激光雷达及其探测方法与流程

本公开大致涉及激光雷达领域，尤其涉及一种激光雷达以及一种激光雷达的探测方法。

背景技术：

1、激光雷达是以发射激光束来探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，是一种将激光技术与光电探测技术相结合的先进探测方式。激光雷达因其分辨率高、隐蔽性好、抗有源干扰能力强、低空探测性能好、体积小及重量轻等优势，被广泛应用于自动驾驶、交通通讯、无人机、智能机器人、资源勘探等领域。

2、为了提高激光雷达的探测性能，激光雷达需要配置具有更大尺寸的探测区域，传统适配于小尺寸探测区域的数据处理电路会随着探测区域的扩大，且传统数据处理电路只针对单一类型的探测区域进行处理，个性化程度较低，也相应变大不利于整个激光雷达的小型化，且会出现数据处理复杂度高、计算量大、系统功耗大、处理速度慢等问题。

3、因此，如何设计性能更优的适配于更大尺寸的探测区域的数据处理电路，是激光雷达领域持续改进的需求。

4、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。

技术实现思路

1、针对现有技术存在问题中的一个或多个，本公开提供一种激光雷达，本公开的激光雷达通过对探测区域所覆盖的像素的探测数据进行分块存储及分块处理，能够降低数据处理的复杂度和计算量，降低计算功耗，提高数据处理速度，并且能够减小数据处理电路的尺寸，有利于整个激光雷达的小型化。所述激光雷达包括：

2、发射装置和探测装置，其中所述发射装置配置成可发射探测光束，用于探测障碍物，所述探测装置包括像素阵列，所述探测光束在障碍物上反射后的回波光束可在所述像素阵列上形成探测区域，所述像素阵列包括多个像素，每个像素可对所述回波光束作出响应并生成探测数据；

3、存储装置，包括阵列分布的多个存储单元，其中每个存储单元可存储多个像素的探测数据，并且每个存储单元对应的像素数量小于所述探测区域所覆盖的像素数量，以将所述探测区域所覆盖的像素的探测数据分块存储至所述存储装置的多个存储单元中；和

4、数据处理装置，与所述探测装置和所述存储装置耦合，并配置成对所述存储装置中存储的所述探测数据进行分块处理。

5、根据本公开的一个方面，其中所述发射装置配置成：可发射不同类型的探测光束，用于探测障碍物，其中所述不同类型的探测光束在障碍物上反射后的回波光束可在所述像素阵列上形成具有不同性质的探测区域。

6、根据本公开的一个方面，其中所述存储装置对应的像素数量不小于任意所述探测区域所覆盖的像素数量。

7、根据本公开的一个方面，其中所述数据处理装置配置成：按照所述像素阵列与所述存储单元阵列的空间对应关系，将所述探测区域所覆盖的像素的探测数据分块存储至对应的多个存储单元中。

8、根据本公开的一个方面，其中所述数据处理装置包括一个或多个卷积模块，所述卷积模块配置成：

9、对所述存储装置中存储的探测数据进行分块卷积处理，具体包括以存储单元为单位，逐块进行卷积处理，得到重组像素阵列；和

10、根据所述重组像素阵列，生成激光雷达点云。

11、根据本公开的一个方面，其中所述数据处理装置配置成：确定每个存储单元的第一方向和第二方向的边界属性，其中所述边界属性包括卷积边界或非卷积边界；根据所述每个存储单元的第一方向和第二方向的边界属性，确定输送至所述卷积模块的探测数据。

12、根据本公开的一个方面，其中当所述存储单元的第一方向和/或第二方向的边界属性为非卷积边界时，所述数据处理装置配置成：将所述存储单元存储的探测数据及沿第一方向和/或第二方向与该存储单元相邻的其他存储单元存储的部分探测数据输送至所述卷积模块。

13、根据本公开的一个方面，其中当所述存储单元的第一方向和第二方向的边界属性均为卷积边界时，所述数据处理装置配置成：将所述存储单元存储的探测数据输送至所述卷积模块。

14、根据本公开的一个方面，其中所述数据处理装置还包括累加器，所述累加器配置成：将多个所述回波光束在每个像素上产生的探测数据进行逐像素地累加后，存储到与所述像素对应的存储单元中。

15、根据本公开的一个方面，其中所述存储单元设置有额外存储位置，用于存储与该存储单元相邻的其他存储单元中的部分探测数据。

16、根据本公开的一个方面，其中所述数据处理装置还包括：控制模块和缓存模块，所述控制模块与所述存储装置耦合，并且配置成：至少将每个存储单元存储的探测数据逐块地输送至所述缓存模块；并将所述缓存模块存储的探测数据输送至所述卷积模块。

17、根据本公开的一个方面，其中所述控制模块配置成：根据所述每个存储单元的第一方向和第二方向的边界属性，至少将每个存储单元存储的探测数据逐块地输送至所述缓存模块；

18、当所述存储单元的第一方向和/或第二方向的边界属性为非卷积边界时，将所述存储单元存储的探测数据及沿第一方向和/或第二方向与该存储单元相邻的其他存储单元存储的部分探测数据输送至所述缓存模块；或

19、当所述存储单元的第一方向和第二方向的边界属性均为卷积边界时，将所述存储单元存储的探测数据输送至所述缓存模块。

20、根据本公开的一个方面，其中所述不同性质的探测区域包括以下中的任意一种或多种：矩形探测区域，离散探测区域和条形探测区域。

21、本公开还涉及一种激光雷达的探测方法，所述激光雷达包括发射装置、探测装置、存储装置和数据处理装置，其中，所述探测装置包括像素阵列，所述发射装置可发射探测光束，所述探测光束在障碍物上反射后的回波光束可在所述像素阵列上形成探测区域，所述像素阵列包括多个像素，每个像素可对所述回波光束作出响应并生成探测数据；所述数据处理装置与所述探测装置和所述存储装置耦合；所述探测方法包括：

22、s11：发射探测光束，用于探测障碍物；

23、s12：对所述回波光束作出响应并生成探测数据；

24、s13：将所述探测区域所覆盖的像素的探测数据分块存储至所述存储装置的多个存储单元中，其中所述存储装置包括阵列分布的多个存储单元，每个存储单元可存储多个像素的探测数据，并且每个存储单元对应的像素数量小于所述探测区域所覆盖的像素数量，以将所述探测区域所覆盖的像素的探测数据分块存储至所述存储装置的多个存储单元中；和

25、s14：对所述存储装置中存储的所述探测数据进行分块处理。

26、根据本公开的一个方面，其中所述步骤s11包括：发射不同类型的探测光束，用于探测障碍物，其中所述不同类型的探测光束在障碍物上反射后的回波光束可在所述像素阵列上形成具有不同性质的探测区域。

27、根据本公开的一个方面，其中所述存储装置对应的像素数量不小于任意所述探测区域所覆盖的像素数量。

28、根据本公开的一个方面，其中所述步骤s13包括：按照所述像素阵列与所述存储单元阵列的空间对应关系，将所述探测区域所覆盖的像素的探测数据分别存储至对应的多个存储单元中。

29、根据本公开的一个方面，其中所述数据处理装置包括一个或多个卷积模块，所述步骤s14包括：

30、通过所述卷积模块对所述存储装置中存储的探测数据进行分块卷积处理，具体包括以存储单元为单位，逐块进行卷积处理，得到重组像素阵列；和

31、根据所述重组像素阵列，生成激光雷达点云。

32、根据本公开的一个方面，其中所述步骤s14包括：确定每个存储单元的第一方向和第二方向的边界属性，其中所述边界属性包括卷积边界或非卷积边界；根据所述每个存储单元的第一方向和第二方向的边界属性，确定输送至所述卷积模块的探测数据。

33、根据本公开的一个方面，其中所述确定输送至所述卷积模块的探测数据的步骤包括：当所述存储单元的第一方向和/或第二方向的边界属性为非卷积边界时，将所述存储单元存储的探测数据及沿第一方向和/或第二方向与该存储单元相邻的其他存储单元存储的部分探测数据输送至所述卷积模块。

34、根据本公开的一个方面，其中所述确定输送至所述卷积模块的探测数据的步骤还包括：当所述存储单元的第一方向和第二方向的边界属性均为卷积边界时，将所述存储单元存储的探测数据输送至所述卷积模块。

35、根据本公开的一个方面，其中所述数据处理装置还包括累加器，所述步骤s13包括：将多个所述回波光束在每个像素上产生的探测数据进行逐像素地累加后，存储到与所述像素对应的存储单元中。

36、根据本公开的一个方面，其中所述存储单元设置有额外存储位置，用于存储与该存储单元相邻的其他存储单元中的部分探测数据。

37、根据本公开的一个方面，其中所述数据处理装置还包括：控制模块和缓存模块，所述控制模块与所述存储装置耦合；其中所述步骤s14还包括：至少将每个存储单元存储的探测数据逐块地输送至所述缓存模块；并将所述缓存模块存储的探测数据输送至所述卷积模块。

38、根据本公开的一个方面，其中所述至少将每个存储单元存储的探测数据逐块地输送至所述缓存模块的步骤包括：根据所述每个存储单元的第一方向和第二方向的边界属性，至少将每个存储单元存储的探测数据逐块地输送至所述缓存模块；

39、当所述存储单元的第一方向和/或第二方向的边界属性为非卷积边界时，通过所述控制模块将所述存储单元存储的探测数据及沿第一方向和/或第二方向与该存储单元相邻的其他存储单元存储的部分探测数据输送至所述缓存模块；或

40、当所述存储单元的第一方向和第二方向的边界属性均为卷积边界时，通过所述控制模块将所述存储单元存储的探测数据输送至所述缓存模块。

41、根据本公开的一个方面，其中所述不同性质的探测区域包括以下中的任意一种或多种：矩形探测区域，离散探测区域和条形探测区域。

42、综上，对本公开的激光雷达和探测方法进行了详细介绍，本公开的激光雷达通过对探测区域所覆盖的像素的探测数据进行分块存储及分块处理，能够降低数据处理的复杂度和计算量，降低计算功耗，提高数据处理速度，并且能够减小数据处理电路的尺寸，有利于整个激光雷达的小型化。

43、本公开的激光雷达，针对不同性质的探测区域所覆盖的像素的探测数据，都可以进行分块存储及分块处理，因此适用范围广。

44、本公开的激光雷达，通过利用卷积模块对存储装置中存储的探测数据进行分块卷积处理，在降低计算量和计算功耗的同时，可以提高数据处理速度，提高信噪比，提高激光雷达的测远能力和探测结果的准确度。

45、进一步的，本公开的激光雷达，通过以存储单元为单位，逐块进行卷积处理，可以进一步降低计算量和计算功耗的同时，提高数据处理速度。

46、本公开的激光雷达，根据每个存储单元的第一方向和第二方向的边界属性，确定输送至卷积模块的探测数据，克服或减轻了存储单元边界对卷积处理的不利影响，进一步降低了数据处理的复杂度，进一步提高了数据处理速度。并且，基于存储单元的边界属性，可以使得卷积处理操作在探测区域的范围内操作，有利于获得更准确的探测结果。