异常回波信号的识别方法、装置、设备及存储介质转让专利

申请号 : CN202210866104.5

文献号 : CN114924252B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 赵拓舒博正王思拨夏冰冰石拓

申请人 : 苏州一径科技有限公司

摘要 :

本申请公开一种异常回波信号的识别方法和装置、设备及存储介质。该识别方法包括:获得激光雷达的第一回波信号;确定第一回波信号为非饱和信号;确定第一回波信号的第一信噪比值;根据第一信噪比值确定第一脉冲宽度上限值;当第一回波信号的第一脉冲宽度值大于第一脉冲宽度上限值时,将第一回波信号识别为异常回波信号,其中,异常回波信号为存在信号叠加的回波信号。在本申请中,通过回波信号的脉冲宽度值与相应脉冲宽度上限值的对比,识别由信号叠加造成的异常回波信号。

权利要求 :

1.一种异常回波信号的识别方法,其特征在于,所述方法包括:获得激光雷达的第一回波信号;

确定所述第一回波信号为非饱和信号;

确定所述第一回波信号的第一信噪比值;

根据所述第一信噪比值确定第一脉冲宽度上限值;

当所述第一回波信号的第一脉冲宽度值大于所述第一脉冲宽度上限值时,将所述第一回波信号识别为异常回波信号,其中,所述异常回波信号为存在信号叠加的回波信号;

其中,所述确定第一回波信号的第一脉冲宽度上限值,包括:根据信噪比与脉冲宽度标准差之间的第一映射关系,确定与所述第一回波信号的所述第一信噪比值对应的第一脉冲宽度标准差值;

至少根据所述第一脉冲宽度标准差值确定所述第一脉冲宽度上限值;

其中,所述方法还包括:

获得多个第二回波信号,所述多个第二回波信号为不存在信号叠加的多个非饱和信号;

确定不同信噪比区间对应的脉冲宽度标准差值,所述信噪比区间为根据所述多个第二回波信号对应的信噪比值的取值范围划分得到的;

对所述不同信噪比区间和所述脉冲宽度标准差值进行拟合,以得到所述第一映射关系。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述至少根据所述第一脉冲宽度标准差值确定第一脉冲宽度上限值,包括:根据所述激光雷达的探测概率以及所述第一脉冲宽度标准差值,确定所述第一信噪比值对应的目标系数;

根据所述目标系数、基准脉冲宽度值以及所述第一脉冲宽度标准差值,确定所述第一脉冲宽度上限值。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定不同信噪比区间对应的脉冲宽度标准差值,包括:确定所述多个第二回波信号对应的第二信噪比值以及所述多个第二回波信号的第二脉冲宽度值;

根据所述第二脉冲宽度值,确定所述脉冲宽度标准差值。

4.一种异常回波信号的识别方法,其特征在于,所述方法包括:获得激光雷达的第一回波信号;

确定所述第一回波信号为非饱和信号;

确定所述第一回波信号的第一信噪比值;

根据所述第一信噪比值确定第一脉冲宽度上限值;

当所述第一回波信号的第一脉冲宽度值大于所述第一脉冲宽度上限值时,将所述第一回波信号识别为异常回波信号,其中,所述异常回波信号为存在信号叠加的回波信号;

其中,所述确定第一回波信号的第一脉冲宽度上限值,包括:根据信噪比与脉冲宽度上限之间的第二映射关系,确定与所述第一回波信号的所述第一信噪比值对应的所述第一脉冲宽度上限值;

其中,所述方法还包括:

获得多个第二回波信号,所述多个第二回波信号为不存在信号叠加的多个非饱和信号;

确定不同信噪比区间对应的脉冲宽度标准差值,所述信噪比区间为根据所述多个第二回波信号对应的信噪比值的取值范围划分得到的;

至少根据所述脉冲宽度标准差值,确定所述不同信噪比区间对应的脉冲宽度上限值;

对所述信噪比值和所述脉冲宽度上限值进行拟合,以得到所述第二映射关系。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述至少根据所述脉冲宽度标准差值,确定所述不同信噪比区间对应的脉冲宽度上限值,包括:根据所述激光雷达的探测概率以及所述脉冲宽度标准差值,确定所述信噪比区间对应的目标系数;

根据所述目标系数、基准脉冲宽度值以及所述脉冲宽度标准差值,确定所述脉冲宽度上限值。

6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述确定不同信噪比区间对应的脉冲宽度标准差值,包括:确定所述多个第二回波信号对应的第二信噪比值以及所述多个第二回波信号的第二脉冲宽度值;

根据所述第二脉冲宽度值,确定所述脉冲宽度标准差值。

7.一种异常回波信号的识别装置,其特征在于,所述装置包括:获得模块,用于获得激光雷达的第一回波信号;

确定模块,用于确定所述第一回波信号为非饱和信号,确定所述第一回波信号的第一信噪比值,以及根据所述第一信噪比值确定第一脉冲宽度上限值;

识别模块,用于当所述第一回波信号的第一脉冲宽度值大于所述第一脉冲宽度上限值时,将所述第一回波信号识别为异常回波信号,其中,所述异常回波信号为存在信号叠加的回波信号;

其中,所述确定模块用于:

根据信噪比与脉冲宽度标准差之间的第一映射关系,确定与所述第一回波信号的所述第一信噪比值对应的第一脉冲宽度标准差值;

至少根据所述第一脉冲宽度标准差值确定所述第一脉冲宽度上限值;

其中,所述获得模块还用于:获得多个第二回波信号,所述多个第二回波信号为不存在信号叠加的多个非饱和信号;

所述确定模块还用于:确定不同信噪比区间对应的脉冲宽度标准差值,所述信噪比区间为根据所述多个第二回波信号对应的信噪比值的取值范围划分得到的;

所述装置还包括:

计算模块,用于对所述不同信噪比区间和所述脉冲宽度标准差值进行拟合,以得到所述第一映射关系。

8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述确定模块用于:根据所述激光雷达的探测概率以及所述第一脉冲宽度标准差值,确定所述第一信噪比值对应的目标系数;根据所述目标系数、基准脉冲宽度值以及所述第一脉冲宽度标准差值,确定所述第一脉冲宽度上限值。

9.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述确定模块用于:确定所述多个第二回波信号对应的第二信噪比值以及所述多个第二回波信号的第二脉冲宽度值;以及根据所述第二脉冲宽度值,确定所述脉冲宽度标准差值。

10.一种异常回波信号的识别装置,其特征在于,所述装置包括:获得模块,用于获得激光雷达的第一回波信号;

确定模块,用于确定所述第一回波信号为非饱和信号,确定所述第一回波信号的第一信噪比值,以及根据所述第一信噪比值确定第一脉冲宽度上限值;

识别模块,用于当所述第一回波信号的第一脉冲宽度值大于所述第一脉冲宽度上限值时,将所述第一回波信号识别为异常回波信号,其中,所述异常回波信号为存在信号叠加的回波信号;

其中,所述确定模块用于:根据信噪比与脉冲宽度上限之间的第二映射关系,确定与所述第一回波信号的所述第一信噪比值对应的所述第一脉冲宽度上限值;

其中,所述获得模块还用于:获得多个第二回波信号,所述多个第二回波信号为不存在信号叠加的多个非饱和信号;

所述确定模块还用于:确定不同信噪比区间对应的脉冲宽度标准差值,所述信噪比区间为根据所述多个第二回波信号对应的信噪比值的取值范围划分得到的;以及至少根据所述脉冲宽度标准差值,确定所述不同信噪比区间对应的脉冲宽度上限值;

所述装置还包括:

计算模块,用于对所述信噪比值和所述脉冲宽度上限值进行拟合,以得到所述第二映射关系。

11.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,所述确定模块用于:根据所述激光雷达的探测概率以及所述脉冲宽度标准差值,确定所述信噪比区间对应的目标系数;以及根据所述目标系数、基准脉冲宽度值以及所述脉冲宽度标准差值,确定所述脉冲宽度上限值。

12.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,所述确定模块用于:确定所述多个第二回波信号对应的第二信噪比值以及所述多个第二回波信号的第二脉冲宽度值;以及根据所述第二脉冲宽度值,确定所述脉冲宽度标准差值。

13.一种电子设备,其特征在于,包括:

存储器,存储有计算机可执行指令;

处理器,与所述存储器相连,用于通过执行所述计算机可执行指令,以实现如权利要求

1至6中任一项所述的方法。

14.一种计算机存储介质,所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令,其特征在于,所述计算机可执行指令被处理器执行后能够实现如权利要求1至6中任一项所述的方法。

说明书 :

异常回波信号的识别方法、装置、设备及存储介质

技术领域

[0001] 本申请涉及激光雷达技术领域,尤其涉及一种异常回波信号的识别方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

[0002] 激光雷达是一种目标探测技术。使用激光作为信号光源,通过向目标对象发射激光,从而采集目标对象的反射信号,以此获得目标对象的方位、速度等信息。激光雷达具有测量精度高、抗干扰能力强等优点,广泛应用于遥感、测量、智能驾驶、机器人等领域。
[0003] 目前,激光雷达发射的激光束可能存在一部分照射到一个物体上,另一部分照射到另一物体上。当两个物体之间的距离过小时,从两个物体反射的回波信号到达激光雷达的时刻会很接近,如此,造成回波信号出现重叠,从而使得两个物体的点云之间会出现“拖尾”或“拉丝”现象,进而导致两个点云之间的界限不清楚。
[0004] 因此,如何对存在信号重叠的异常回波信号进行识别是一个亟待解决的问题。

发明内容

[0005] 本申请提供了一种异常回波信号的识别方法、装置、设备及存储介质,以实现对存在信号重叠的异常回波信号的识别。
[0006] 第一方面,本申请提供了一种异常回波信号的识别方法。该方法可以应用于一电子设备,该电子设备可以为独立设备,也可以与激光雷达集成在一起。上述方法包括:获得激光雷达的第一回波信号;确定第一回波信号为非饱和信号;确定第一回波信号的第一信噪比值;根据第一信噪比值确定第一脉冲宽度上限值;当第一回波信号的第一脉冲宽度值大于第一脉冲宽度上限值时,将第一回波信号识别为异常回波信号,其中,异常回波信号为存在信号叠加的回波信号。
[0007] 在一些可能的实施方式中,确定第一回波信号的第一脉冲宽度上限值的操作可以包括:根据信噪比与脉冲宽度标准差之间的第一映射关系,确定与第一回波信号的第一信噪比值对应的第一脉冲宽度标准差值;至少根据第一脉冲宽度标准差值确定第一脉冲宽度上限值。
[0008] 在一些可能的实施方式中,上述方法还可以包括:获得多个第二回波信号,多个第二回波信号为不存在信号叠加的多个非饱和信号;确定不同信噪比区间对应的脉冲宽度标准差值,信噪比区间为根据多个第二回波信号对应的信噪比值的取值范围划分得到的;对不同信噪比区间和脉冲宽度标准差值进行拟合,以得到第一映射关系。
[0009] 在一些可能的实施方式中,至少根据第一脉冲宽度标准差值确定第一脉冲宽度上限值的操作可以包括:根据激光雷达的探测概率以及第一脉冲宽度标准差值,确定第一信噪比值对应的目标系数;根据目标系数、基准脉冲宽度值以及第一脉冲宽度标准差值,确定第一脉冲宽度上限值。
[0010] 在一些可能的实施方式中,确定第一回波信号的第一脉冲宽度上限值的操作可以包括:根据信噪比与脉冲宽度上限之间的第二映射关系,确定与第一回波信号的第一信噪比值对应的第一脉冲宽度上限值。
[0011] 在一些可能的实施方式中,上述方法还可以包括:获得多个第二回波信号,多个第二回波信号为不存在信号叠加的多个非饱和信号;确定不同信噪比区间对应的脉冲宽度标准差值,信噪比区间为根据多个第二回波信号对应的信噪比值的取值范围划分得到的;至少根据脉冲宽度标准差值,确定不同信噪比区间对应的脉冲宽度上限值;对信噪比值和所述脉冲宽度上限值进行拟合,以得到第二映射关系。
[0012] 在一些可能的实施方式中,至少根据脉冲宽度标准差值,确定不同信噪比区间对应的脉冲宽度上限值的操作可以包括:根据激光雷达的探测概率以及脉冲宽度标准差值,确定信噪比区间对应的目标系数;根据目标系数、基准脉冲宽度值以及脉冲宽度标准差值,确定脉冲宽度上限值。
[0013] 在一些可能的实施方式中,确定不同信噪比区间对应的脉冲宽度标准差值的操作可以包括:确定多个第二回波信号对应的第二信噪比值以及多个第二回波信号的第二脉冲宽度值;根据第二脉冲宽度值,确定脉冲宽度标准差值。
[0014] 第二方面,本申请提供了一种异常回波信号的识别装置。该识别装置可以为电子设备或者电子设备中的芯片或者片上系统,还可以为电子设备中用于实现上述第一方面及其任一可能的实施方式所述的方法的功能模块。该识别装置可以实现上述第一方面及其任一可能的实施方式中电子设备所执行的功能,这些功能可以通过硬件执行相应的软件实现。这些硬件或软件包括一个或多个上述功能相应的模块。上述识别装置包括:获得模块,用于获得激光雷达的第一回波信号;确定模块,用于确定第一回波信号为非饱和信号,确定第一回波信号的第一信噪比值,以及根据第一信噪比值确定第一脉冲宽度上限值;识别模块,用于当第一回波信号的第一脉冲宽度值大于第一脉冲宽度上限值时,将第一回波信号识别为异常回波信号,其中,异常回波信号为存在信号叠加的回波信号。
[0015] 在一些可能的实施方式中,确定模块可以用于:根据信噪比与脉冲宽度标准差之间的第一映射关系,确定与第一回波信号的第一信噪比值对应的第一脉冲宽度标准差值;至少根据第一脉冲宽度标准差值确定第一脉冲宽度上限值。
[0016] 在一些可能的实施方式中,获得模块还可以用于:获得多个第二回波信号,多个第二回波信号为不存在信号叠加的多个非饱和信号。确定模块还可以用于:确定不同信噪比区间对应的脉冲宽度标准差值,信噪比区间为根据多个第二回波信号对应的信噪比值的取值范围划分得到的。上述装置还可以包括:计算模块,用于对不同信噪比区间和脉冲宽度标准差值进行拟合,以得到第一映射关系。
[0017] 在一些可能的实施方式中,确定模块可以用于:根据激光雷达的探测概率以及第一脉冲宽度标准差值,确定第一信噪比值对应的目标系数;根据目标系数、基准脉冲宽度值以及第一脉冲宽度标准差值,确定第一脉冲宽度上限值。
[0018] 在一些可能的实施方式中,确定模块可以用于:根据信噪比与脉冲宽度上限之间的第二映射关系,确定与第一回波信号的第一信噪比值对应的第一脉冲宽度上限值。
[0019] 在一些可能的实施方式中,获得模块还可以用于:获得多个第二回波信号,多个第二回波信号为不存在信号叠加的多个非饱和信号。确定模块还可以用于:确定不同信噪比区间对应的脉冲宽度标准差值,信噪比区间为根据多个第二回波信号对应的信噪比值的取值范围划分得到的;以及至少根据脉冲宽度标准差值,确定不同信噪比区间对应的脉冲宽度上限值。上述装置还可以包括:计算模块,用于对信噪比值和脉冲宽度上限值进行拟合,以得到第二映射关系。
[0020] 在一些可能的实施方式中,确定模块可以用于:根据激光雷达的探测概率以及脉冲宽度标准差值,确定信噪比区间对应的目标系数;以及根据目标系数、基准脉冲宽度值以及脉冲宽度标准差值,确定脉冲宽度上限值。
[0021] 在一些可能的实施方式中,确定模块可以用于:确定多个第二回波信号对应的第二信噪比值以及多个第二回波信号的第二脉冲宽度值;以及根据第二脉冲宽度值,确定脉冲宽度标准差值。
[0022] 第三方面,本申请提供了一种电子设备,包括:存储器,存储有计算机可执行指令;处理器,与存储器相连,用于通过执行计算机可执行指令,以实现如第一方面及其任一可能的实施方式所述的方法。
[0023] 第四方面,本申请提供了一种计算机存储介质,计算机存储介质存储有计算机可执行指令,计算机可执行指令被处理器执行后能够实现如第一方面及其任一可能的实施方式所述的方法。
[0024] 本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果:
[0025] 在本申请中,针对于激光雷达接收到的非饱和回波信号,通过将该回波信号的脉冲宽度值与该回波信号的信噪比值所对应的脉冲宽度上限值进行对比,从而识别该回波信号是否存在信号叠加,即识别该回波信号是否为异常回波信号。
[0026] 进一步地,由于本申请中对异常信号的识别可以仅基于回波信号的信噪比值和脉冲宽度值,无需对硬件电路作出改动,从而避免了硬件电路改变所造成的电路设计上的工作量。
[0027] 进一步地,本申请中对异常信号的识别是以回波信号的脉冲宽度为依据的,而非饱和信号的脉冲宽度是很容易得到的,所以,本申请所述的异常信号的识别方法可以适用于绝大多数非饱和信号。
[0028] 进一步地,本申请所述的异常信号识别方法可以利用回波信号在一般信号处理过程中产生的过程数据进行,而不需要图像处理,大大降低了异常信号识别的复杂度,缩短了时间,并提高了鲁棒性。
[0029] 进一步地,本申请中将回波信号的信噪比与回波信号的脉冲宽度相关联,针对不同信噪比的回波信号可以得到不同的脉冲宽度上限值,由此能够避免信噪比的变化对异常信号识别的干扰,提高识别的精确度。
[0030] 应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。

附图说明

[0031] 图1为相关技术中的一种激光雷达的结构示意图;
[0032] 图2为本申请实施例中的一种激光雷达探测场景的示意图;
[0033] 图3为本申请实施例中的激光雷达的回波信号的强度和波形之间的关系的示意图;
[0034] 图4为本申请实施例中的一种异常回波信号的识别方法的实施流程示意图;
[0035] 图5为本申请实施例中的第一回波信号进行线性插值的过程示意图;
[0036] 图6为本申请实施例中的建立第一映射关系的实施流程示意图;
[0037] 图7为本申请实施例中的建立第二映射关系的实施流程示意图;
[0038] 图8为本申请实施例中的一种异常回波信号的识别装置的结构示意图;
[0039] 图9为本申请实施例中的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

[0040] 以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本申请发明实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本发明。在其他情况中省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
[0041] 为了说明本申请所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
[0042] 激光雷达是一种目标探测技术。激光雷达通过激光器发出激光光束,激光光束遇到目标物体后发生漫反射,通过探测器接收反射回的光束,并根据发射的光束和反射回的光束确定目标物体的距离、方位、高度、速度、姿态、形状等特征量。
[0043] 激光雷达的应用领域非常广泛。除了运用在军事领域之外,目前还被广泛应用于生活领域,包括但不限于:智能驾驶车辆、智能驾驶飞机、三维(3D)打印、虚拟现实、增强现实、服务机器人等领域。以智能驾驶技术为例,在智能驾驶车辆中设置激光雷达,激光雷达可通过快速且重复地发射激光束来扫描周围环境,以获取反映周围环境中的一个或多个目标对象的形貌、位置、运动的点云数据等。
[0044] 需要说明的是,上述智能驾驶技术可以指无人驾驶、自动驾驶、辅助驾驶等技术。
[0045] 图1为相关技术中的一种激光雷达的结构示意图。参见图1,激光雷达10可以包括:光发射装置101、光接收装置102和处理器103。其中,光发射装置101、光接收装置102均与处理器103连接。
[0046] 其中,上述各器件之间的连接关系可以是电性连接,还可以是光纤连接。更具体的,在光发射装置101和光接收装置102中,还可能分别包括多个光学器件,这些光学器件之间的连接关系还可能是空间光传输连接。
[0047] 处理器103用于实现对发射装置101和光接收装置102的控制,以使光发射装置101和光接收装置102能够正常工作。示例性的,处理器103可以为光发射装置101和光接收装置102分别提供驱动电压,处理器103还可以为光发射装置101和光接收装置102提供控制信号。
[0048] 示例性的,处理器103可以是通用处理器,如中央处理器(central processing unit,CPU)、网络处理器(network processor,NP)等;处理器103还可以是数字信号处理器(digital signal processing,DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(field‑programmable gate array, FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
[0049] 光发射装置101中还包括光源(未示出)。可以理解的,上述光源可以指激光器,激光器的数量可以是一个或者多个。可选的,激光器可以具体为脉冲激光二极管(pulsed laser diode,PLD)、半导体激光器、光纤激光器等。上述光源用于发射激光束。具体的,处理器103可以向光源发送发射控制信号,从而触发光源发射激光束。
[0050] 可以理解的,上述激光束也可以称为激光脉冲、激光、发射光束等。
[0051] 激光雷达10还可以包括:一个或多个束整形光学元件和束扫描装置(未示出)。在一方面,束整形光学元件和束扫描装置将激光束朝向周围环境中的特定位置(如物体)聚焦和投射。在另一方面,束扫描装置和一个或更多束整形光学元件将返回波光束引导并聚焦到探测器上。在束整形光学元件与目标物体之间的光路中采用束扫描装置。束扫描装置实际上扩展视场并增大激光雷达的视场内的采样密度。
[0052] 下面结合图1所示的激光雷达的结构,简单描述激光雷达对物体104的探测过程。
[0053] 参见图1,激光束沿发射方向进行传播,当激光束遇到物体104后,在物体104的表面发生反射,反射回的光束被激光雷达的光接收装置102接收。这里,可以将激光束被物体104反射回的光束称为回波光束(图1中激光束和回波光束采用实线标识)。
[0054] 光接收装置102接收到回波光束后,对回波光束进行光电转换,即,将回波光束转换为电信号,光接收装置102将回波光束对应的电信号输出至处理器103,处理器103可以根据回波光束的电信号,获取物体104的形貌、位置、运动的点云数据等。
[0055] 在实际应用中,在采用激光雷达对物体进行探测时,可能存在以下情况:
[0056] 图2为本申请实施例中的一种激光雷达探测场景的示意图,参见图2,在激光雷达200的视场内,物体104A与物体104B邻近或者交叠,物体104A和物体104B与激光雷达200的距离是不同的,并且物体104A与物体104B之间的距离(记为d)较小(如d<0.15m)。此时,激光束从激光雷达200发出之后,激光束的光斑的一部分落在物体104A上,另一部分落在物体
104B上。那么,由物体104A和物体104B分别返回的回波光束的到达时刻之差可能会小于1纳秒(ns)。在此情况下,若回波光束的脉冲宽度大于或等于1ns,则这两个回波光束会叠加,回波光束对应的回波信号也会叠加。此时,激光雷达扫描物体104A得到的点云和扫描物体
104B得到的点云之间会出现“拖尾”或“拉丝”的现象,从而导致两个点云之间的界限不清楚。那么,如何对存在信号叠加的异常信号进行识别是一个亟待解决的问题。
[0057] 进一步地,图3为本申请实施例中的激光雷达的回波信号的强度和波形之间的关系的示意图,参见图3,随着回波信号31的强度的增大,回波信号31的幅度首先单调增大。在幅度达到饱和值后,回波信号31成为饱和信号,其幅度几乎保持不变,半峰全宽(full width at half maxima,FWHM)逐渐增大。这里,FWHM也可以称为脉冲宽度,或者简称为脉宽。进一步地,随着幅度达到饱和值的回波信号31的脉冲宽度(即FWHM)的增大,回波信号31的信号前沿(也可以描述为脉冲信号的上升沿)逐渐趋向稳定。或者,在幅值到达饱和值之前,回波信号31仍为非饱和信号。
[0058] 在激光雷达探测的过程中,对于非饱和信号,为了减少游走误差,根据回波信号的峰值确定回波信号的达到时刻是比较准确的。但是以此方式确定的回波信号的到达时刻非常容易受到信号叠加的影响。对于饱和回波信号来说,由于信号前沿较稳定,其受游走误差影响较小,可以根据回波信号的信号前沿确定回波信号的达到时刻,由此可以减少信号叠加带来的影响。而对于非饱和回波信号来说,其受游走误差影响较大,根据回波信号的信号前沿确定回波信号达到时刻往往是不准确的。所以,就需要识别存在信号叠加的异常信号,以便使用更合适的确定回波信号的到达时刻的方法,减小测距误差。那么,如何识别异常信号是一个亟待解决的技术问题。
[0059] 为了解决上述问题,本申请实施例提供了一种异常回波信号的识别方法。该方法可以应用于一电子设备。该电子设备用于识别由于信号叠加造成的异常回波信号。
[0060] 在实际应用中,该电子设备可以为独立设备,也可以与激光雷达集成在一起,本申请实施例对此不做具体限定。
[0061] 图4为根据本申请实施例的一种异常回波信号的识别方法的实施流程示意图。参见图4,该方法可以包括:S401、S402、S403、S404和S405。
[0062] S401,获得激光雷达的第一回波信号。
[0063] 其中,第一回波信号是激光雷达对物体进行探测的过程中接收到的回波信号。第一回波信号具有一定的幅度和脉冲宽度。
[0064] S402,确定第一回波信号为非饱和信号。
[0065] 其中,在S401中获得第一回波信号之后,电子设备可以确定第一回波信号是否为非饱和信号。
[0066] 可以理解的,在获得第一回波信号的时刻,电子设备并不知道该第一回波信号是饱和信号还是非饱和信号。在此情况下,电子设备首先可以获得第一回波信号的参数;然后根据该参数确定第一回波信号是否为非饱和信号。例如,电子设备可以获得第一回波信号的幅度值;并且当第一回波信号的幅度值达到一预设幅值时,确定第一回波信号为饱和信号;否则,确定第一回波信号为非饱和信号。在此,该预设幅值可以是激光雷达的发射信号的幅度值,也可以是激光雷达的发射信号在经过一定衰减之后的幅度值。需要说明的是,电子设备还可以采用其它方式确定第一回波信号为非饱和信号,本申请实施例中对此不作具体限定。
[0067] S403,确定第一回波信号的第一信噪比值。
[0068] 其中,在S402中确定第一回波信号为非饱和信号之后,为了确定第一回波信号的第一脉冲宽度上限值,需要确定第一回波信号的第一信噪比值。在本申请实施例中,信噪比(signal‑to‑noise ratio,SNR)为信号与噪声之间的比值。这里,噪声可以是底噪。对于第一回波信号来说,底噪值可以是预先确定的,也可以是电子设备基于第一回波信号确定的,还可以是电子设备从用于检测底噪的另一设备获取的,本申请实施例对此不作具体限定。
[0069] 在实际应用中,信噪比可以为峰值信噪比、平均信噪比等。上述第一信噪比值,可以理解为第一回波信号的峰值功率与底噪值之间的比值,即峰值信噪比。此时,第一信噪比值与第一回波信号的幅度值有关。或者,上述第一信噪比值,也可以理解为第一回波信号的平均功率与底噪值之间的比值,即平均信噪比。此时,第一信噪比值与第一回波信号的幅度值以及第一回波信号的脉冲宽度值(即第一脉冲宽度值)有关。当然,第一信噪比还可以存在其他情况,本申请实施例对此不做具体限定。
[0070] 在一实施例中,响应于第一信噪比值为峰值信噪比值,电子设备首先可以获得第一回波信号的幅度值和底噪值,然后电子设备基于第一回波信号的幅度值和底噪值,计算第一回波信号的第一信噪比值。
[0071] 在另一实施例中,响应于第一信噪比值为平均信噪比值,电子设备可以首先获得第一回波信号的幅度值(即第一幅度值)、第一脉冲宽度值以及底噪值,然后电子设备基于第一幅度值、第一脉冲宽度值以及底噪值确定第一信噪比值。
[0072] 需要说明的是,上述第一幅度值、第一脉冲宽度值以及底噪值可以为第一回波信号在进行一般信号处理的过程中产生的中间数据,其具体的计算过程可以参见相关技术,为节约说明书篇幅,在此不做赘述。
[0073] 在一些可能的实施方式中,上述第一幅度值可以理解为第一回波信号的幅度最大值。例如,若第一回波信号只具有一个波峰,则该波峰的峰值就是第一回波信号的幅度值。又例如,若第一回波信号具有多个波峰,则多个波峰的峰值中最大的峰值就是第一回波信号的幅度值。当然,第一回波信号的幅度值还可以存在其他情况,本公开实施例对此不做具体限定。
[0074] 在一些可能的实施方式中,第一脉冲宽度值可以理解为第一回波信号在幅度值的预设比例处的脉冲宽度值。这里,预设比例的取值范围可以为0至100%。示例性,该预设比例的取值可以为40%、50%、60%等。在一实施例中,第一脉冲宽度值可以为第一回波信号的半峰全宽值,也就是说,第一脉冲宽度值为第一回波信号在幅度值的50%处的脉冲宽度值。
[0075] 那么,电子设备在通过对第一回波信号进行信号处理得到第一脉冲宽度值的过程中,可以首先获得第一幅度值,然后电子设备可以基于第一幅度值确定第一脉冲宽度值。
[0076] 示例性的,电子设备可以根据第一幅度值,使用插值算法在第一回波信号的信号前沿和信号后沿(也可以描述为脉冲信号的下降沿)分别进行插值处理,以得到第一脉冲宽度值,如第一回波信号的半峰全宽值。
[0077] 下面以线性插值为例,对上述确定第一脉冲宽度值进行说明。
[0078] 图5为本申请实施例中的第一回波信号进行线性插值的过程示意图。参见图5,经过采样的第一回波信号51在时间(横坐标)‑幅度(纵坐标)坐标系中示出。在时间‑幅度坐标系中,横坐标轴的箭头所指的方向为时间推移方向。纵坐标轴的箭头所指的方向为幅度的增大方向。第一回波信号51具有信号前沿和信号后沿。信号前沿为第一回波信号51中位于左侧的上升沿。信号后沿为第一回波信号51中位于右侧的下降沿。此外,采样时间间隔为Ts。在图5中,第一回波信号51的曲线上的星型标记“*”表示按照Ts对第一回波信号进行采样的采样点。第一回波信号的采样点S0具有最大的纵坐标值,该采样点S0为第一回波信号的峰值,其幅度值为Amax。第一回波信号的信号前沿和信号后沿上幅度值为0.5Amax的点为点F和点R。
[0079] 第一步,电子设备在第一回波信号51的信号前沿进行线性插值,以得到幅度值Amax的50%处(即0.5Amax)对应的时刻t1。
[0080] 应理解的,电子设备确定第一回波信号51的最大幅值为S0处的幅度值Amax,并根据幅度值Amax确定50%处的幅度值为0.5Amax。之后,电子设备沿信号前沿确认两个采样点S1和S2。其中,采样点S1和采样点S2是相邻的采样点并分别对应于时刻 和 ,并且采样点S1对应的幅度值 小于0.5Amax,采样点S2对应的幅度值 大于0.5Amax。接下来,由于已知采样时间间隔Ts,电子设备能够根据第一回波信号的峰值Amax、采样点S1的时刻 和幅度值 、以及采样点S2的时刻 和幅度值 ,确定点F对应时刻t1。
[0081] 示例性的,点F对应时刻t1可以根据以下公式(1)得到:
[0082]                      (1)
[0083] 第二步,电子设备可以在第一回波信号51的信号后沿进行线性插值,以得到0.5Amax处对应时刻t2。
[0084] 可以理解,电子设备确定第一回波信号51的最大幅值为S0处的幅度值Amax,并根据幅度值Amax确定50%处的幅度值为0.5Amax。之后,电子设备沿信号后沿确认两个采样点S3和S4。其中,采样点S3和采样点S4是相邻的采样点并分别对应于时刻 和 ,并且采样点S3对应的幅度值 大于0.5Amax,采样点S4对应的幅度值 小于0.5Amax。接下来,已知采样时间间隔Ts,电子设备能够根据第一回波信号的峰值Amax、采样点S3的时刻 和幅度值、以及采样点S4的时刻 和幅度值 ,确定点R对应时刻t2。
[0085] 示例性的,点R对应时刻t2可以通过以下公式(2)得到:
[0086]                   (2)
[0087] 需要说明的是,上述电子设备确定t1和t2的步骤可以同时执行,也可以顺序执行,例如,电子设备可以先确定t1再确定t2,或者电子设备可以先确定t2再确定t1,本申请实施例对此不做具体限定。
[0088] 第三步,电子设备根据点F对应时刻t1和点R对应时刻t2,确定第一脉冲宽度值,即t1与t2之间的时间间隔。
[0089] 可以理解的,第一脉冲宽度值表示时间长度。因此,第一脉冲宽度值可以为点F对应时刻t1和点R对应时刻t2之间的差值,即第一脉冲宽度值=t2‑t1。
[0090] 在本申请实施例中,电子设备采用线性插值算法确定第一脉冲宽度值,能够降低计算的复杂度,从而减少运算量并缩短运算时长。
[0091] 在实际应用中,上述确定第一脉冲宽度值所使用的插值算法可以为以下插值算法之一:线性插值、多项式插值、样条插值、牛顿插值和拉格朗日插值等。当然,上述插值算法还可以为其他算法,本申请实施例对此不做具体限定。
[0092] S404,根据第一信噪比值确定第一脉冲宽度上限值。
[0093] 其中,电子设备在S403中获得第一信噪比之后,确定与第一信噪比值对应的脉冲宽度上限值(即第一脉冲宽度上限值)。
[0094] 在一实施例中,电子设备可以根据预先建立的信噪比与脉冲宽度标准差之间的映射关系(即第一映射关系),确定与第一信噪比值对应的第一脉冲宽度标准差值;并且至少根据第一脉冲宽度标准差值确定第一脉冲宽度上限值。
[0095] 在实际应用中,对于不存在信号叠加的非饱和回波信号,即正常回波信号,在不同的信噪比值下的脉冲宽度值可以是不同的。在一实施例中,可以将信噪比的完整取值范围划分为多个信噪比区间。在每个信噪比区间内的多个正常回波信号的脉冲宽度值可以认为是遵循一定的分布规律。正常回波信号的脉冲宽度可以不尽相同。在此情况下,其信噪比值处于同一个信噪比区间内的正常回波信号可以具有一脉冲宽度标准差值。换言之,该脉冲宽度标准差值与此信噪比区间之间可以存在映射关系(即第一映射关系)。
[0096] 在另一实施例中,电子设备可以根据预先建立的信噪比与脉冲宽度上限之间的映射关系(即第二映射关系),确定与第一信噪比值对应的第一脉冲宽度上限值。
[0097] 在实际应用中,由于在每个信噪比区间内的多个正常回波信号的脉冲宽度值可以认为是遵循一定的分布规律,其信噪比值处于同一个信噪比区间内的正常回波信号的脉冲宽度范围具有上限值。更具体地说,对于正常回波信号而言,其脉冲宽度通常应当在该上限值界定的范围内。因此,该脉冲宽度范围的上限值(即最大值)可以确定为该信噪比区间对应的脉冲宽度上限值。那么,信噪比与脉冲宽度上限之间可以存在映射关系(即第二映射关系)。
[0098] 需要说明的是,信噪比区间的划分方式可以根据实际情况确定。例如,信噪比区间可以是对完整取值范围进行等分得到的。则每个信噪比区间的大小相同。又例如,信噪比区间可以是对完整取值范围进行非等分得到的。则各信噪比区间的大小不同。此外,信噪比的完整取值范围也可以根据实际情况确定。例如,完整取值范围可以是(0,  ),即在零和无穷大之间。又例如,完整取值范围可以是(0, K),即在零和K之间。其中,K可以是预设的上限值。
[0099] S405,当第一脉冲宽度值大于第一脉冲宽度上限值时,确定第一回波信号为异常回波信号。
[0100] 其中,异常回波信号为存在信号叠加的回波信号,即存在信号叠加的非饱和信号。
[0101] 可以理解的,在S404之后,电子设备将第一回波信号的第一脉冲宽度值与第一脉冲宽度上限值进行比较。当比较结果表示第一脉冲宽度值大于第一脉冲宽度上限值时,电子设备可以将第一回波信号识别为异常回波信号,即第一回波信号中存在信号叠加。
[0102] 在一实施例中,当上述比较结果表示第一脉冲宽度值小于或等于第一脉冲宽度上限值时,电子设备可以将第一回波信号识别为正常回波信号,即第一回波信号中不存在信号叠加。
[0103] 在另一实施例中,当上述比较结果表示第一脉冲宽度值大于或等于第一脉冲宽度上限值时,电子设备可以将第一回波信号识别为异常回波信号。反之,当比较结果表示第一脉冲宽度值小于第一脉冲宽度上限值时,电子设备可以将第一回波信号识别为正常回波信号。
[0104] 至此,便完成了对异常回波信号的识别过程。
[0105] 可以理解的,S404可以通过两种方式进行实现。
[0106] 在一些可能的实施方式中,电子设备执行S404的第一种方式可以包括:S4041和S4042。
[0107] S4041,根据信噪比与脉冲宽度标准差之间的第一映射关系,确定与第一回波信号的第一信噪比值对应的第一脉冲宽度标准差值。
[0108] 可以理解的,电子设备存储有信噪比与脉冲宽度标准差之间的第一映射关系。因此,在电子设备在S403中得到第一信噪比值之后,电子设备可以根据第一映射关系确定与该第一信噪比值对应的脉冲宽度标准差值(即第一脉冲宽度标准差值)。
[0109] 在一些可能的实施方式中,电子设备可以预先建立上述第一映射关系。图6为本申请实施例中的建立第一映射关系的实施流程示意图,参见图6,上述方法还可以包括:S601、S602和S603。
[0110] S601,获得多个第二回波信号。
[0111] 其中,多个第二回波信号为不存在信号叠加的多个非饱和信号,如上述正常回波信号。
[0112] 可以理解的,电子设备可以获取多个第二回波信号作为回波信号样本。在实际应用中,第二回波信号可以为通过仿真得到的回波信号,也可以为实际测量到的回波信号。当然,第二回波信号还可以为同时包括通过仿真得到的回波信号和实际测量到的回波信号,本申请实施例对此不作具体限定。
[0113] 在实际应用中,回波信号样本可以具有尽可能大的样本数量。
[0114] 在一些可能的实施方式中,电子设备在S601之后,还可以对多个第二回波信号进行信号处理,以获得每一个第二回波信号的幅度值(即第二幅度值)、第二回波信号的脉冲宽度值(即第二脉冲宽度值)以及第二回波信号的信噪比值(即第二信噪比值)。由于第二幅度值、第二脉冲宽度值和第二信噪比值可以为第二回波信号在进行一般信号处理的过程中产生的中间数据,其具体的计算过程可以参见上述实施例中对第一幅度值、第一脉冲宽度值和第一信噪比值的计算过程的说明,为节约说明书篇幅,在此不做赘述。
[0115] S602,确定不同信噪比区间对应的脉冲宽度标准差值。
[0116] 其中,信噪比区间为根据多个第二回波信号对应的信噪比值的完整取值范围划分得到。
[0117] 可以理解的,电子设备在获得第二回波信号之后,可以获得每一个第二回波信号的第二信噪比值以及第二脉冲宽度值。同样地,第二信噪比值的完整取值范围可以被划分为多个信噪比区间。在每个信噪比区间内的多个第二回波信号的第二脉冲宽度值可以认为是遵循一定的分布规律。在不同的信噪比区间内,可以存在多个第二回波信号。例如,N个第二回波信号可以对应于M个信噪比区间,这里,M≠N,M和N为大于或者等于2的正整数。然后,电子设备针对于每一个信噪比区间,根据该信噪比区间内多个第二回波信号的第二脉冲宽度值,可以确定对应的脉冲宽度标准差值。
[0118] 示例性的,第二回波信号的数量可以为N,第二回波信号对应的信噪比区间的数量可以为M。在M个信噪比区间中,第i个信噪比区间可以与N个第二回波信号中的Ni个第二回波信号对应,其中,i为小于或者等于M的正整数,Ni小于或者等于N。那么,电子设备可以通过以下公式(3)确定第i个信噪比区间对应的脉冲宽度标准差值。
[0119]                      (3)
[0120] 其中,FWi表示第i个信噪比区间对应的脉冲宽度标准差值;Bj表示Ni个第二回波信号中第j个第二回波信号的第二脉冲宽度值;表示Ni个第二回波信号的脉冲宽度平均数。
[0121] 需要注意的是,上述公式(3)表示的脉冲宽度标准差值FWi为样本标准差值。
[0122] S603,对不同信噪比区间和脉冲宽度标准差进行拟合,以得到第一映射关系。
[0123] 可以理解的,在S602之后,电子设备已经确定了多个信噪比区间以及与每个信噪比区间对应的脉冲宽度标准差值。那么,基于位于多个信噪比区间中的第二信噪比值和对应的多个脉冲宽度标准差值,通过拟合处理,可以得到第二信噪比值和脉冲宽度标准差之间的映射关系(即第一映射关系)。
[0124] 需要说明的是,上述拟合可以是线性拟合、多项式拟合、或者任何其他适当的拟合方法,本申请实施例对此不作具体限定。
[0125] 在一实施例中,对多个信噪比区间中的第二信噪比值和对应的多个脉冲宽度标准差值进行分段线性拟合。例如,对M个信噪比区间中的第二信噪比值和对应的M个脉冲宽度标准差值进行分段线性拟合,以得到的映射关系可以表示为以下公式(8):
[0126]                (4)
[0127] 其中,FW表示脉冲宽度标准差;SNR表示第二信噪比;u0、u1、……、um为信噪比的分段点。分段点u0、u1、……、um划分出m个信噪比区间。在这m个分段区间内,FW和SNR之间的线性关系保持不变。a1、a2、……、am和b1、b2、……、bm分别为m个信噪比区间内的线性拟合的参数,其中,a1、a2、……、am表示在m个信噪比区间内的线性函数的斜率参数,b1、b2、……、bm表示在m个信噪比区间内的线性函数的截距参数。
[0128] 在实际应用中,分段点u0、u1、……、um可以是预先设置的,也可以是在拟合过程中基于多个信噪比值和多个脉冲宽度标准差值的分布确定的。例如,m个信噪比区间的区间长度可以是相同的,也可以是不同的。又例如,m个信噪比区间的区间长度可以是固定的,也可以在拟合过程中动态调整。
[0129] 因为多段线性拟合只需要执行乘法和加法运算,所以在针对映射关系的拟合过程中需要的运算量大幅减少,有效地缩短了拟合过程的时长。
[0130] 至此,通过S601、S602和S603,电子设备能够得到第一映射关系。
[0131] S4042,至少根据第一脉冲宽度标准差值确定第一脉冲宽度上限值。
[0132] 可以理解的,第一脉冲宽度上限值可以通过计算或查表的方式得到。
[0133] 在一实施例中,电子设备可以至少根据第一脉冲宽度标准差值计算出第一脉冲宽度上限值。在此方式中,电子设备可以执行以下两个操作:
[0134] 操作1,根据激光雷达的探测概率以及第一脉冲宽度标准差值,确定第一信噪比值对应的目标系数。
[0135] 其中,目标系数表示偏离均值的标准差倍数。可以根据预先设定的探测概率查询正态分布概率表获得。
[0136] 操作2,根据目标系数、基准脉冲宽度值以及第一脉冲宽度标准差值,确定第一脉冲宽度上限值。
[0137] 在一示例中,针对于第i个信噪比区间,电子设备可以根据以下公式(5)计算第一脉冲宽度标准差值对应的第一脉冲宽度上限值:
[0138]                      (5)
[0139] 其中,B0表示基准脉冲宽度值;α表示偏离均值的标准差倍数,可以根据预先设定的探测概率Pd查询正态分布概率表获得;FW表示第一脉冲宽度标准差; 表示第一脉冲宽度上限值。基准脉冲宽度值可以是根据大量的非饱和信号的脉冲宽度统计得到的,在同一个激光雷达中,基准脉冲宽度值基本固定不变,可以认为是激光雷达接收的非饱和信号的脉冲宽度的平均值。
[0140] 在一实施例中,电子设备可以至少根据第一脉冲宽度标准差值查表得到第一脉冲宽度上限值。
[0141] 在此情况下,电子设备可以预先获得脉冲宽度标准差和脉冲宽度上限之间的对照表(或称为映射表、关系表等)。
[0142] 在一些可能的实施方式中,电子设备执行S404的第二种方式可以包括:S4043。
[0143] S4043,根据信噪比与脉冲宽度上限之间的第二映射关系,确定与第一回波信号的所述第一信噪比值对应的第一脉冲宽度上限值。
[0144] 可以理解的,电子设备存储有信噪比与脉冲宽度上限之间的第二映射关系。因此,在电子设备在S403中得到第一信噪比值之后,电子设备可以根据第二映射关系确定与该第一信噪比值对应的脉冲宽度上限值(即第一脉冲宽度上限值)。
[0145] 在一些可能的实施方式中,电子设备可以预先建立上述第二映射关系。图7为本申请实施例中的建立第二映射关系的实施流程示意图,参见图7,上述方法还可以包括:S701、S702、S703和S704。
[0146] S701,获得多个第二回波信号。
[0147] 其中,多个第二回波信号为不存在信号叠加的多个非饱和信号。
[0148] S702,确定不同信噪比区间对应的脉冲宽度标准差值。
[0149] 其中,信噪比区间为根据多个第二回波信号对应的信噪比值的取值范围划分得到的。
[0150] 需要说明的是,S701和S702的实现与上述S601和S602的实现完全相同,在此不再赘述。
[0151] S703,至少根据所述脉冲宽度标准差值,确定所述不同信噪比区间对应的脉冲宽度上限值。
[0152] 可以理解的,电子设备在通过S702在获得不同信噪比区间内的脉冲宽度标准差值之后,可以根据激光雷达的探测概率要求,将每一个信噪比区间对应的脉冲宽度标准差值乘以目标系数,再加上基准脉冲宽度值,以此作为该信噪比区间内的第二脉冲宽度上限值,如此降低了第二回波信号被误识别为异常回波信号的风险。
[0153] 在本申请实施例中,激光雷达的探测概率可以理解为激光雷达的检测概率、发现概率等。探测概率为激光雷达发现目标能力的概率描述,即目标存在时激光雷达判断目标出现的概率。
[0154] 在一些可能的实施方式中,上述S703可以包括:电子设备根据激光雷达的探测概率以及上述脉冲宽度标准差值,确定不同信噪比区间下的目标系数。然后,电子设备根据目标系数、基准脉冲宽度值以及脉冲宽度标准差值,确定不同信噪比区间下的第二脉冲宽度上限值。
[0155] 可以理解的,针对于一个信噪比区间,电子设备根据该信噪比区间对应的脉冲宽度值的分布情况,可以确定脉冲宽度落入一预设范围内的回波信号样本的数量,进而确定每一个脉冲宽度值落入预设范围内的概率值。那么,通过设定不同的概率值,电子设备能够得到不同的预设范围(即脉冲宽度范围),进而得到不同的脉冲宽度上限值(即脉冲宽度范围的上限值)。在实际应用中,上述概率值可以根据实际需求进行设置。
[0156] 第一步,电子设备根据激光雷达的探测概率以及上述脉冲宽度标准差值,确定不同信噪比区间下的目标系数。
[0157] 可以理解的,位于相同信噪比区间内的多个回波信号样本的脉冲宽度值的分布可以符合高斯分布(或称为正态分布)。在此情况下,对于脉冲宽度标准差值FWi,脉冲宽度的概率密度函数表示为公式(6):
[0158]                  (6)
[0159] 其中,P(B)表示脉冲宽度的概率密度,B0表示基准脉冲宽度值,其中,B0为经验值。
[0160] 探测概率表示的是正常信号能够被识别为正常信号的概率,具体到本实施例中,探测概率Pd等于第二脉冲宽度值小于第二脉冲宽度上限值的概率。由此,可以得到等式(7):
[0161]                       (7)
[0162] 其中,Bd表示第二脉冲宽度上限值。在探测概率Pd确定之后,根据公式(6)和公式(7)可以计算得到第二脉冲宽度上限值Bd。需要说明的是,探测概率Pd的具体取值可以是根据激光雷达的测量精度、应用场景、硬件性能等确定,本申请实施例对此不做具体限定。
[0163] 在实际操作过程中,对于信号脉冲宽度服从正态分布N(B0,FWi),第二脉冲宽度上限值Bd = B0 + α·FWi,α表示偏离均值的标准差倍数。可以根据预先设定的探测概率Pd查询正态分布概率表获得上述目标系数α,从而计算得到脉冲宽度上限值Bd。
[0164] 第二步,电子设备根据目标系数、基准脉冲宽度值以及脉冲宽度标准差值,确定不同信噪比区间下的第二脉冲宽度上限值。
[0165] 可以理解的,针对于不同第二信噪比区间,电子设备将对应的脉冲宽度标准差值乘以该信噪比区间对应的目标系数,再在两者之积基础上加上基准脉宽值,如此得到与不同信噪比区间对应的第二脉冲宽度上限值。
[0166] 示例性的,对于针对于第i个信噪比区间,可以根据以下公式(8)计算对应的第二脉冲宽度上限值:
[0167]                      (8)
[0168] 其中, 表示第i个信噪比区间对应的第二脉冲宽度上限值。
[0169] 需要说明的是,S4042中的对照表,也可以通过上述方式得到。
[0170] S704,对所述信噪比值和所述脉冲宽度上限值进行拟合,以得到所述第二映射关系。。
[0171] 可以理解的,在S702之后,电子设备已经确定了多个信噪比区间以及与每个信噪比区间对应的脉冲宽度标准差值。那么,基于位于多个信噪比区间中的第二信噪比值和对应的多个脉冲宽度标准差值,通过拟合处理,可以得到第二信噪比值和脉冲宽度标准差之间的映射关系。
[0172] 在一示例中,基于S603中通过拟合得到的第二信噪比和脉冲宽度标准差之间的映射关系(4),并结合公式(8),能够实现第二信噪比值和第二脉冲宽度上限值之间的拟合,从而得到第二映射关系。
[0173] 在本申请实施例中,针对于激光雷达接收到的非饱和回波信号,通过将该回波信号的脉冲宽度值与该回波信号的信噪比值所对应的脉冲宽度上限值进行对比,从而识别该回波信号是否存在信号叠加,即识别该回波信号是否为异常回波信号。进一步地,由于本申请实施例中对异常信号的识别可以仅基于回波信号的信噪比值和脉冲宽度值,无需对硬件电路作出改动,从而避免了硬件电路改变所造成的电路设计上的工作量。进一步地,本申请实施例中对异常信号的识别是以回波信号的脉冲宽度为依据的,而非饱和信号的脉冲宽度是很容易得到的,所以,本申请实施例所述的异常信号的识别方法可以适用于绝大多数非饱和信号。进一步地,本申请所述的异常信号识别方法可以利用回波信号在一般信号处理过程中产生的过程数据进行,而不需要图像处理,大大降低了异常信号识别的复杂度,缩短了时间,并提高了鲁棒性。进一步地,本申请实施例中将回波信号的信噪比与回波信号的脉冲宽度相关联,针对不同信噪比的回波信号可以得到不同的脉冲宽度上限值,由此能够避免信噪比的变化对异常信号识别的干扰,提高识别的精确度。
[0174] 基于相同的发明构思,本申请实施例提供了一种异常回波信号的识别装置。该识别装置可以为电子设备或者电子设备中的芯片或者片上系统,还可以为电子设备中用于实现上述实施例及其任一可能的实施方式所述的方法的功能模块。该识别装置可以实现上述实施例及其任一可能的实施方式中电子设备所执行的功能,这些功能可以通过硬件执行相应的软件实现。这些硬件或软件包括一个或多个上述功能相应的模块。图8为本申请实施例中的一种异常回波信号的识别装置的结构示意图。参见图8所示,该识别装置800可以包括:获得模块801,用于获得激光雷达的第一回波信号;确定模块802,用于确定第一回波信号为非饱和信号,确定第一回波信号的第一信噪比值,以及根据第一信噪比值确定第一脉冲宽度上限值;识别模块803,用于当第一回波信号的第一脉冲宽度值大于第一脉冲宽度上限值时,将第一回波信号识别为异常回波信号,其中,异常回波信号为存在信号叠加的回波信号。
[0175] 在一些可能的实施方式中,确定模块802可以用于:根据信噪比与脉冲宽度标准差之间的第一映射关系,确定与第一回波信号的第一信噪比值对应的第一脉冲宽度标准差值;至少根据第一脉冲宽度标准差值确定第一脉冲宽度上限值。
[0176] 在一些可能的实施方式中,获得模块801还可以用于:获得多个第二回波信号,多个第二回波信号为不存在信号叠加的多个非饱和信号。确定模块802还可以用于:确定不同信噪比区间对应的脉冲宽度标准差值,信噪比区间为根据多个第二回波信号对应的信噪比值的取值范围划分得到的。上述装置还可以包括:计算模块804,用于对不同信噪比区间和脉冲宽度标准差值进行拟合,以得到第一映射关系。
[0177] 在一些可能的实施方式中,确定模块802可以用于:根据激光雷达的探测概率以及第一脉冲宽度标准差值,确定第一信噪比值对应的目标系数;根据目标系数、基准脉冲宽度值以及第一脉冲宽度标准差值,确定第一脉冲宽度上限值。
[0178] 在一些可能的实施方式中,确定模块802可以用于:根据信噪比与脉冲宽度上限之间的第二映射关系,确定与第一回波信号的第一信噪比值对应的第一脉冲宽度上限值。
[0179] 在一些可能的实施方式中,获得模块801还可以用于:获得多个第二回波信号,多个第二回波信号为不存在信号叠加的多个非饱和信号。确定模块802还可以用于:确定不同信噪比区间对应的脉冲宽度标准差值,信噪比区间为根据多个第二回波信号对应的信噪比值的取值范围划分得到的;以及至少根据脉冲宽度标准差值,确定不同信噪比区间对应的脉冲宽度上限值。上述装置还可以包括:计算模块804,用于对信噪比值和脉冲宽度上限值进行拟合,以得到第二映射关系。
[0180] 在一些可能的实施方式中,确定模块802可以用于:根据激光雷达的探测概率以及脉冲宽度标准差值,确定信噪比区间对应的目标系数;以及根据目标系数、基准脉冲宽度值以及脉冲宽度标准差值,确定脉冲宽度上限值。
[0181] 在一些可能的实施方式中,确定模块802可以用于:确定多个第二回波信号对应的第二信噪比值以及多个第二回波信号的第二脉冲宽度值;以及根据第二脉冲宽度值,确定脉冲宽度标准差值。
[0182] 需要说明的是,上述获得模块801、确定模块802、识别模块803以及计算模块704的具体实现过程可参考图4至图7对应实施例的详细描述,为了说明书的简洁,这里不再赘述。
[0183] 本申请实施例中提到的获得模块801、确定模块802、识别模块803以及计算模块804可以为一个或者多个处理器。
[0184] 基于相同的发明构思,本申请实施例提供一种电子设备,该电子设备可以为上述一个或者多个实施例中所述的电子设备。图9为本申请实施例中的一种电子设备的结构示意图,参见图9所示,电子设备900,可以采用通用的计算机硬件,包括处理器901和存储器902。
[0185] 在一实施例中,处理器901和存储器902可以通过总线903通信。
[0186] 在一些可能的实施方式中,至少一个处理器901可以构成具有对一个或多个输入执行逻辑运算的电路的任何物理设备。例如,至少一个处理器可以包括一个或多个集成电路(integrated circuit,IC),包括专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)、微芯片、微控制器、微处理器、中央处理单元(central processing unit,CPU)的全部或部分、图形处理单元(graphics processing unit,GPU)、数字信号处理器(digital signal process,DSP)、现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)或者适于执行指令或执行逻辑运算的其他电路。由至少一个处理器执行的指令可以例如被预加载到与控制器集成的或嵌入在控制器中的存储器中,或者可以存储在分离的存储器中。存储器可以包括随机存取存储器(random access memory,RAM)、只读存储器(read‑only memory,ROM)、硬盘、光盘、磁介质、闪存,其他永久、固定或易失性存储器,或者能够存储指令的任何其他机制。在一些实施例中,至少一个处理器可以包括多于一个处理器。每个处理器可以具有相似的结构,或者处理器可以具有彼此电连接或断开的不同构造。例如,处理器可以是分离的电路或集成在单个电路中。当使用多于一个处理器时,处理器可以被配置为独立地或协作地操作。处理器可以以电、磁、光学、声学、机械或通过允许它们交互的其他手段来耦合。根据本申请的一个实施例,本申请还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,该指令被处理器执行上述标定方法的步骤。存储器902可以包括以易失性和/或非易失性存储器形式的计算机存储媒体,如只读存储器和/或随机存取存储器。存储器902可以存储操作系统、应用程序、其他程序模块、可执行代码、程序数据、用户数据等。
[0187] 此外,上述存储器902中存储有用于实现图8中的获得模块801、确定模块802、识别模块803以及计算模块804的功能的计算机执行指令。图8中的获得模块801、确定模块802、识别模块803以及计算模块804的功能/实现过程均可以通过图9中的处理器901调用存储器902中存储的计算机执行指令来实现,具体实现过程和功能参考上述相关实施例。
[0188] 基于相同的发明构思,本申请实施例提供一种电子设备,包括:存储器,存储有计算机可执行指令;处理器,与存储器相连,用于通过执行计算机可执行指令,并能够实现如上述一个或者多个实施例所述的方法。
[0189] 基于相同的发明构思,本申请提供一种计算机存储介质,计算机存储介质存储有计算机可执行指令,计算机可执行指令被处理器执行后,能够实现如上述一个或者多个实施例所述的方法。
[0190] 本领域技术人员可以理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
[0191] 以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解,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;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。