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检测电路、光发射装置、激光雷达和自动监控系统的制作方法

2022-11-02 00:34:00 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及激光雷达领域,尤其涉及一种检测电路、光发射装置、激光雷达和自动监控系统。


背景技术:

2.随着自动驾驶技术的兴起,激光雷达(light detection and ranging,lidar)作为重要的探测部件越来越受到重视。激光雷达通过发射激光(即探测信号)能够获取目标的距离、位置等特征量。
3.具体来说,激光雷达的工作原理是:通过光发射单元向激光雷达周围环境发射探测信号,并接收外界目标(如车辆、行人、建筑物等)反射回来的反射光(即回波信号),将二者进行比较和数据处理后,可以获得目标的相关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而对激光雷达周围环境中的目标进行探测、跟踪和识别。
4.随着激光雷达性能要求越来越高,为了提升激光雷达的测距性能,在激光雷达的发射端需要装载越来越多的光发射单元,使得激光雷达能够发射更多数量的光束。通常以“线”为单位描述激光雷达在同一角度最多能够发射或接收的光束数量,例如,激光雷达可以为64线、128线和256线等。
5.当光发射单元的相关电路发生问题(如开关驱动失败、供电支路开路等)时,将会导致光发射单元无法正常发光,从而减少激光雷达的线数,进而降低测距性能。因此,有必要对激光雷达中的光发射单元进行检测。
6.现有的解决方案如图1所示,在激光雷达l0的盖板l01上外接有检测电路板01,且检测电路板01位于激光雷达的光发射单元l02和发射光学单元l03之间。检测电路板上有感光区域011,且通过软排线012与激光雷达电连接,感光区域011与光发射单元l02之间开设有窗口(图1中未示出),使感光区域011能够感应到光发射单元l02发出的激光(如图1中虚线箭头所示),并根据感光区域产生的信号向激光雷达反馈检测结果。
7.但是,现有的解决方案仅考虑如何对光发射单元进行检测,并没有关注到外接的检测电路板中信号也可能存在失真的问题,而信号失真将会造成误判或漏检,导致外接的检测电路板失效。


技术实现要素:

8.有鉴于此,本发明提供一种检测电路、光发射装置、激光雷达和自动监控系统,能够对光发射单元进行双重检测,保障检测过程的可靠性,提升检测结果的准确性。
9.本发明提供一种用于光发射单元的检测电路,包括:光接收单元、转换单元和状态判断单元,其中:
10.所述光接收单元,适于在接收到所述光发射单元发射的激光时,产生电信号;
11.所述转换单元,适于将所述光接收单元第一输出端输出的电信号转换为第一电压信号,且将所述光接收单元第二输出端输出的电信号转换为第二电压信号;
12.所述状态判断单元,适于根据所述第一电压信号和所述第二电压信号,判断所述光发射单元的工作状态。
13.可选地,所述转换单元包括:积分模块,适于对基于所述电信号得到的初始电流信号进行积分,输出积分电压信号;模数转换模块,适于将所述积分电压信号进行模数转换,得到所述第二电压信号。
14.可选地,所述积分模块包括:状态切换子模块,适于切换所述积分模块的工作状态,使所述积分模块对接收到的所述初始电流信号进行积分,或在所述模数转换模块输出所述第二电压信号后使积分模块进行放电。
15.可选地,所述积分模块还包括:积分电容,适于基于所述状态切换子模块的控制,对接收到的所述初始电流信号进行积分,或在所述模数转换模块输出所述第二电压信号后进行放电。
16.可选地,所述转换单元还包括:差分模块,适于将基于所述电信号得到的初始电压信号进行差分,输出所述第一电压信号。
17.可选地,所述转换单元还包括:过滤模块,适于对基于所述电信号得到的初始电压信号进行滤波。
18.可选地,所述第一电压信号的输出时长与所述光发射单元的发光时长相同。
19.可选地所述转换单元在所述光发射单元结束发光后输出所述第二电压信号。
20.可选地,所述状态判断单元适于分别根据所述第一电压信号和所述第二电压信号,并行判断所述光发射单元的工作状态。
21.可选地,所述状态判断单元适于在所述第一电压信号的幅值小于预设的第一电压阈值,且所述第二电压信号的幅值小于预设的第二电压阈值时,判定所述光发射单元工作异常。
22.可选地,所述状态判断单元适于在所述第一电压信号的幅值大于或等于预设的第一电压阈值,和/或,所述第二电压信号的幅值大于或等于预设的第二电压阈值时,判定所述光发射单元工作正常。
23.本发明还提供一种光发射装置,包括:多个光发射单元和检测单元,其中:
24.所述光发射单元,适于发射激光;
25.所述检测单元,包括:以上任一实施例所述的用于光发射单元的检测电路,所述检测电路适于判断所述光发射单元的工作状态。
26.可选地,所述检测电路中的光接收单元与所述光发射单元位于同一电路板上。
27.本发明还提供一种激光雷达,包括:控制单元,多个光发射单元和检测单元,其中:
28.所述控制单元,适于向所述光发射单元发送发光指令,并向所述检测单元发送检测指令;
29.所述光发射单元,适于在接收到发光指令后,发射激光;
30.所述检测单元,包括:包括以上任一实施例所述的用于光发射单元的检测电路,所述检测单元适于在接收到检测指令后,启动所述检测电路,判断所述光发射单元的工作状态。
31.可选地,所述控制单元适于在所述激光雷达进行目标探测时,在所述多个光发射单元的发光间隔时长内,控制所述检测电路对相应发光的光发射单元进行检测。
32.可选地,所述检测电路的检测时长小于所述发光间隔时长。
33.可选地,所述控制单元适于在所述激光雷达未进行目标探测时,在所述激光雷达的探测周期间隔时长内,控制所述检测电路对相应发光的光发射单元进行检测;所述探测周期为所述多个光发射单元全部完成发光的时长。
34.可选地,所述检测电路的检测时长小于所述探测周期间隔时长。
35.本说明书还提供一种自动监控系统,其特征在于,包括:故障提醒设备和以上任一实施例所述的激光雷达;
36.所述激光雷达,适于对自身的光发射单元进行检测,并将检测结果发送至所述故障提醒设备;
37.所述故障提醒设备,适于根据所述检测结果,输出所述激光雷达的故障提醒信息。
38.本说明书还提供一种用于光发射单元的检测方法,包括:
39.基于所述光发射单元发射的激光,获取相应的电信号;
40.将所述电信号分别转换为第一电压信号和第二电压信号;
41.根据所述第一电压信号和所述第二电压信号,判断所述光发射单元的工作状态。
42.可选地,所述根据所述第一电压信号和所述第二电压信号,判断所述光发射单元的工作状态,包括:
43.在所述第一电压信号的幅值小于预设的第一电压阈值,且所述第二电压信号的幅值小于预设的第二电压阈值时,判定所述光发射单元工作异常。
44.可选地,所述根据所述第一电压信号和所述第二电压信号,判断所述光发射单元的工作状态,包括:
45.在所述第一电压信号的幅值大于或等于预设的第一电压阈值,和/或,所述第二电压信号的幅值大于或等于预设的第二电压阈值时,判定所述光发射单元工作正常。
46.采用上述方案,在光发射单元发射激光时,光接收单元接收激光并产生电信号,并且,通过转换单元将光接收单元第一输出端输出的电信号转换为第一电压信号,以及将所述光接收单元第二输出端输出的电信号转换为第二电压信号,之后,状态判断单元可以根据所述第一电压信号和所述第二电压信号,判断所述光发射单元的工作状态。由此,可以降低由上述信号失真造成的误判率和漏检率,实现双重检测,保障检测过程的可靠性,提升检测结果的准确性。
附图说明
47.为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案,下面将对本说明书实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本说明书的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
48.图1为现有的一种包括用于光发射单元的检测电路的激光雷达的结构示意图。
49.图2为本说明书实施例提供的一种用于光发射单元的检测电路的结构框图。
50.图3为本说明书实施例提供的一种光接收单元的连接示意图。
51.图4a为本说明书实施例提供的一种差分模块的连接示意图。
52.图4b为图4a所示差分模块的波形图。
53.图4c为本说明书实施例提供的另一种差分模块的连接示意图。
54.图4d为图4d所示差分模块的波形图。
55.图5为本说明书实施例提供的一种用于光发射单元的检测电路对应的连接示意图。
56.图6为图5所示检测电路对应的时序图。
57.图7为图5所示状态判断单元的逻辑流程框图。
58.图8为本说明书实施例提供的一种光发射装置的结构框图。
59.图9为本说明书实施例提供的一种激光雷达的结构框图。图10为本说明书实施例提供的激光雷达对应的一种时序图。
60.图11为本说明书实施例提供的激光雷达对应的另一种时序图。
61.图12为本说明书实施例提供的一种光发射单元的分布图。
62.图13为本说明书实施例提供的一种自动监控系统的结构框图。
63.图14为本说明书实施例提供的一种用于光发射单元的检测方法的流程图。
具体实施方式
64.参考上述背景技术,在现有的外接的检测电路板中,若光电探测器件或信号传输线路等受到噪声干扰,可能存在信号失真的问题,导致外接的检测电路板失效。
65.为了解决上述问题,本发明提供了一种用于光发射单元的检测电路,在光发射单元发射激光时,光接收单元接收所述激光并产生电信号,并且,通过转换单元将光接收单元第一输出端输出的电信号转换为第一电压信号,以及将所述光接收单元第二输出端输出的电信号转换为第二电压信号,之后,状态判断单元可以根据所述第一电压信号和所述第二电压信号,判断所述光发射单元的工作状态。由此,对光发射单元进行双重检测,保障检测过程的可靠性,提升检测结果的准确性。
66.为使本领域技术人员更加清楚地了解及实施本发明的构思、实现方案及优点,以下参照附图,通过具体应用场景进行详细说明。
67.参照图2,为本说明书实施例提供的一种用于光发射单元的检测电路的结构框图,在本说明书实施例中,如图2所示,所述检测电路10包括:光接收单元11、转换单元12和状态判断单元13,其中:
68.所述光接收单元11包括第一输出端x1和第二输出端x2,适于在接收到所述光发射单元a1发射的激光时,产生电信号,并通过第一输出端和第二输出端分别输出。
69.所述转换单元12,适于将所述光接收单元11第一输出端x1输出的电信号转换为第一电压信号v1,且将所述光接收单元11第二输出端x2输出的电信号转换为第二电压信号v2。其中,转换单元12对所述光接收单元11第一输出端x1的电信号和第二输出端x2的电信号分别采用不同的转换方式进行转换,得到第一电压信号v1和第二电压信号v2,基于此,从转换方式的角度出发,第一电压信号v1和第二电压信号v2是两种不同类型的电压信号。
70.所述状态判断单元13,适于根据所述第一电压信号v1和所述第二电压信号v2,判断所述光发射单元a1的工作状态。其中,所述光发射单元a1的工作状态可以包括:工作正常和工作异常。
71.相比于现有的解决方案,在本说明书实施例提供的方案中,光接收单元将产生的
电信号通过两个输出端输出到转换单元进行转换,而不是直接将产生的电信号输出到状态判断单元进行判断;转换单元具有两路采用不同转换方式的转换分支,分别与光接收单元的两个输出端对应,通过这两路转换分支,将两路电信号分别转换为不同的第一电压信号v1和第二电压信号,使得状态判断单元能够根据两路不同的电压信号判断所述光发射单元的工作状态。
72.第一电压信号v1和第二电压信号能够增加光发射单元工作状态判断的参考维度,可以降低仅利用单一电信号对于检测结果的误判,由此,即使由于噪声干扰导致检测电路中一个支路传输到状态判断单元的电压信号失真,只要另一支路传输到状态判断单元的电压信号是准确的,那么状态判断单元根据两路不同的电压信号判断光发射单元的工作状态时,准确的电压信号能够使状态判断单元输出正确的检测结果,确保检测电路的准确性。简而言之,第一电压信号v1和第二电压信号在检测过程中相互约束,从而实现双重检测。
73.综上可知,采用本说明书实施例提供的检测电路可以降低由上述信号失真造成的误判率和漏检率,实现双重检测,保障检测过程的可靠性,提升检测结果的准确性。
74.在具体实施时,所述光接收单元可以包括光电探测器件,光电探测器件基于接收到的光信号(如光发射单元发射的激光)后产生电信号,将电信号输出到不同的分支,可由光接收单元的第一输出端x1和第二输出端x2分别输出电信号。
75.根据光接收单元的具体结构,所述光接收单元的第一输出端x1和第二输出端x2输出的电信号可以为电流信号或电压信号;并且,所述光接收单元的第一输出端x1和第二输出端x2可以输出相同类型的电信号,也可以输出不同类型的电信号。本说明书对此不做具体限制。
76.其中,所述光电探测器件可以包括:光电二极管(photo diode,pd)、雪崩光电二极管(avalanche photo diode,apd)、单光子雪崩二极管(single photon avalanche diode,spad)和硅光电倍增管(silicon photo-multiplier,sipm)等。
77.以硅光电倍增管为例,在一可实现示例中,如图3所示,为本说明书实施例提供的一种光接收单元的电路示意图,在图3中,所述光接收单元11可以包括硅光电倍增管sipm1,所述硅光电倍增管sipm1可以包括多个单光子雪崩二极管d1~dn、电容cf1~cfn和电阻rq1~rqn。
78.单光子雪崩二极管d1~dn的负极连接形成硅光电倍增管sipm1的输入端,并作为所述光接收单元11的输入端,可接入正向电压vdd;单光子雪崩二极管d1~dn的正极分别耦接相应的电容cf1~cfn和电阻rq1~rqn;电容cf1~cfn中未与单光子雪崩二极管d1~dn连接的一端形成硅光电倍增管sipm1的一个输出端,并作为所述光接收单元11的第一输出端x1;电阻rq1~rqn中未与单光子雪崩二极管d1~dn连接的一端形成硅光电倍增管sipm1的另一个输出端,并作为所述光接收单元11的第二输出端x2。
79.在硅光电倍增管sipm1感应到光信号后,经电容cf1~cfn形成的输出端输出电压信号vf,经电阻rq1~rqn形成的输出端输出电流信号ic。由此,光接收单元11的第一输出端x1输出的电信号为电压信号vf,光接收单元11的第二输出端x2输出的电信号为所述电流信号ic。
80.需要说明的是,上述示例仅为示意说明,在实际应用时,可根据实际应用场景和需求进行变形、组合、替换等,本说明书并不对光接收单元的具体结构进行限定。
81.在具体实施时,根据实际应用场景和需求,可以对所述转换单元设置多种转换方式,使得两路电信号根据不同的转换方式转换为不同类型的电压信号。并且,在转换过程中,可以对电信号进行电压电流转换、滤波,优化波形,避免噪声向后续电路传播,影响检测结果。
82.在具体实施中,如图2所示,所述转换单元12可以包括:积分模块121和模数转换模块122,其中:积分模块121适于对基于所述光接收单元11的第二输出端x2输出的电信号得到的初始电流信号(比如电流信号ic)进行积分,输出积分电压信号;模数转换模块122适于将所述积分电压信号进行模数转换,得到所述第二电压信号v2。由此,通过积分模块的积分功能能够起到缓冲和增加信号稳定性的作用。
83.在具体实施中,为了降低电路功耗,模数转换模块122在积分模块121进行积分时不进行模数转换,而是仅在积分模块121停止积分(即所述光发射单元结束发光)并输出积分电压信号时进行模数转换,使得所述转换单元12在所述光发射单元a1结束发光后输出所述第二电压信号。
84.具体而言,结合参考图2,光发射单元a1发射激光,光接收单元11的第二输出端x2输出电信号,积分模块121对基于电信号得到的初始电流信号进行积分,进而存储初始电流信号的电能,直至光发射单元a1结束发光,光接收单元11的第二输出端x2停止输出电信号,积分模块121停止积分并输出积分电压信号。
85.在积分模块121输出积分电压信号后,模数转换模块122对接收到的积分电压信号进行模数转换,由此,将模拟的积分电压信号采样为数字的第二电压信号v2,可便于状态判断单元13进行识别和判断,并将得到第二电压信号v2输出至状态判断单元13。
86.在实际应用中,所述第二电压信号可以包括高电平和低电平,高电平和低电平表征不同的逻辑状态。若采用不同的逻辑符号分别表示高电平和低电平,如高电平用逻辑符号“1”表示,低电平用逻辑符号“0”表示,则从逻辑状态的角度出发,所述第二电压信号本质上为一串逻辑符号序列。
87.在具体实施时,由于积分电压信号的幅值与积分时长正相关,在不考虑积分模块的储存容量的情况下,积分时间越长,积分电压信号的幅值越高,而电信号流经积分模块的时长与光发射单元的发光时长相关,由此,根据实际场景和需求,可以通过设定发光时长灵活控制积分时长。
88.在具体实施时,由于光接收单元第二输出端输出的电信号的幅值与激光强度相关,而积分电压信号与第二电压信号都是基于光接收单元第二输出端输出的电信号获得的,因此,所述第二电压信号可以表征激光强度。
89.在实际应用中,所述积分模块可以包括任意能够储存电能的器件,例如,所述积分模块可以包括:积分电容;并且,所述模数转换模块可以包括任意能够实现模数转换功能的器件、电路或二者的组合,如所述模数转换模块可以包括模数转换器(analog to digital converter,adc);又如所述模数转换模块可以包括模数转换器及适配模数转换模块的电路。本说明书对此均不作限制。
90.在具体实施时,由于所述积分模块能够存储的电能是有限的,为了避免影响下一次的检测,在转换单元输出第二电压信号后,可以使积分模块释放电能(即放电)。因此,所述积分模块的工作状态可以包括:积分状态和放电状态。
91.为了便于控制所述积分模块进入不同的工作状态,在一可选示例中,如图2所示,所述积分模块121可以包括:状态切换子模块1211,适于切换所述积分模块121的工作状态,使所述积分模块121对接收到的初始电流信号进行积分,或在所述模数转换模块122输出第二电压信号后使积分模块121进行放电。
92.其中,状态切换子模块1211可受控于状态判断单元13或其他控制单元,状态切换子模块1211根据接收到的控制指令进入断开或导通,以使所述积分模块121进入积分状态或放电状态。
93.在具体实施中,继续参考图2,为了使模数转换模块122具有充足的时间对积分电压信号进行采样,可以通过状态切换子模块1211使所述积分模块121持续输出一段时间的积分电压信号,由此,所述积分模块的工作状态还可以包括:保持状态。
94.相应地,为了使所述积分模块121能够持续输出一段时间的积分电压信号,所述状态切换子模块1211的工作状态可以包括:高阻状态和低阻状态,由此,状态切换子模块1211在高阻状态下输出高阻信号,以阻止积分模块121放电,在低阻状态下输出低阻信号,使积分模块121放电。
95.具体而言,结合参考图2,状态切换子模块1211进入高阻状态后,电路中的电信号无法通过状态切换子模块1211,即状态切换子模块1211所在支路断开;初始电流信号流经积分模块121,积分模块121进入积分状态,对初始电流信号进行积分。
96.在光发射单元a1结束发光后,光接收单元11的第二输出端x2停止输出电信号,积分模块121停止积分。此时,由于状态切换子模块1211仍然处于高阻状态,积分模块121无法进行放电,使得积分模块121可以保持积分电压信号,为模数转换单元122提供充足的时间对积分电压信号进行采样,其中,根据预设的采样频率,所述模数转换模块122可至少输出一次第二电压信号。
97.当模数转换模块122结束模数转换工作时,状态切换子模块1211可进入低阻态,即状态切换子模块1211的输出端停止输出高阻信号,而是输出低阻信号,使得电路中的电信号优先通过状态切换子模块1211接地,即状态切换子模块1211所在支路导通,积分模块121进行放电。
98.当积分模块121通过放电过程已经释放完所有储存的电能时,检测电路10可进行下一次检测。
99.在实际应用中,所述状态切换子模块可以包括任意能够切换高阻态和低阻态的器件,例如,所述状态切换子模块可以包括:三态门和固态继电器中至少一种。本说明书对此均不作限制。
100.在具体实施中,所述积分模块还可以包括任意能够储存电能和释放电能的器件,例如,如图2所示,所述积分模块还可以包括:积分电容1212,适于基于所述状态切换子模块1211的控制,对接收到的初始电流信号进行积分,或在所述模数转换模块122输出第二电压信号后进行放电。本说明书对此均不作限制。
101.在具体实施中,积分电压信号的幅值属于模数转换模块的输入电压幅值范围内时,模数转换模块能够识别到积分电压信号。为了确保模数转换模块能够识别到积分电压信号,可能需要光发射单元进行较长时间的发光。
102.由此,为了降低光发射单元的发光时长,并提高模数转换模块的响应效率,如图2
所示,所述转换单元还可以包括:放大模块123,位于所述积分模块121和所述模数转换模块122之间,适于将所述积分模块121输出的积分电压信号进行放大,得到放大后的积分电压信号,输出至所述模数转换模块122。
103.在实际应用中,所述放大模块可以包括任意能够实现放大功能的器件、电路或二者的组合,如所述模数转换模块可以包括运算放大器。本说明书对此均不作限制。
104.在具体实施中,继续参考图2,为了降低噪声对于判断结果的影响,所述转换单元12还可以包括:差分模块125,适于将基于所述光接收单元11的第一输出端x1输出的电信号得到的初始电压信号进行差分,输出所述第一电压信号v1。其中,所述第一电压信号v1的输出时长与所述光发射单元a1的发光时长相同。
105.具体地,对初始电压信号进行差分包括:将初始电压信号拆分为两路不同电压值的差分信号,这两路差分信号之间的电压差形成第一电压信号v1,进而向状态判断单元13并行输出这两路差分信号后,状态判断单元13可以根据接收到的两路差分信号之间的电压差,得到第一电压信号v1。
106.由此,通过差分模块的处理,可以降低信号的振荡幅度,平滑信号波形,提高第一电压信号v1的信号质量,进而提高检测结果的准确性。
107.在实际应用时,所述差分模块可以包括任意能够进行差分的器件、电路或二者组合,本说明书对此均不作限制。
108.例如,如图4a和图4b所示,所述差分模块125-1可以包括两个串联的电阻rc1和rc2,初始电压信号v0输入差分模块125-1后,将初始电压信号v0作为第一差分信号,通过电阻rc1进行压降,得到第二差分信号,输出第一差分信号和第二差分信号,二者之间的电压差形成所述第一电压信号v1。从图4b可知,第一电压信号v1的波形稳定变化,保障了第一电压信号v1的信号质量,有利于提高检测结果的准确性。
109.在具体实施中,如图2所示,若所述初始电压信号能够被状态判断单元识别到,则转换单元12在接收到光接收单元11的第一输出端x1输出的电信号后,可以不对信号进行差分处理,而直接将该初始电压信号作为第一电压信号v1输出。由此,提升转换单元的输出效率。
110.在具体实施中,结合参考图2,所述转换单元12可以包括过滤模块124,对基于所述电信号得到的初始电压信号进行滤波,以去除直流噪声,并将滤波后的初始电压信号输入状态判断单元13。
111.进一步地,过滤模块可以和检测电路中的其他模块结合使用,例如,如图2所示,所述过滤模块124对初始电压信号滤波后,将滤波后的初始电压信号输入差分模块125。
112.在实际应用中,所述过滤模块可以包括任意能够实现滤波功能的器件,例如,所述过滤模块可以包括:过滤电容。本说明书对此均不作限制。在具体实施中,所述检测电路10还可以包括电源单元14,适于为所述差分模块125供电,在所述初始电压信号输入差分模块125之前,差分模块125的两个输出端之间本身存在一个基础电压信号,并在接收到初始电压信号后,基于该基础电压信号,可以输出电压值更高的第一电压信号v1,实现电压放大效果,从而让状态判断单元13可以更加迅速地识别第一电压信号v1,进而提升状态判断单元13的响应效率。
113.例如,如图4c和图4d所示,所述差分模块125-2可以包括两个串联的电阻rc1和
rc2,与图4a和图4b的区别在于:电源模块(图4c和4d未示出)为串联的电阻rc1和rc2提供基础电压vcc,在所述初始电压信号v0输入差分模块125-2之前,电阻rc1两端存在基础电压vrc1,即差分模块125-2的两个输出端之间存在基础电压信号,在初始电压信号v0输入差分模块125-2后,在基础电压vrc1的基础上叠加形成第一差分信号和第二差分信号,从而输出电压值更高的所述第一电压信号v1。
114.在具体实施中,结合参考图2,所述电源单元14还可以为检测电路10中的其他单元或模块供电,如可以为光接收单元11和状态判断单元13供电,本说明书对此不做具体限制。
115.可以理解的是,以上关于转换单元的实施例仅为示意说明,在实施本说明书提供的实施例时,上述实现转换方式的模块在不违背本说明书发明构思的前提下,可用于光接收单元第一输出端输出的电信号,也可以用于光接收单元第二输出端输出的电信号;此外,转换单元还可以采用其他能够获得不同电压信号的转换方式。本说明书对转换方式不做具体限制。
116.在具体实施时,所述状态判断单元可以并行接收所述第一电压信号v1和所述第二电压信号,从而根据所述第一电压信号v1和所述第二电压信号,并行判断所述光发射单元的工作状态,由此提高检测结果的准确性和可靠性。
117.在具体实施中,所述第一电压信号v1和所述第二电压信号v2传输到状态判断单元13的时间可能存在差异。例如,参考图2,在光发射单元a1发射激光时,状态判断单元13可识别到所述第一电压信号v1,而在光发射单元a1结束发光后且积分模块121未处于放电状态时,状态判断单元13可识别到所述第二电压信号v2。
118.基于此,根据所述第一电压信号v1和所述第二电压信号v2输入状态判断单元的理论时间,可以对状态判断单元设定用于识别接入信号(包括所述第一电压信号v1和所述第二电压信号v2)的总识别周期,也可以分别设定用于识别第一电压信号v1的第一识别周期和用于识别第二电压信号v2的第二识别周期。
119.在具体实施时,继续参考图2,所述状态判断单13适于在所述第一电压信号v1的幅值小于预设的第一电压阈值,且所述第二电压信号v2的幅值小于预设的第二电压阈值时,表示根据第一电压信号v1和第二电压信号v2均能得出光发射单元a1没有正常发光,则判定所述光发射单元工作异常。
120.并且,继续参考图2,所述状态判断单元13适于在所述第一电压信号v1的幅值大于或等于预设的第一电压阈值,和/或,所述第二电压信号v2的幅值大于或等于预设的第二电压阈值时,表示根据第一电压信号v1和第二电压信号v2中至少一个能得出光发射单元a1正常发光,则判定所述光发射单元a1工作正常。
121.在具体实施中,第一电压阈值可以根据第一电压信号v1相应的转换方式进行设定,例如,若转换方式为:将初始电压信号作为第一电压信号v1时,则第一电压阈值可以设定为vt1;若转换方式为:将初始电压信号进行差分得到第一电压信号v1时,则第一电压阈值可以设定为vt2。其中,基于不同转换方式得到的第一电压阈值(如第一电压阈值vt1和vt2)之间可以相同,也可以不相同。本说明书对此不作具体限制。
122.相应地,第二电压阈值可以根据第二电压信号v2相应的转换方式进行设定。例如,若转换方式为:将初始电流信号进行积分和模数转换,得到第二电压信号v2时,则第二电压阈值可以设定为vt3;若转换方式为:将初始电流信号进行积分、放大和模数转换,得到第二
电压信号v2时,则第二电压阈值可以设定为vt4。其中,基于不同转换方式得到的第二电压阈值(如第二电压阈值vt3和vt4)之间可以相同,也可以不相同。本说明书对此不作具体限制。
123.此外,第一电压阈值和第二电压阈值之间可以相同,也可以不相同。本说明书对此不作具体限制。
124.由此,根据不同转换方式分别设定的第一电压阈值和第二电压阈值,可以准确判断所述光发射单元的工作状态。并且,当两个比较结果均表示光发射单元未正常发光时,才判定所述光发射单元异常工作。
125.在具体实施时,参考图2,可以根据实际应用场景设定状态判断单元13的检测时长,在第一电压信号v1或第二电压信号v2触发启动后,执行判断流程,并在满足预设的检测时长后,状态判断单元13结束本次判断流程,以等待后续的第一电压信号v1或第二电压信号v2触发启动;或者,状态判断单元13可以设置检测周期,在一个检测周期的开始时刻启动并执行判断流程,并在满足预设的一个检测周期后,状态判断单元13结束本次判断流程,并等待下一个检测周期的开始时刻。其中,状态判断单元13可针对一个或多个光发射单元进行检测,本说明书对此不作限制。
126.在具体实施时,所述状态判断单元可以按照接收第一电压信号v1和第二电压信号v2的先后顺序,分别将第一电压信号v1和第一电压阈值进行比较,以及将第二电压信号v2和第二电压阈值进行比较;或者,所述状态判断单元可以在确定接收到第一电压信号v1和第二电压信号v2后,同步第一电压信号v1和第二电压信号v2,从而同时将第一电压信号v1和第一电压阈值进行比较,以及将第二电压信号v2和第二电压阈值进行比较。然后,所述状态判断单根据两个比较结果确定光发射单元的工作状态。本说明书对于状态判断单元处理第一电压信号v1和第二电压信号v2的顺序和方式不作具体限制。
127.在实际应用中,所述状态判断单元可以包括任意能够实现比较和判断的器件、电路或者二者结合,例如,所述状态判断单元可以包括:cpu(central processing unit,中央处理器)、fpga(field programmable gate array,现场可编程逻辑门阵列)等处理芯片实现,也可以通过asic(application specific integrated circuit,特定集成电路)或者是被配置成实施本说明书实施例的一个或多个逻辑电路。本说明书对此均不作限制。
128.为了使本领域技术人员可以更加清楚地了解检测电路中的信号流转,以下通过附图和实施例进行详细说明。
129.在一可选示例中,如图5所示,为一种用于光发射单元的检测电路对应的连接示意图。在图5中,所述检测电路20可以包括:光接收单元21、转换单元22、状态判断单元23和电源单元24。
130.其中,光接收单元21包括光电探测器件;转换单元22包括:积分模块221,放大模块224,模数转换模块222,过滤模块223和差分模块225;状态判断单元23包括fpga;电源单元24为光接收单元21提供直流电压vee1,以及为差分模块225提供直流电压vee2。
131.进一步地,积分模块221可以包括积分电容c1和三态门gate1;放大模块224可以包括运算放大器op1;模数转换模块222可以包括模数转换器adc1;差分模块225可以包括电阻r1、电阻r2和电阻r3,其输入端位于电阻r1和电阻r2之间,其输出端位于电阻r2的两端。
132.如图6所示,为图5所示检测电路对应的时序图。在图6中,t0~t4为检测电路20的
一个工作时段。
133.结合参考图5和图6,在t0~t1时段,光发射单元发出的激光被光接收单元21接收,光接收单元21的第一输出端输出电压信号vf、第二输出端输出电流信号ic。
134.对于转换单元22,在t0~t1时段,电压信号vf作为初始电压信号,经过过滤电容c1,隔断其中的直流分量,输出过滤后的电压信号v
c1
;然后,过滤后的电压信号v
c1
流入电阻r1和r2之间,并通过电阻r2和r3将过滤后的电压信号v
c1
进行差分,转换为差分形式的第一电压信号v1,再将第一电压信号v1传输到fpga。
135.在检测电路20中,差分模块255起到的作用包括:一方面,减少检测电路中电流振荡带来的判断误差,提高输入到fpga的第一电压信号v1的质量;另一方面,由于差分模块225接入直流电压vee2,在过滤后的电压信号v
c1
未流入电阻r1和r2之间时,电阻r2两端存在基础电压v
r2
,即差分模块225的两个输出端之间存在基础电压信号(图5中未示出),当过滤后的电压信号v
c1
流入差分模块255时,在该基础电压信号的基础上叠加形成第一差分信号v
diff1
和第二差分信号v
diff2
,输出电压值较高的第一电压信号v1,从而提高fpga对第一电压信号v1的响应精度。
136.并且,对于转换单元22,在t0~t1时段,电流信号ic作为初始电压信号,被传输到积分电容c2,由于三态门gate1中n端为高阻状态,即n端输出高阻态信号v
n1
,使积分电容c2充电并积分,即积分电压信号v
c2
逐渐增大。
137.在t1时刻,光发射单元结束发光,第一电压信号v1停止输出,积分电容c2完成一次积分,三态门gate1中n端仍然处于高阻状态并输出高阻态信号v
n1

138.在t1~t2时段,三态门gate1的高阻态信号v
n1
使得积分电容c2持续输出积分电容c2在结束积分时的积分电压信号v
c2
。积分电压信号v
c2
再经过运算放大器op1进行放大,得到放大后的积分电压信号v
c2’,放大后的积分电压信号v
c2’被输入到模数转换器adc1中,被转换为数字的第二电压信号v2,第二电压信号v2可以表征光接收单元21探测到的激光强度,再将第二电压信号v2传输到fpga。
139.其中,第二电压信号v2的输出时间由模数转换器adc1决定,在本示例的图6中,第二电压信号v2在t1~t2时段输出到fpga。
140.在t2~t3时段,三态门gate1的n端变为低阻状态,即n端停止输出高阻态信号v
n1
,并输出低阻态信号v
n2
(图5和图6中均未示出),积分电容c2放电,实现积分清零,完成检测准备,可进行下一次检测。以及,fpga根据接收到的第一电压信号v1和第二电压信号v2完成该光发射单元的工作状态判断流程。
141.在t3~t4时段,检测电路20处于准备状态,以等待下一次的检测工作,直至t4时刻开始下一次检测工作。
142.需要说明的是,图6仅为一种理想状态下的示例,在实际应用中,由于硬件性能和电路传输的限制,可能存在一些延迟情况,或者,根据采用的硬件类型和电路结构可能存在一些时序变化,本说明书实施例对此不做具体限制。
143.在具体实施中,如图7所示,为图5所示的状态判断单元的逻辑流程框图,结合参考图5和图7,状态判断单元23中的fpga根据预设的逻辑处理流程,并行处理第一电压信号v1和第二电压信号v2。
144.首先,fpga执行图7中区域1的子流程。将第一电压信号v1的幅值和第一电压阈值vta
进行比较,以及,将第二电压信号v2的幅值与第二电压阈值v
tb
进行比较。
145.然后,fpga执行图7中区域2的子流程。如果第一电压信号v1的幅值大于或等于第一电压阈值v
ta
(v1≥v
ta
),则通过逻辑符号“1”表征该比较结果,即f
out
=1,以此可表征光发射单元工作正常,即该光发射单元可以正常发光;如果第一电压信号v1的幅值小于第一电压阈值v
ta
(v1<v
ta
),则通过逻辑符号“0”表征该比较结果,即f
out
=0,以此表征光发射单元工作异常,即该光发射单元无法正常发光。
146.如果第二电压信号v2的幅值大于或等于第二电压阈值v
tb
(v2≥v
tb
),则通过逻辑符号“1”表征该比较结果,即c
out
=1,以此表征光发射单元工作正常,即该光发射单元可以正常发光;如果第二电压信号v2的幅值小于第二电压阈值v
tb
(v2<v
tb
),则通过逻辑符号“0”表征该比较结果,即c
out
=0,以此表征光发射单元工作异常,即该光发射单元无法正常发光之后,fpga执行图7中区域3的子流程。fpga根据两个比较结果进行判断,具体可以分为以下几种情况:
147.①
当两个比较结果均为f
out
=c
out
=1时,判定所述光发射单元工作正常;
148.②
当两个比较结果不相同,即f
out
=0且c
out
=1,或者,f
out
=1且c
out
=0时,判定所述光发射单元工作正常;
149.③
当两个比较结果均为f
out
=c
out
=0时,判定所述光发射单元工作异常。
150.由上可知,在两个比较结果均表示该光发射单元工作异常,才判定所述光发射单元工作异常,此时,fpga可以向外界输出光发射单元工作异常的检测结果,降低了误报率。
151.在具体实施中,光接收单元21两端输出的电信号都需要在同一时段内完成判断,以确保是对同一光发射单元的检测,由此可以根据第一电压信号v1和第二电压信号v2的比较结果来判断被检测的光发射单元是否在正常工作,实现双重检测。
152.在具体实施时,光发射单元发射的激光经过间接传递后,照射到光接收单元上,使得光接收单元输出相应的两路电信号。其中,间接传递的方式可以包括反射、折射、散射或其组合等,并可以通过光阑、光栅、视窗、透镜等一个或多个光学器件来实现激光的传递路径。本说明书实施例对传递激光的方式和器件不做具体限制。
153.在具体实施时,光接收单元可以根据具体应用场景和需求进行灵活放置,并且可以合理减少光接收单元的数量,从而以较少数量的光接收单元(如一个光接收单元)接收不同光发射单元的激光。本说明书对于光接收单元的具体放置位置不做具体限制。
154.可以理解的是,上文描述的实施例提供了多种实施方案,各实施方案可在不冲突的情况下相互结合、交叉引用,从而延伸出多种可能的实施方案,这些均可认为是本技术实施例披露、公开的实施例方案。
155.本说明书还提供了与上述任意实施例所述的检测电路对应的光发射装置,以下参照附图,通过具体实施例进行详细介绍。需要知道的是,下文描述的光发射装置的内容,可与上文描述的检测电路的内容相互对应参照。
156.在具体实施中,如图8所示,为本实施例的一种光发射装置的结构框图,在图8中,所述光发射装置30可以包括:多个光发射单元3a~3n和检测单元31,其中:
157.所述光发射单元3a~3n,适于发射激光,其中,激光主路径如图8中虚线箭头所示。
158.所述检测单元31,包括:用于光发射单元的检测电路311,所述检测电路311适于判断所述光发射单元3a~3n的工作状态。其中,上述用于光发射单元的检测电路311可参考以
上相关内容描述和附图,在此不再赘述。
159.由此,通过检测电路降低由上述信号失真造成的误判率和漏检率,保障检测过程的可靠性以及提升检测结果的准确性,从而对光发射装置中的光发射单元进行准确、可靠地检测。
160.需要说明的是,所述光发射装置实际还可以包括实现功能需求的其他功能单元,如控制单元,光学组件等。为了便于描述本发明技术方案及突出本发明的创新部分,在本说明书中,对于光发射装置中其他与本发明技术方案无关的功能单元进行了省略。
161.在具体实施中,本说明书实施例提供的检测电路可相对于光发射装置的其他功能模块独立运行,根据光发射装置的具体设置情况,如设置的发光周期、各光发射单元发射激光的时序、触发光发射单元发射激光的条件等,决定检测电路的检测时机和检测周期。
162.在具体实施中,为了进一步节约光发射装置内部空间,所述检测电路中的光接收单元与所述光发射单元可位于同一电路板上。同一电路板上的光接收单元通过上述间接传递方式,可以接收到光发射单元发射的激光。
163.相比于外接的电路板,光接收单元可以与光发射单元共用部分器件,如光接收单元可以与光发射单元共用同一个处理芯片,使得光发射装置的控制单元和检测电路中的状态判断单元可以通过该处理芯片实现。并且,通常光接收单元的体积较小,可以在光发射单元所在电路板上选择合适的空位进行排布,放置位置更加灵活,从而与光发射单元共用同一电路板,能够降低检测电路功耗。
164.进一步地,所有光发射单元可以交错式排列或矩阵式排列,所述光接收单元位于所有排列的光发射单元对应的中位线上。由此,可以以较少数量的光接收单元(如一个光接收单元)接收所有光发射单元的激光。
165.本说明书还提供了与上述任意实施例所述的检测电路对应的激光雷达,以下参照附图,通过具体实施例进行详细介绍。需要知道的是,下文描述的激光雷达的内容,可与上文描述的检测电路的内容相互对应参照。
166.在具体实施中,如图9所示,为本实施例的一种激光雷达的结构框图,在图9中,所述光发射装置40包括:控制单元41,多个光发射单元4a~4m和检测单元42,其中:
167.所述控制单元41,适于向所述光发射单元4a~4m发送发光指令,并向所述检测单元42发送检测指令;
168.所述光发射单元4a~4m,适于在接收到发光指令后,发射激光,其中,激光主路径如图9中虚线箭头所示。
169.所述检测单元42,包括:用于光发射单元的检测电路421,所述检测单元42适于在接收到检测指令后,启动所述检测电路421,判断所述光发射单元的工作状态。其中,上述用于光发射单元的检测电路421可参考以上相关内容描述和附图,在此不再赘述。
170.由此,通过检测电路降低由上述信号失真造成的误判率和漏检率,保障检测过程的可靠性以及提升检测结果的准确性,从而对激光雷达中的光发射单元进行准确、可靠地检测。
171.需要说明的是,所述激光雷达实际还可以包括实现功能需求的其他功能单元,如控制单元、用于检测回波信号的光接收单元、光学组件、存储单元、数据处理单元等。为了便于描述本发明技术方案及突出本发明的创新部分,在本说明书中,对于激光雷达中其他与
本发明技术方案无关的功能单元进行了省略。
172.在本说明书一实施例中,参考图9,控制单元41适于在所述激光雷达40进行目标探测时,在所述多个光发射单元4a~4m的发光间隔时长内,控制所述检测电路421对相应发光的光发射单元进行检测。
173.可选地,所述检测电路的检测时长(即一个检测周期)小于所述发光间隔时长。由此,可以确保检测电路接收到的激光来源的唯一性,并且,检测电路不额外占用激光雷达的计算资源,从而不影响激光雷达的目标探测结果。
174.具体而言,在激光雷达40进行目标探测时,所述控制单元41向光发射单元4a~4m中的一个光发射单元发送发光指令,使该光发射单元发射用于目标探测的激光;以及,控制单元41同步向检测电路421发送检测指令,启动检测电路对该光发射单元进行检测,并在控制单元41向光发射单元4a~4m中下一个光发射单元发送发光指令之前完成检测。
175.以发射单元4a和发射单元4b举例说明,参考图10所示的相应时序图,在图10中,t00~t03为控制单元41、光发射单元4a和检测电路421的工作时段,t03~t04为控制单元41、光发射单元4a~4m和检测电路421的准备时段;t05~t07为控制单元41、光发射单元4b和检测电路421的下一工作时段。
176.在t00~t01时段,控制单元41输出发光指令和检测指令,并分别将发光指令发送至光发射单元4a,以及将检测指令发送至检测电路421。
177.在t01时刻,光发射单元4a响应于发光指令,开始发射用于目标探测的激光,直至t02时刻结束发光,并且检测电路421响应于检测指令,开始工作。
178.在t01~t03时段,检测电路421根据光发射单元4a发射的激光进行检测,得到对应光发射单元4a的检测结果。检测电路421的具体检测过程可参照上述相关部分的描述,在此不再赘述。
179.t03~t04时段为控制单元41、光发射单元4a~4m和检测电路421提供缓冲时间,避免产生信号冲突。
180.在t04~t05时段,控制单元41输出发光指令和检测指令,并分别将发光指令发送至光发射单元4b,以及将检测指令发送至检测电路421。
181.在t05时刻,光发射单元4b响应于发光指令,开始发射用于目标探测的激光,直至t06时刻结束发光。
182.在t05时刻,检测电路421响应于检测指令,开始工作,并在t05~t07时段,根据光发射单元4b发射的激光进行检测,得到对应光发射单元4b的检测结果。检测电路421的具体检测过程可参照上述相关部分的描述,在此不再赘述。
183.根据上述内容可知,检测电路421可在激光雷达40进行目标探测时,对启动的光发射单元进行同步检测,检测效率较高。例如,若激光雷达40依次启动光发射单元4a~4m发射用于目标探测的激光,则检测电路可以依次对启动的光发射单元4a~4m进行同步检测,进而在所有光发射单元4a~4m均启动过后,检测电路421也相应完成所有光发射单元4a~4m的检测。
184.由此,无需为检测电路单独预留检测时段,使得本说明书实施例提供的检测电路可适应各种激光雷达,普适性更强,并能够兼顾保障激光雷达工作效率和检测电路的检测效率。
185.在实际应用中,通过调整激光雷达在相应时段启动的光发射单元,即可调整检测电路同步检测的对象,例如,参考图10,控制单元41在t00~01时段向光发射单元4m发送发光指令,而不是向光发射单元4a发送发光指令,则检测电路421在t01~t03时段对光发射单元4m进行检测。
186.由此,在不改变检测电路可以提升检测电路对各种激光雷达的普适性和灵活性。
187.在本说明书另一实施例中,参考图9,所述控制单元41适于在所述激光雷达40未进行目标探测时,根据所述激光雷达40的探测周期间隔时长,控制所述多个光发射单元4a~4m中至少一个光发射单元发射用于检测的激光,并控制所述检测电路421对相应发光的光发射单元进行检测。相应地,在激光雷达40进行目标探测时,所述检测电路421不进行检测。其中,所述探测周期为所述多个光发射单元4a~4m全部完成发光的时长。
188.进一步地,为了不影响激光雷达40的正常工作,所述检测电路421的检测时长小于所述探测周期间隔时长,以及,可以根据所述激光雷达40的探测周期间隔时长、光发射单元4a~4m的发光时长和检测电路421的检测周期,设定在该探测周期间隔内启动检测的光发射单元数量,使得检测电路421在激光雷达40未进行目标探测的时间内,能够对部分或全部光发射单元进行检测。
189.具体而言,在一个探测周期内,激光雷达40进行目标探测,所述多个光发射单元4a~4m根据控制单元41的控制发射激光,此时检测电路421不工作。
190.在激光雷达40完成一个探测周期后,到进行下一个探测周期之间会间隔一段时间,在这个探测周期间隔内,控制单元41可以对多个光发射单元4a~4m中的一个光发射单元发送检测发光指令,使该光发射单元启动并发射用于检测的激光;以及,控制单元41同步向检测电路421发送检测指令,启动检测电路对该光发射单元进行检测,并在控制单元41向光发射单元4a~4m中下一个光发射单元发送发光指令之前完成检测。
191.以光发射单元4a~4m依次发光的顺序举例说明,参考图11所示的相应时序图,在图11中,t10为激光雷达40的第一个探测周期的结束时刻;t10~t15为激光雷达40的第一个探测周期和第二个探测周期之间的探测周期间隔,用于检测多个光发射单元4a~4m中至少部分的光发射单元,其中的t10~t14为控制单元41、光发射单元4a和检测电路421的工作时段;t15为激光雷达40的第二个探测周期的开始时刻。
192.在t10时刻之前,激光雷达40处于第一个探测周期,控制单元41按照发光时序,输出发光指令发送至光发射单元4a~4m中对应的光发射单元,该光发射单元发射用于探测的激光,直至光发射单元4m结束发光,光发射单元4a~4m均完成发光,第一个探测周期结束。
193.在t10~t12时段,控制单元41输出检测发光指令和检测指令,并分别将检测发光指令发送至光发射单元4a,以及将检测指令发送至检测电路421。
194.在t12时刻,光发射单元4a响应于检测发光指令,开始发射用于检测的激光,直至t13时刻结束发光。
195.在t12时刻,检测电路421响应于检测指令,开始工作,并在t12~t14时段根据光发射单元4a发射的激光进行检测,得到对应光发射单元4a的检测结果。检测电路421的具体检测过程可参照上述相关部分的描述,在此不再赘述。
196.在t14~t15时段内,检测电路421进行检测准备。
197.可选地,若t14~t15的时长充足,则检测电路421还可以对其他光发射单元进行检
测,检测过程可参考t11~t14时段的描述,在此不再赘述。
198.在t15时刻之后,激光雷达40进入第二个探测周期,控制单元41按照发光时序,将生成的发光指令发送至光发射单元4a~4m中对应的光发射单元,该光发射单元发射用于探测的激光,直至光发射单元4m结束发光,光发射单元4a~4m均完成发光,第二个目标探测周期结束。
199.采用上述方案,利用激光雷达两个探测周期之间的间隔时间,对至少部分光发射单元进行检测,无需为检测电路单独预留检测时段,使得本说明书实施例提供的检测电路可适应各种激光雷达,普适性更强,在兼顾保障激光雷达工作效率和检测电路的检测效率的情况下,可以降低对于检测电路中各器件的性能要求(如响应速度、处理速度等)。
200.在具体实施中,由于检测电路与光发射单元在同一发射装置中,相对于外界目标物,距离非常近,若所述控制单元在两个探测周期之间控制检测电路对光发射单元进行检测,为了节约用电功耗,以及提升检测效率,可以设定光发射单元在检测时的发光强度小于测距时的发光强度。
201.例如,如图11所示,通过光发射单元4a对应时序的脉冲高度表征发光强度,则光发射单元4a在t12~t13时段的发光强度(即检测时的发光强度)小于t16~t17时段的发光强度(即测距时的发光强度)。
202.在具体实施中,若所述控制单元在两个探测周期之间控制检测电路对光发射单元进行检测,则光发射单元的启动顺序可不受激光雷达目标探测时的启动顺序的限制,进而提高检测的灵活性。
203.参考图12,激光雷达可以包括4列光发射单元,即图12中的第

列至第

列,按照每一列的排列顺序,可以从第

列的第一个光发射单元开始,逐列逐个启动相应的光发射单元进行发光,具体可参照图12中实线箭头顺序;也可以从第

列的第一个光发射单元开始,按照各列之间首尾相接的排列顺序发光,具体可参照图12中虚线箭头顺序;还可以随机选取某一个光发射单元进行发光。
204.需要说明的是,光发射单元的发光顺序可根据实际需求和场景进行设定,本说明书实施例对于光发射单元采用的发光顺序不做具体限制。
205.在具体实施中,可以根据检测电路中光接收单元与各光发射单元的实际位置关系,设定检测电路的第一电压阈值和第二电压阈值。其中,第一电压阈值和第二电压阈值可小于相距检测电路中光接收单元最远的光发射单元的发光强度,从而减少漏检率和误判率,提高检测结果的准确性。
206.在具体实施中,为了避免检测电路误启动,在检测电路启动之前,可以切断检测电路的供电,或者,在对检测电路进行供电的情况下,将检测电路中光接收单元与光发射单元之间的激光传递路径进行遮挡,使得检测电路中光接收单元避免接收到激光。由此,确保检测电路在正确时间对正确的检测对象进行检测,提高检测结果的准确性和可靠性。
207.在具体实施中,可以对激光雷达设定故障占比阈值,从而增加激光雷达对于异常工作的光发射单元的包容性,提升激光雷达的工作效率。其中,故障占比阈值可以根据实际需求和场景进行设定。
208.例如,故障占比阈值可以是激光雷达中允许工作异常的光发射单元数量和光发射单元总数量的占比,也可以是激光雷达中每一列允许工作异常的光发射单元数量和光发射
单元每一列数量的占比;还可以是激光雷达中每一行允许工作异常的光发射单元数量和光发射单元每一列数量的占比等。
209.在具体实施中,不同位置的光发射单元对于激光雷达的目标探测结果的影响程度不一样,为了能够兼顾激光雷达故障提醒的精确度和包容性,在实际应用中,可以根据具体应用场景和需求,选择相应的区域划分方式,对多个光发射单元进行区域划分,并根据各个区域对于目标探测结果的影响程度,分别为各个区域设置相应的故障占比阈值。
210.例如,将激光雷达中的多个光发射单元按照从上到下的位置顺序进行区域划分,得到上区域、中区域、下区域,各区域中包括至少一个光发射单元,且各区域包括的光发射单元数量可以不相同。
211.相比于上区域和下区域,中区域的光发射单元通常对应外部环境中目标信息最丰富的部分,进而中区域需要保证更多的光发射单元正常工作。中区域的光发射单元发生异常工作对于目标探测结果的影响程度更大,因此,可以为中区域设置更低的故障占比阈值,从而提升激光雷达对于中区域内发生异常工作的光发射单元的敏感度,保障激光雷达的目标检测结果。
212.本说明书还提供了与上述任意实施例所述的激光雷达对应的自动监控系统,以下参照附图,通过具体实施例进行详细介绍。需要知道的是,下文描述的自动监控系统的内容,可与上文描述的激光雷达的内容相互对应参照。
213.在具体实施中,如图13所示,为本说明书实施例的一种自动监控系统的结构框图。在图13中,所述自动监控系统50可以包括:故障提醒设备51和激光雷达40。其中:所述激光雷达40,适于对自身的光发射单元4a~4m进行检测,并将检测结果发送至所述故障提醒设备51;所述故障提醒设备51,适于根据所述检测结果,输出所述激光雷达40的故障提醒信息。所述故障提醒信息可以包括:故障状态信息,用以表征所述激光雷达40是否存在故障的。
214.采用上述方案,使用者能够及时知晓激光雷达中工作异常的光发射单元,进而对激光雷达进行维修或替换,确保数据处理结果的准确性和可靠性。
215.在具体实施中,所述故障提醒设备根据所述检测结果,通过显示和语音中至少一种方式输出所述激光雷达40的故障提醒信息。
216.在具体实施中,如图13所示,所述故障提醒信息可以还包括:异常位置信息,用以表征存在异常工作的光发射单元的位置,便于使用者或者维修人员进行排故。
217.在实际应用中,若激光雷达预设有故障占比阈值,则激光雷达发送的检测结果中还可以包括激光雷达是否可以继续工作的判断信息,进而故障提醒设备可以根据该判断信息确定该激光雷达是否可以继续工作,即所述故障提醒信息还可以包括:使用建议信息,用以表征所述激光雷达是否可以继续工作,便于使用者参考。
218.其中,故障占比阈值可以根据实际需求和场景进行设定,具体可参照上述相关内容的描述,本说明书对此不做具体限制。
219.可以理解的是,上文描述的实施例提供了多种实施方案,各实施方案可在不冲突的情况下相互结合、交叉引用,从而延伸出多种可能的实施方案,这些均可认为是本技术实施例披露、公开的实施例方案。
220.本说明书实施例还提供了与上述用于光发射单元的检测电路对应的检测方法,以
下参照附图,通过具体实施例进行详细介绍。需要知道的是,下文描述的检测方法的内容,可与上文描述的检测装置的内容相互对应参照。
221.在具体实施中,如图14所示,为本实施例的一种用于光发射单元的检测方法的流程图,在图14中,所述检测方法可以包括:
222.s11,基于所述光发射单元发射的激光,获取相应的电信号。
223.s12,将所述电信号分别转换为第一电压信号和第二电压信号。
224.其中,所述光发射单元的发光时长与所述第一电压信号的输出时长相同。所述第二电压信号在所述光发射单元结束发光后获得。
225.s13,根据所述第一电压信号和所述第二电压信号,判断所述光发射单元的工作状态。
226.由此,降低由上述信号失真造成的误判率和漏检率,保障检测过程的可靠性以及提升检测结果的准确性。
227.在具体实施中,所述根据所述第一电压信号和所述第二电压信号,判断所述光发射单元的工作状态,可以包括:在所述第一电压信号的幅值小于预设的第一电压阈值,且所述第二电压信号的幅值小于预设的第二电压阈值时,判定所述光发射单元工作异常。
228.在具体实施中,所述根据所述第一电压信号和所述第二电压信号,判断所述光发射单元的工作状态,包括:
229.在所述第一电压信号的幅值大于或等于预设的第一电压阈值,和/或,所述第二电压信号的幅值大于或等于预设的第二电压阈值时,判定所述光发射单元工作正常。
230.由此,根据不同转换方式设定的第一电压阈值和第二电压阈值,可以准确判断所述光发射单元的工作状态。并且,当两个比较结果均表示光发射单元未正常发光时,才判定所述光发射单元异常工作。
231.虽然本说明书实施例披露如上,但本说明书实施例并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本说明书实施例的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本说明书实施例的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
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