激光雷达的标定方法、系统、设备及介质与流程

本申请属于激光雷达，涉及一种激光雷达的标定方法，特别是涉及一种激光雷达的标定方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、在激光雷达（lidar）系统中，飞行时间（time-of-flight，tof）测量技术的测距精度与系统稳定性，是衡量其性能优劣的核心指标。tof测距的原理决定了任何微小的时序误差都会被直接转化为距离偏差，因此，系统各部件的时序精确性是实现高精度测量的基石。然而，在实际工程应用中，环境温度的变化及其引发的温度漂移（温漂）效应，成为制约系统性能稳定输出的关键瓶颈之一。温漂对测距精度的影响是多维度的，主要体现在接收与发射两个核心环节。在接收端，以硅光电倍增管（silicon photomultiplier，sipm）或单光子雪崩二极管（single-photon avalanche diode，spad）为代表的核心光电探测器，其物理特性对温度极为敏感。具体而言，这些器件的雪崩击穿电压会随温度变化而产生显著漂移。当工作电压未能随之动态调整时，将直接导致光子探测效率（photon detectionefficiency，pde）的波动。pde的不稳定意味着系统对回波信号的响应灵敏度发生变化，这种变化会随机地影响信号触发时刻的判断，最终体现为光子到达时刻（t1）的测量抖动，从而引入测距误差。

2、与此同时，发射端的时序链路同样面临温漂的严峻挑战。作为计时起点的激光器实际发光时刻（t0），其精确性直接决定了整体测距的绝对精度。然而，在发射链路中，激光驱动芯片内部的电信号传输速度会随温度变化而改变，导致从触发指令发出到激光器实际输出光脉冲之间产生不可忽视的时序漂移。这种t0时刻的漂移是一种直接的系统误差，即便后端信号处理能力再强，也无法通过算法进行校正，因而对测距结果的准确性构成根本性影响。

3、近年来，随着半导体工艺和封装技术的进步，接收端探测器的温漂特性在一定程度上可通过出厂前的生产标定和温度查找表（look-up table，lut）进行补偿，从而缓解其影响。同样，发射端驱动芯片的设计也在不断迭代，旨在提升其内部延时对温度变化的鲁棒性。然而，受限于芯片内部热梯度的复杂性、器件老化的非线性以及系统全温域工作范围的广泛性，现有技术手段仍难以完全消除t0时刻随温度的动态漂移。特别是在高精度、远距离测量的应用场景下，发射端时序偏差的有效抑制，依然是当前激光雷达技术发展中亟待解决的关键难题。

技术实现思路

1、本申请提供一种激光雷达的标定方法、系统、设备及介质，用于解决现有技术中激光雷达的实际发光时刻随温度的动态漂移的问题。

2、第一方面，本申请提供一种激光雷达的标定方法。所述激光雷达的标定方法包括：在现场可编程门阵列内部配置基于延迟链的时间数字转换模块；利用所述时间数字转换模块监测激光雷达的触发输出信号和现场可编程门阵列发送的参考触发信号之间的时间间隔；基于监测到的时间间隔，判断激光雷达的实际发光时刻是否因温度漂移发生变化，若是，则对所述实际发光时刻进行重新标定，若否，则确认不存在温度漂移。

3、在第一方面的一种实现方式中，所述时间数字转换模块包括多级延迟模块，利用所述多级延迟模块对所述激光雷达的触发输出信号进行逐级延迟。

4、在第一方面的一种实现方式中，利用所述多级延迟模块对所述激光雷达的触发输出信号进行逐级延迟包括：接收到所述现场可编程门阵列发送的参考触发信号时，将所述激光雷达的触发输出信号的传递状态保存为温度计码；基于所述温度计码进行计算，以得到所述激光雷达的触发输出信号与所述现场可编程门阵列发送的参考触发信号之间的时间间隔。

5、在第一方面的一种实现方式中，基于所述温度计码进行计算，以得到所述激光雷达的触发输出信号与所述现场可编程门阵列发送的参考触发信号之间的时间间隔包括：经过一级延迟单元后，所述温度计码存储为一个高电平；根据所述温度计码中高电平的数量进行换算，以得到所述激光雷达的触发输出信号与所述现场可编程门阵列发送的参考触发信号之间的时间间隔。

6、在第一方面的一种实现方式中，判断激光雷达的实际发光时刻是否因温度漂移发生变化包括：判断监测到的所述时间间隔与所述激光雷达预先标定的基准标定值是否一致，若是，则确认不存在温度漂移，若否，则确认所述实际发光时刻因温度漂移发生变化，对所述实际发光时刻进行重新标定。

7、在第一方面的一种实现方式中，对所述实际发光时刻进行重新标定包括：当确认所述实际发光时刻因温度漂移发生变化时，重启所述激光雷达，直至监测到的时间间隔稳定到出厂标定的所述实际发光时刻；或在所述激光雷达的深度计算中，实时减去监测到的时间间隔，以补偿所述实际发光时刻因温度漂移产生的偏差。

8、第二方面，本申请提供一种激光雷达的标定系统。所述激光雷达的标定系统包括：现场可编程门阵列；时间数字转换模块模块，设置于所述现场可编程门阵列内部，被配置为监测激光雷达的触发输出信号和所述现场可编程门阵列发送的参考触发信号之间的时间间隔；以及基于监测到的时间间隔，判断激光雷达的实际发光时刻是否因温度漂移发生变化，若是，则对所述实际发光时刻进行重新标定，若否，则确认不存在温度漂移。

9、在第二方面的一种实现方式中，所述激光雷达的标定系统还包括：激光驱动芯片，被配置为接收所述现场可编程门阵列发送的触发脉冲信号和选通信号，以驱动所述选通信号对应的激光器工作。

10、第三方面，本申请提供一种电子设备。所述电子设备包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述电子设备执行如第一方面中任一项所述的激光雷达的标定方法。

11、第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面中任一项所述的激光雷达的标定方法。

12、如上所述，本申请所述的激光雷达的标定方法、系统、设备及介质，具有以下有益效果：

13、利用时间数字转换模块对激光雷达的触发输出信号和现场可编程门阵列的触发信号之间的时间间隔进行监测，以判定是否出现温度漂移，并对发生温度漂移的激光雷达的实际发光时刻进行重新标定，显著抵消温度对驱动链路信号传播速度的影响，确保了激光发射时刻的精确性与可重复性，使得雷达系统在高温或低温极端环境下仍能维持原有的测距基准，大幅提高了全温域范围内的绝对测距精度。

1.一种激光雷达的标定方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的激光雷达的标定方法，其特征在于，所述时间数字转换模块包括多级延迟模块，利用所述多级延迟模块对所述激光雷达的触发输出信号进行逐级延迟。

3.根据权利要求2所述的激光雷达的标定方法，其特征在于，利用所述多级延迟模块对所述激光雷达的触发输出信号进行逐级延迟包括：

4.根据权利要求3所述的激光雷达的标定方法，其特征在于，基于所述温度计码进行计算，以得到所述激光雷达的触发输出信号与所述现场可编程门阵列发送的参考触发信号之间的时间间隔包括：

5.根据权利要求1所述的激光雷达的标定方法，其特征在于，判断激光雷达的实际发光时刻是否因温度漂移发生变化包括：

6.根据权利要求1所述的激光雷达的标定方法，其特征在于，对所述实际发光时刻进行重新标定包括：

7.一种激光雷达的标定系统，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的激光雷达的标定系统，其特征在于，还包括：

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至6任一项所述的激光雷达的标定方法。