输入而以辅助供电单元为lidar供电，或者不停用lidar的供电输入而以辅助供电单元作为辅助为lidar供电。关于辅助供电单元/储能设备，其可以位于lidar外部，例如利用车辆本身或车辆内设置的驾驶辅助装置的储能设备(例如，纽扣电池)，举例来说，一般地在行车记录仪中具有纽扣电池，可以将该纽扣电池连接于lidar(替代外部电力供应或辅助外部电力供应)。或者该储能设备可以为电容，通过增设电容来作为储能设备，以备在供电输入出现异常时为lidar系统提供电功率。

在本发明的一些实施例中，用于lidar的供电异常监测系统100还包括诊断单元(未示出)。诊断单元可以被配置为基于存储单元110记录的与异常事件相关的信息而提供诊断报告。诊断单元可以设置为独立单元或者作为控制单元130的一部分。特别地，诊断单元可以响应于用户请求而导出包括所记录的与所述异常事件相关的信息的诊断报告，从而用户可以审查诊断报告以排除/确定故障原因。

根据本发明的另一方面，如图3所示，本发明还提供一种用于lidar的供电异常监测方法200。供电异常监测方法200包括：

s210：监测lidar的供电输入是否正常；以及

s220：响应于监测到供电输入的异常事件，记录与异常事件相关的信息。

供电异常监测方法200例如可以通过如上所述的供电异常监测系统100来实施。供电输入的异常事件可以包括供电输入的电压发生欠压或断电。所述方法还可以包括：设置辅助供电单元，并且响应于监测到供电输入的异常事件而启用辅助供电单元以为lidar供电。方法还可以包括响应于监测到供电输入的异常事件而控制lidar的电力管理模块停止向lidar的网络通信模块和/或外设供电。辅助供电单元可以设置于lidar内部和/或外部。辅助供电单元可以包括电池和/或电容。所述方法还可以包括：基于存储单元记录的与异常事件相关的信息而提供诊断报告。

本发明的另一方面还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现上述任一项所述的方法。例如，所述计算机程序在被处理器执行时能够指示处理器和/或相应部件实现以下步骤：监测lidar的供电输入是否正常；以及响应于监测到供电输入的异常事件，记录与异常事件相关的信息。另外，应理解上述用于lidar的供电异常监测系统100中的各个单元可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各单元可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个单元对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器及处理器，所述存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任意一个实施例中的方法的步骤。该计算机设备可以是服务器或者车载终端。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现本发明的车辆驾驶辅助方法。

本领域普通技术人员可以理解实现根据本发明的上述实施例的方法中的全部或部分步骤，可以通过计算机程序来指示相关的硬件完成，所述的计算机程序可存储于非易失性的计算机可读存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的步骤。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。