激光探测装置的探测方法、激光探测装置及存储介质与流程

1.本技术属于调频连续波(frequency modulated continuous wave，fmcw)激光雷达(light detection and range，lidar)技术领域，尤其涉及一种激光探测装置的探测方法、激光探测装置及存储介质。


背景技术：

2.调频连续波激光雷达能同时测距和测速，广泛应用在智慧交通、无人驾驶等领域中，能够为自动驾驶或辅助驾驶提供更加安全可靠的距离和速度信息。相对于单独利用飞行时间(time of flight，tof)测距技术，调频连续波激光雷达能够检测出目标物体的距离和速度，从而能够更快的识别目标物体，便于提前作出避险操作。


技术实现要素：

3.当前，可以在调频连续波激光雷达的同一通道内设置双激光器，使双激光器按照相同光路进行探测，理论上可以实现更高分辨率的探测。但是，针对双激光器探测的方式，当前并无具体的方法能够实现速度与距离的解算。
4.有鉴于此，本技术实施例提供了一种激光探测装置的探测方法、激光探测装置及存储介质，以改善当前针对双激光器探测的方式，并无具体的方法能够实现速度与距离的解算的现状。
5.本技术实施例的第一方面提供了一种激光探测装置的探测方法，包括：
6.控制第一激光器在每个扫频周期生成第一三角波信号，其中，所述第一激光器的发射功率为第一功率，所述第一三角波信号的扫频斜率大小为第一斜率，所述扫频周期包括顺次连接的第一扫频时间与第二扫频时间；
7.控制第二激光器在每个所述扫频周期生成第二三角波信号，其中，所述第二激光器的发射功率为不同于所述第一功率的第二功率，所述第二三角波信号的扫频斜率大小为第二斜率，所述第二斜率与所述第一斜率不同；
8.控制光电探测模块接收第一本振信号、第一探测信号的回波信号、第二本振信号与第二探测信号的回波信号，其中，所述第一本振信号与所述第一探测信号为所述第一三角波信号分束形成的两信号，所述第一本振信号包括位于所述第一扫频时间的第一上扫本振信号与位于所述第二扫频时间的第二下扫本振信号，所述第一探测信号包括位于所述第一扫频时间的第一上扫探测信号与位于所述第二扫频时间的第二下扫探测信号，所述第二本振信号与所述第二探测信号为所述第二三角波信号分束形成的两信号，第二本振信号包括位于所述第一扫频时间的第一下扫本振信号与位于所述第二扫频时间的第二上扫本振信号，所述第二探测信号包括位于所述第一扫频时间的第一下扫探测信号与位于所述第二扫频时间的第二上扫探测信号；
9.在所述第一扫频时间获取第一频率与第二频率，其中，所述第一频率为第一拍频信号的频率与第二拍频信号的频率中较高的一个，所述第二频率为所述第一拍频信号的频
率与所述第二拍频信号的频率中较低的一个，所述第一拍频信号为所述第一上扫本振信号与所述第一上扫探测信号的回波信号的拍频信号，所述第二拍频信号为所述第一下扫本振信号与所述第一下扫探测信号的回波信号的拍频信号；
10.在所述第二扫频时间获取第三频率与第四频率，其中，所述第三频率为第三拍频信号的频率与第四拍频信号的频率中较高的一个，所述第四频率为所述第三拍频信号的频率与所述第四拍频信号的频率中较低的一个，所述第三拍频信号为所述第二下扫本振信号与所述第二下扫探测信号的回波信号的拍频信号，所述第四拍频信号为所述第二上扫本振信号与所述第二上扫探测信号的回波信号的拍频信号；
11.根据所述第一功率与所述第二功率的大小关系，以及，所述第一频率与所述第二频率的幅值大小关系，确定目标物体在所述第一扫频时间相对于所述激光探测装置的运动方向，或者，根据所述第一功率与所述第二功率的大小关系，以及，所述第三频率与所述第四频率的幅值大小关系，确定所述目标物体在所述第二扫频时间相对于所述激光探测装置的运动方向；
12.根据所述运动方向、所述第一频率、所述第二频率、所述第三频率、所述第四频率、所述第一斜率、所述第二斜率，以及，所述第一三角波信号和/或所述第二三角波信号的中心频率，确定所述目标物体相对于所述激光探测装置的距离与速度。
13.本技术实施例的第二方面提供了一种激光探测装置，包括：
14.第一激光发射单元，用于控制第一激光器在每个扫频周期生成第一三角波信号，其中，所述第一激光器的发射功率为第一功率，所述第一三角波信号的扫频斜率大小为第一斜率，所述扫频周期包括顺次连接的第一扫频时间与第二扫频时间；
15.第二激光发射单元，用于控制第二激光器在每个所述扫频周期生成第二三角波信号，其中，所述第二激光器的发射功率为不同于所述第一功率的第二功率，所述第二三角波信号的扫频斜率大小为第二斜率，所述第二斜率与所述第一斜率不同；
16.光电转换单元，用于控制光电探测模块接收第一本振信号、第一探测信号的回波信号、第二本振信号与第二探测信号的回波信号，其中，所述第一本振信号与所述第一探测信号为所述第一三角波信号分束形成的两信号，所述第一本振信号包括位于所述第一扫频时间的第一上扫本振信号与位于所述第二扫频时间的第二下扫本振信号，所述第一探测信号包括位于所述第一扫频时间的第一上扫探测信号与位于所述第二扫频时间的第二下扫探测信号，所述第二本振信号与所述第二探测信号为所述第二三角波信号分束形成的两信号，第二本振信号包括位于所述第一扫频时间的第一下扫本振信号与位于所述第二扫频时间的第二上扫本振信号，所述第二探测信号包括位于所述第一扫频时间的第一下扫探测信号与位于所述第二扫频时间的第二上扫探测信号；
17.第一频率获取单元，用于在所述第一扫频时间获取第一频率与第二频率，其中，所述第一频率为第一拍频信号的频率与第二拍频信号的频率中较高的一个，所述第二频率为所述第一拍频信号的频率与所述第二拍频信号的频率中较低的一个，所述第一拍频信号为所述第一上扫本振信号与所述第一上扫探测信号的回波信号的拍频信号，所述第二拍频信号为所述第一下扫本振信号与所述第一下扫探测信号的回波信号的拍频信号；
18.第二频率获取单元，用于在所述第二扫频时间获取第三频率与第四频率，其中，所述第三频率为第三拍频信号的频率与第四拍频信号的频率中较高的一个，所述第四频率为
所述第三拍频信号的频率与所述第四拍频信号的频率中较低的一个，所述第三拍频信号为所述第二下扫本振信号与所述第二下扫探测信号的回波信号的拍频信号，所述第四拍频信号为所述第二上扫本振信号与所述第二上扫探测信号的回波信号的拍频信号；
19.运动方向确定单元，用于根据所述第一功率与所述第二功率的大小关系，以及，所述第一频率与所述第二频率的幅值大小关系，确定目标物体在所述第一扫频时间相对于所述激光探测装置的运动方向，或者，根据所述第一功率与所述第二功率的大小关系，以及，所述第三频率与所述第四频率的幅值大小关系，确定所述目标物体在所述第二扫频时间相对于所述激光探测装置的运动方向；
20.距离与速度确定单元，用于根据所述运动方向、所述第一频率、所述第二频率、所述第三频率、所述第四频率、所述第一斜率、所述第二斜率，以及，所述第一三角波信号和/或所述第二三角波信号的中心频率，确定所述目标物体相对于所述激光探测装置的距离与速度。
21.本技术实施例的第三方面提供了一种激光探测装置，包括：
22.处理器；以及
23.存储器，与所述处理器通信连接，所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序，所述处理器用于运行所述程序，以使所述激光探测装置执行如本技术实施例的第一方面所述探测方法的步骤。
24.本技术实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本技术实施例的第一方面所述探测方法的步骤。
25.本技术实施例的第一方面提供的探测方法，通过分别控制两个发射功率不同的激光器在同一扫频周期向目标物体发射扫频斜率大小不等、扫频方向相反的三角波信号；然后通过光电探测模块接收两个激光器的本振信号以及目标物体反射探测信号形成的回波信号；再根据两个激光器的功率大小关系、扫频斜率大小，以及各本振信号与对应的回波信号的拍频信号的频率，确定目标物体相对于激光探测装置的运动方向、距离及速度。该探测方法能够改善当前针对双激光器探测的方式，并无具体的方法能够实现速度与距离的解算的现状。值得一提的是，由于该探测方法通过同一光电探测模块接收两激光器的本振信号与回波信号，因此能够起到降低硬件成本、减小激光探测装置的整体体积的效果。
26.可以理解的是，上述第二方面至第四方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对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，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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。
28.图1是本技术实施例提供的探测方法的第一种流程示意图；
29.图2示出了在第一功率大于第二功率，第一斜率大于第二斜率的条件下，目标物体靠近激光探测装置时，距离拍频频率大于或等于速度拍频频率情况下的拍频原理图与频谱
图；
30.图3示出了在第一功率大于第二功率，第一斜率大于第二斜率的条件下，目标物体靠近激光探测装置时，距离拍频频率小于速度拍频频率情况下的拍频原理图与频谱图；
31.图4示出了在第一功率大于第二功率，第一斜率大于第二斜率的条件下，目标物体不靠近激光探测装置时，距离拍频频率大于或等于速度拍频频率情况下的拍频原理图与频谱图；
32.图5示出了在第一功率大于第二功率，第一斜率大于第二斜率的条件下，目标物体不靠近激光探测装置时，距离拍频频率小于速度拍频频率情况下的拍频原理图与频谱图；
33.图6是本技术实施例提供的探测方法的第二种流程示意图；
34.图7是本技术实施例提供的探测方法的第三种流程示意图；
35.图8是本技术实施例提供的激光探测装置的第一种结构示意图；
36.图9是本技术实施例提供的激光探测装置的第二种结构示意图；
37.图10是本技术实施例提供的激光探测装置的第三种结构示意图。
具体实施方式
38.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它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
39.应当理解，当在本发明说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
40.还应当理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合及所有可能组合，并且包括这些组合。
41.如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0042]
另外，在本发明说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对于重要性。
[0043]
在本发明说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本发明的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方法另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方法另外特别强调。术语“多个”及其变形都意味着“至少两个”。
[0044]
本技术实施例提供一种激光探测装置的探测方法，可以由激光探测装置的处理器在运行具有相应功能的计算机程序时执行，通过分别控制两个发射功率不同的激光器在同
一扫频周期向目标物体发射扫频斜率大小不等、扫频方向相反的三角波信号；然后通过同一光电探测模块接收两个激光器的本振信号以及目标物体反射探测信号形成的回波信号；再根据两个激光器的功率大小关系、扫频斜率大小，以及各本振信号与对应的回波信号的拍频信号的频率，确定目标物体相对于激光探测装置的运动方向、距离及速度。该探测方法能够改善当前针对双激光器探测的方式，并无具体的方法能够实现速度与距离的解算的现状。值得一提的是，由于该探测方法通过同一光电探测模块接收两激光器的本振信号与回波信号，因此能够起到降低硬件成本、减小激光探测装置的整体体积的效果。
[0045]
在应用中，本技术实施例提供的探测方法不仅能适用于对近距离目标进行快速、高效、准确的测距和测速，也适用于对远距离目标进行快速、高效、准确的测距和测速，可以应用于智慧交通、航空航天、资源勘探、城市规划、农业开发、水利工程、土地利用、环境监测、冶金制造、纺织制造等任意需要进行测距和测速的领域，具体的，可以应用于无人驾驶车辆、无人机、机器人、定位系统、导航系统、装卸和搬运设备、冶金过程控制设备、非接触式测量设备等。本技术实施例提供的探测方法用于对近距离目标进行测距和测速时，能够实现距离和速度的解耦，从而有效提升测距和测速的分辨率和占空比。近距离可以为0m～100m中的任意距离，例如，10m、20m、50m等。
[0046]
在应用中，激光探测装置可以是激光雷达，也可以是激光雷达中的信号处理设备，或者，任意具有测距测速功能的设备，例如，测距测速传感器、测距测速仪。激光探测装置可以包括第一激光器、第二激光器、光分束器、光复用器、扫描系统、光电探测模块及信号处理设备，还可以包括光放大器、光耦合器、光环形器、光准直器、光合束器、干涉仪、电源模块、通信模块等。激光探测装置的具体结构可以根据实际需要进行设置，本技术实施例对激光探测装置的具体结构不作任何限制。
[0047]
在应用中，第一激光器和第二激光器可以通过任意能够在线性调频模式下发射线性扫频光信号的激光器实现，例如，分布式布拉格反射(distributed bragg reflector，dbr)激光器、分布式反馈(distributed feedback laser，dfb)激光器等半导体激光器。激光雷达也可以包括两个以上激光器，其中一部分激光器用于实现第一激光器的功能，剩余激光器用于实现第二激光器的功能。
[0048]
在应用中，光分束器可以是任意能够实现对光进行分束的器件，以将第一激光器/第二激光器生成的信号按照预设的分光比分束为对应的本振信号与探测信号。例如，光分束器可以为光耦合器、分光镜等元件。
[0049]
在应用中，光电探测模块可以是任意能够接收两激光器对应的本振信号，以及两激光器对应的探测信号经目标物体反射形成的回波信号，并输出与第一激光器的本振信号对应的拍频信号相关的电信号，以及与第二激光器的本振信号对应的拍频信号相关的电信号，以便于信号处理设备根据上述电信号获取上述两拍频信号的频率的器件。例如，光电探测模块可以包括光电探测器；此时，光电探测器在接收上述本振信号与回波信号的过程中，本振信号与回波信号通过自由空间光信号拍频的方式进行拍频，光电探测器对拍频信号进行光电转换，从而得到与拍频信号相关的电信号。例如，光电探测模块亦可以包括光混频器与平衡光电探测器(balanced photo detector，bpd)；此时，光混频器用于接收上述本振信号与回波信号，以使本振信号与回波信号在其内进行拍频，平衡光电探测器用于对拍频信号进行平衡探测，从而得到与拍频信号相关的电信号。
[0050]
在应用中，光放大器可以是光纤放大器，例如掺铒光纤放大器(erbium doped fiber application amplifier，edfa)；此外，光放大器亦可以是半导体光放大器。
[0051]
在应用中，光耦合器可以通过光纤阵列或平面光波导(planar lightwave circuit，plc)阵列实现。
[0052]
在应用中，干涉仪可以是马赫-曾德尔干涉仪。
[0053]
在应用中，信号处理设备可以包括处理器，还可以包括至少一级放大电路、模数转换器(analog-to-digitalconverter，adc)、时间数字转换器(time-to-digital convertor，tdc)、存储器等，处理器也可以自带内部存储空间和模数转换功能以替代模数转换器和存储器。
[0054]
在应用中，处理器是可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，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。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。
[0055]
在应用中，存储器在一些实施例中可以是激光探测装置的内部存储单元，例如激光探测装置的硬盘或内存。存储器在另一些实施例中也可以是激光探测装置的外部存储设备，例如，激光探测装置上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，smc)，安全数字(secure digital，sd)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，存储器还可以既包括激光探测装置的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(boot loader)、数据及其他程序等，例如计算机程序的程序代码等。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
[0056]
在应用中，放大电路可以通过跨阻放大器(trans-impedance amplifier，tia)实现。
[0057]
在应用中，电源模块可以包括电源管理器件、电源接口等。
[0058]
在应用中，通信模块可以根据实际需要设置为任意能够直接或间接于其他设备进行有线或无线通信的器件，例如，通信模块可以提供应用在网络设备上的包括通信接口(例如，通用串行总线接口(universal serial bus，usb))、有线局域网(local area networks，lan)、无线局域网(wireless local area networks，wlan)(例如、wi-fi网络)，蓝牙，zigbee，移动通信网络，全球导航卫星系统(global navigation satellite system，gnss)，调频(frequency modulation，fm)，近距离无线通信技术(near field communication，nfc)，红外技术(infrared，ir)等通信的解决方案。通信模块可以包括天线，天线可以只有一个阵元，也可以是包括多个阵元的天线阵列。通信模块可以通过天线接收电磁波，将电磁波信号调频及滤波处理，将处理后的信号发送到处理器。通信模块还可以从处理器接收待发送的信号，对其进行调频、放大，经天线转为电磁波辐射出去。
[0059]
如图1所示，本技术实施例提供的探测方法，包括如下步骤s101至s108：
[0060]
步骤s101、控制第一激光器在每个扫频周期生成第一三角波信号，进入步骤s103。
[0061]
在应用中，信号处理设备控制第一激光器在每个扫频周期内发射第一功率的第一三角波信号，第一三角波信号为线性扫频信号。扫频周期包括顺次连接的第一扫频时间和第二扫频时间，第一扫频时间和第二扫频时间相等且可以根据实际需要设置为任意时长。
第一激光器的发射光功率(optical power，op)为恒定的第一功率p1，第一功率p1可以根据实际需要进行设置。
[0062]
在应用中，第一三角波信号被光分束器分束为第一本振信号与第一探测信号，第一本振信号将传输至光电探测模块以作本地参考，第一探测信号传输至目标物体以用于探测目标物体。其中，第一本振信号包括位于第一扫频时间的第一上扫本振信号以及位于第二扫频时间的第二下扫本振信号，第一探测信号包括位于第一扫频时间的第一上扫探测信号以及位于第二扫频时间的第二下扫探测信号，第一上扫本振信号、第二下扫本振信号、第一上扫探测信号以及第二下扫探测信号均为线性扫频信号。第一上扫本振信号与第一上扫探测信号的扫频斜率为正且大小相等，第二下扫本振信号与第二下扫探测信号的扫频斜率为负且大小相等，第一上扫本振信号与第二下扫本振信号的扫频斜率大小相等。为便于说明，本技术文件将第一三角波信号的扫频斜率大小定义为第一斜率ku，则上述第一上扫本振信号、第二下扫本振信号、第一上扫探测信号以及第二下扫探测信号的扫频斜率大小均为第一斜率ku。
[0063]
在应用中，第一上扫本振信号与第一上扫探测信号的频率在第一扫频时间内从第一初始频率到第一终止频率之间线性变化，其频率的变化率(也即扫频斜率)为正且在第一扫频时间内固定不变；第二下扫本振信号与第二下扫探测信号的频率在第二扫频时间内从第一终止频率到第一初始频率之间线性变化，其频率的变化率为负且在第二扫频时间内固定不变。第一初始频率与第一终止频率的均值即为第一激光器的中心频率f
01
，第一激光器的中心频率f
01
可以根据实际需要进行设置。第一终止频率等于正的第一扫频时间与第一上扫探测信号的扫频斜率大小的乘积加第一初始频率。
[0064]
步骤s102、控制第二激光器在每个扫频周期生成第二三角波信号，进入步骤s103。
[0065]
在应用中，信号处理设备控制第二激光器在每个扫频周期内发射第二三角波信号；第二三角波信号为线性扫频信号，且其扫频方向与第一三角波信号相反。第二激光器的发射光功率为恒定的第二功率p2，第二功率p2可以根据实际需要设置为不同于第一功率p1的任意值，二者之间的大小关系可以根据实际需要进行设置。在一些实施例中，第一功率p1大于第二功率p2；例如，两者满足：p1》1.05p2。例如，在另一些实施例中，第一功率p1小于第二功率p2；例如，两者满足：p1《0.95p2。
[0066]
在应用中，第二三角波信号被光分束器分束为第二本振信号与第二探测信号，第二本振信号传输至光电探测模块以作本地参考，第二探测信号传输至目标物体以用于对目标物体进行探测。第二本振信号包括位于第一扫频时间的第一下扫本振信号以及位于第二扫频时间的第二上扫本振信号，第二探测信号包括位于第一扫频时间的第一下扫探测信号以及位于第二扫频时间的第二上扫探测信号，第一下扫本振信号、第二上扫本振信号、第一下扫探测信号以及第二上扫探测信号均为线性扫频信号。第一下扫本振信号与第一下扫探测信号的扫频斜率为负且大小相等，第二上扫本振信号与第二上扫探测信号的扫频斜率为正且大小相等。为便于说明，本技术文件将第二三角波信号的扫频斜率大小定义为第二斜率kd，则上述第一下扫本振信号、第二上扫本振信号、第一下扫探测信号以及第二上扫探测信号的扫频斜率大小均为第二斜率kd。将第二斜率与第一斜率的比值定义为第一系数α，则其满足第一三角波信号的扫频斜率大小与第二三角波信号扫频斜率大小不同，二
者之间的大小关系可以根据实际需要进行设置。例如，在一些实施例中，第二斜率kd小于第一斜率ku，即0《α《1。
[0067]
在应用中，第一下扫本振信号与第一下扫探测信号的频率在第一扫频时间内从第二初始频率到第二终止频率之间线性变化，其频率的变化率(也即扫频斜率)为负且在第一扫频时间内固定不变；第二上扫本振信号与第二上扫探测信号的频率在第二扫频时间内从第二终止频率到第二初始频率之间线性变化，其频率的变化率为正且在第二扫频时间内固定不变。第二初始频率与第二终止频率的均值即为第二激光器的中心频率f
02
，第二激光器的中心频率f
02
可以根据实际需要进行设置。第二终止频率等于负的第二扫频时间与第一下扫探测信号的扫频斜率大小的乘积加第二初始频率。值得一提的是，第一三角波信号与第二三角波信号的中心频率接近，即是两者的差值相较于上述任意一者的中心频率的比值均是较小的，例如，该比值小于千分之一；例如两信号均为905nm波长的信号，两者的波长差为0.05～0.5nm。
[0068]
在应用中，在第一扫频时间，第一上扫探测信号和第一下扫探测信号发射至目标物体的同一位置，定义为第一位置，以探测目标物体的第一位置在第一扫频时间相对于激光探测装置的距离；同理，在第二扫频时间，第二下扫探测信号和第二上扫探测信号发射至目标物体的同一位置，定义为第二位置，以探测目标物体的第二位置在第二扫频时间相对于激光探测装置的距离。其中，控制第一探测信号与第二探测信号发射至同一目标物体的同一位置的方式可以是使第一探测信号与第二探测信号通过相同的光路出射探测；基于此，第一探测信号与第二探测信号的回波信号也可以通过相同的光路进入光电探测模块。
[0069]
在应用中，由于目标物体在运动过程中相对于激光探测装置的位置会发生变化，并不能保证激光探测装置发射的激光信号每次都能照射在目标物体的同一位置，因此，第一位置和第二位置可能是同一位置或不同位置。
[0070]
步骤s103、控制光电探测模块接收第一本振信号、第一探测信号的回波信号、第二本振信号与第二探测信号的回波信号，进入步骤s104与s105。
[0071]
在应用中，第一光分束器与第一激光器连接，其用于将第一三角波信号分束为第一本振信号与第一探测信号。第一本振信号通过光波导和/或自由空间光路等光路进入光电探测模块。第一探测信号出射至目标物体表面，其经由目标物体反射以形成相应的回波信号，并经由自由空间光路和/或光波导等光路进入光电探测模块。第二光分束器与第二激光器连接，其用于将第二三角波信号分束为第二本振信号与第二探测信号。第二本振信号通过光波导和/或自由空间光路等光路进入光电探测模块。第二探测信号出射至目标物体表面，其经由目标物体反射以形成相应的回波信号，并经由自由空间光路和/或光波导等光路进入光电探测模块。
[0072]
光电探测模块接收第一本振信号、第一探测信号的回波信号、第二本振信号与第二探测信号的回波信号的过程中，第一本振信号与第一探测信号的回波信号会发生拍频，并在第一扫频时间形成第一拍频信号，在第二扫频时间形成第三拍频信号，光电探测模块可以将上述第一拍频信号与第三拍频信号转换为相应的电信号，从而便于信号处理设备根据该电信号获取第一拍频信号与第三拍频信号的频率。光电探测模块接收第一本振信号、第一探测信号的回波信号、第二本振信号与第二探测信号的回波信号的过程中，第二本振信号与第二探测信号的回波信号会发生拍频，并在第一扫频时间形成第二拍频信号，在第
二扫频时间形成第四拍频信号，光电探测模块可以将上述第二拍频信号与第四拍频信号转换为相应的电信号，从而便于信号处理设备根据该电信号获取第二拍频信号与第三拍频信号的频率。
[0073]
步骤s104、在第一扫频时间获取第一频率与第二频率，进入步骤s106与s108。
[0074]
以下以上述第一功率p1大于第二功率p2，第一斜率ku大于第二斜率kd的条件为例，对本方法进行说明。请结合图2至图5，图2示出了在上述条件下，目标物体靠近激光探测装置时，距离拍频频率大于或等于速度拍频频率情况下的拍频原理图与频谱图；图3示出了在上述条件下，目标物体靠近激光探测装置时，距离拍频频率小于速度拍频频率情况下的拍频原理图与频谱图；图4示出了在上述条件下，目标物体不靠近激光探测装置时，距离拍频频率大于或等于速度拍频频率情况下的拍频原理图与频谱图；图5示出了在上述条件下，目标物体不靠近激光探测装置时，距离拍频频率小于速度拍频频率情况下的拍频原理图与频谱图。上述各图中，上部的黑色实线表示第一本振信号，上部黑色宽间距虚线表示参考信号，其具体表示目标物体相对激光探测装置静止时第一探测信号的回波信号，其与第一本振信号之间仅在时间轴(t)上具有相对位移，上部黑色的窄间距点线表示第一探测信号的回波信号，其与参考信号之间在频率轴(f)上具有相对位移，t0(时间轴的起始位置)～t1(时间轴的第二条虚线位置)之间的时间表示第一扫频时间，第一扫频时间的持续时长等于t1减去t0；同理，下部的黑色实线表示第二本振信号，下部黑色宽间距虚线表示参考信号，其具体表示目标物体相对激光探测装置静止时第二探测信号的回波信号，其与第二本振信号之间仅在时间轴(t)上具有相对位移，下部黑色的窄间距点线表示第二探测信号的回波信号，其与参考信号之间在频率轴(f)上具有相对位移，t1～t2(时间轴的第四条虚线位置)之间的时间表示第二扫频时间，第二扫频时间的持续时长等于t2减去t1。其中，第一上扫本振信号与第一上扫探测信号的回波信号的拍频信号为第一拍频信号，第一下扫本振信号与第一下扫探测信号的回波信号的拍频信号为第二拍频信号，第二下扫本振信号与第二下扫探测信号的拍频信号为第三拍频信号，第二上扫本振信号与第二上扫探测信号的拍频信号为第四拍频信号。
[0075]
在应用中，第一频率f
1
为第一拍频信号的频率与第二拍频信号的频率中较高的一个，第二频率f-1
为第一拍频信号的频率与第二拍频信号的频率中较低的一个。在第一扫频时间，光电探测模块接收第一上扫本振信号与第一上扫探测信号对应的回波信号，二者进行拍频生成第一拍频信号；同时，光电探测模块接收第一下扫本振信号与第一下扫探测信号对应的回波信号，二者拍频生成第二拍频信号。光电探测模块将第一拍频信号与第二拍频信号转换为第一电信号与第二电信号，并发送给信号处理设备。信号处理设备对第一电信号与第二电信号进行分析处理，如通过傅里叶变换处理以及峰值寻找，即可获得频率较高的第一频率f
1
与较低第二频率f-1
；即，第一频率f
1
为第一拍频信号的频率与第二拍频信号的频率中较高的一个，第二频率f-1
为第一拍频信号的频率与第二拍频信号的频率中较低的一个。
[0076]
步骤s105、在第二扫频时间获取第三频率与第四频率，进入步骤s107与s108。
[0077]
在应用中，第三频率f
2
为第三拍频信号的频率与第四拍频信号的频率中较高的一个，第四频率f-2
为第三拍频信号的频率与第四拍频信号的频率中较低的一个。在第二扫频时间，光电探测模块接收第二下扫本振信号与第二下扫探测信号对应的回波信号，二者进
行拍频生成第三拍频信号；同时，光电探测模块接收第二上扫本振信号与第二上扫探测信号对应的回波信号，二者拍频生成第四拍频信号。光电探测模块将第三拍频信号与第四拍频信号转换为第三电信号与第四电信号，然后发送给信号处理设备。信号处理设备对第三电信号与第四电信号进行分析处理，如通过傅里叶变换处理以及峰值寻找，即可获得频率较高的第三频率f
2
与较低第四频率f-2
；即，第三频率f
2
为第三拍频信号的频率与第四拍频信号的频率中较高的一个，第四频率f-2
为第三拍频信号的频率与第四拍频信号的频率中较低的一个。
[0078]
步骤s106、根据第一功率与第二功率的大小关系，以及，第一频率与第二频率的幅值大小关系，确定目标物体在第一扫频时间相对于激光探测装置的运动方向，进入步骤s108；
[0079]
步骤s107、根据第一功率与第二功率的大小关系，以及，第三频率与第四频率的幅值大小关系，确定目标物体在第二扫频时间相对于激光探测装置的运动方向，进入步骤s108。
[0080]
在应用中，信号处理设备在获得每个扫频时间的两个拍频信号的频率之后，即可根据已知的第一功率与第二功率的大小关系，以及在每个扫频时间获取的两个拍频信号的频率的幅值大小关系，确定目标物体在每个扫频时间相对于激光探测装置的运动方向。值得说明的是，本技术文件中所述的“某频率的幅值”意为，该频率在频谱图上所对应的信号的能量值，在频谱图上，该信号的频率与能量分别以横坐标、坐标表体现；例如，第一频率的幅值体现为第一频率所对应的拍频信号(即第一拍频信号与第二拍频信号中频率较大的一个)在频谱图上的纵坐标，如图2所示，第一频率的幅值小于第二频率的幅值。
[0081]
步骤s108、根据运动方向、第一频率、第二频率、第三频率、第四频率、第一斜率、第二斜率，以及，第一三角波信号和/或第二三角波信号的中心频率，确定目标物体相对于激光探测装置的距离与速度。
[0082]
在应用中，信号处理设备在确定目标物体在每个扫频周期相对于激光探测装置的运动方向之后，进一步根据目标物体在每个扫频周期相对于激光探测装置的运动方向、拍频信号的频率、第一斜率、第二斜率，以及，第一三角波和/或第二三角波的中心频率，确定目标物体在每个扫频周期相对于激光探测装置的距离与速度；其中，目标物体在每个扫频周期相对于激光探测装置的运动方向可以为目标物体在第一扫频时间或第二扫频时间相对于激光探测装置的运动方向，可以根据实际需要选择执行步骤s106与步骤s107中的一个来获取对应的运动方向作为目标物体在每个扫频周期相对于激光探测装置的运动方向。值得说明的是，本技术文件所述的“根据运动方向、第一频率、第二频率、第三频率、第四频率、第一斜率、第二斜率，以及，第一三角波信号和/或第二三角波信号的中心频率，确定目标物体相对于激光探测装置的距离与速度”是指，在对目标物体的相对距离与速度进行求解时，需要用到目标物体相对激光探测装置的运动方向、第一频率、第二频率、第三频率、第四频率、第一斜率、第二斜率等参数，另外，还需要用到第一三角波信号的中心频率与第二三角波信号的中心频率中的至少一个。
[0083]
在一个实施例中，步骤s106包括：
[0084]
若第一功率大于第二功率，第一频率的幅值小于第二频率的幅值，则确定目标物体在第一扫频时间靠近激光探测装置，若第一频率的幅值大于第二频率的幅值，则确定目
标物体在第一扫频时间不靠近激光探测装置。
[0085]
请结合图2至图5可知，在应用中，事先设定第一功率大于第二功率的情况下，或者在信号处理设备通过其他方式获取到第一功率大于第二功率的情况下，在第一扫频时间，若信号处理设备判定第一频率的幅值a(f
1
)小于第二频率的幅值a(f-1
)，则可以确定目标物体靠近激光探测装置；反之，若第一频率的幅值a(f
1
)大于第二频率的幅值a(f-1
)，则确定目标物体不靠近激光探测装置。其中，目标物体不靠近激光探测装置的情况包括远离激光探测装置与相对于激光探测装置静止这两种情况。
[0086]
在另一个实施例中，步骤s106包括：
[0087]
若第一功率小于第二功率，第一频率的幅值大于第二频率的幅值，则目标物体在第一扫频时间靠近激光探测装置，若第一频率的幅值小于第二频率的幅值，则确定目标物体在第一扫频时间不靠近激光探测装置。
[0088]
与上述实施例的原理相似，在应用中，事先设定第一功率小于第二功率的情况下，或者在信号处理设备通过其他方式获取到第一功率小于第二功率的情况下，在第一扫频时间，若信号处理设备判定第一频率的幅值a(f
1
)大于第二频率的幅值a(f-1
)，则可以确定目标物体靠近激光探测装置；反之，若第一频率的幅值a(f
1
)小于第二频率的幅值a(f-1
)，则确定目标物体不靠近激光探测装置。
[0089]
在一个实施例中，步骤s107包括：
[0090]
若第一功率大于第二功率，第三频率的幅值大于第四频率的幅值，则确定目标物体在第二扫频时间靠近激光探测装置，若第三频率的幅值小于第四频率的幅值，则确定目标物体在第二扫频时间不靠近激光探测装置。
[0091]
请结合图2至图5，在应用中，事先设定第一功率大于第二功率的情况下，或者在信号处理设备通过其他方式获取到第一功率大于第二功率的情况下，在第二扫频时间，若信号处理设备判定第三频率的幅值a(f
2
)大于第四频率的幅值a(f-2
)，则可以确定目标物体靠近激光探测装置；反之，若第三频率的幅值a(f
2
)小于第四频率的幅值a(f-2
)，则确定目标物体不靠近激光探测装置。
[0092]
在另一个实施例中，步骤s107包括：
[0093]
若第一功率小于第二功率，第三频率的幅值小于第四频率的幅值，则确定目标物体在第二扫频时间靠近激光探测装置，若第三频率的幅值大于第四频率的幅值，则确定目标物体在第二扫频时间不靠近激光探测装置。
[0094]
与上述实施例原理大致相似，在应用中，在事先设定第一功率小于第二功率的情况下，或者在信号处理设备通过其他方式获取到第一功率大于第二功率的情况下，在第二扫频时间，若信号处理设备判定第三频率的幅值a(f
2
)小于第四频率的幅值a(f-2
)，则可以确定目标物体靠近激光探测装置；反之，若第三频率的幅值a(f
2
)大于第四频率的幅值a(f-2
)，则确定目标物体不靠近激光探测装置。
[0095]
如图6所示，在一个实施例中，针对目标物体靠近激光探测装置的情况，步骤s108包括如下步骤s201至s204：
[0096]
步骤s201、若目标物体靠近激光探测装置，则启动第一判断算法根据第一频率、第二频率、第三频率、第四频率、第一斜率以及第二斜率，确定第二拍频信号的距离拍频频率与第四拍频信号的距离拍频频率，进入步骤s202；
[0097]
步骤s202、获取第二拍频信号的距离拍频频率与第四拍频信号的距离拍频频率的差值的绝对值，得到第一绝对值，进入步骤s203或s204；
[0098]
步骤s203、若第一绝对值小于或等于第一阈值，则根据第一解耦算法确定目标物体相对于激光探测装置的距离与速度；
[0099]
步骤s204、若第一绝对值大于第一阈值，则启动第二解耦算法确定目标物体相对于激光探测装置的距离与速度。
[0100]
值得一提的是，上述的第一判断算法配置为可针对目标物体靠近激光探测装置，且第一拍频信号至第四拍频信号均满足距离拍频频率大于或等于速度拍频频率的场景，计算第二拍频信号的距离拍频频率与第四拍频信号的距离拍频频率；即是，第一判断算法是对应图2所示的场景。第一解耦算法配置为可针对目标物体靠近激光探测装置，且第一拍频信号至第四拍频信号均满足距离拍频频率大于或等于速度拍频频率的场景，计算目标物体相对于激光探测装置的距离与速度。即是，第一解耦算法是对应图2所示的场景。第二解耦算法配置为可针对目标物体靠近激光探测装置，且第一拍频信号至第四拍频信号均满足距离拍频频率小于速度拍频频率的场景，计算目标物体相对于激光探测装置的距离与速度。即是，第二解耦算法是对应图3所示的场景。
[0101]
在应用中，激光探测装置探测产生的本振信号与探测信号的回波信号的拍频频率实则是距离拍频频率与速度拍频频的耦合。其中，距离拍频频率是因探测信号在飞行时间内相对于本振信号位移，进而在探测信号与本振信号拍频过程中引起的差频；其大小等于探测信号的扫频斜率与探测信号的飞行时间的乘积，其仅与飞行时间有关，而与目标物体的速度无关。其中，速度拍频频率是因目标物体的速度而引发的多普勒频移效应，进而在探测信号与本振信号拍频过程中引起的差频；其大小等于目标物体相对于激光探测装置的径向速度的两倍与探测信号波长的商值。由此可知，距离拍频频率fr＝k
×
τ，速度拍频频率为本振信号与回波信号的拍频频率为f
p
＝|fr±fv
|；其中，τ为探测信号的飞行时间，v为目标物体相对于激光探测装置的径向速度，λ为探测信号的波长(中心波长)，c为光速，f0为探测信号的中心频率。
[0102]
图2至图5中示出了各种场景中第一频率、第二频率、第三频率与第四频率的具体情况。其中，第一拍频信号的距离拍频频率记为f
ru1
，速度拍频频率记为f
v1
；第二拍频信号的距离拍频频率记为f
rd1
，速度拍频频率记为f
v1
；第三拍频信号的距离拍频频率记为f
ru2
，速度拍频频率记为f
v2
；第四拍频信号的距离拍频频率记为f
rd2
，速度拍频频率记为f
v2
。其中，因为速度拍频频率仅与目标物体的相对径向速度和探测信号的中心频率(或中心波长)相关，而第一三角波信号与第二三角波信号的频率差相对于各自的频率(波长)本身是极小的，例如，两信号的波长差为0.1～0.3nm，因此可以将第一拍频信号与第二拍频信号的速度拍频频率视为一致。
[0103]
在每个扫频周期，信号处理设备在确定目标物体的运动方向为靠近激光探测装置的情况下(即对应图2、3的情况下)，首先启动第一判断算法分别计算第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
与第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
；然后计算第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
与第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
之间的差值的绝对值，得到第一绝对值δf1；由于第一判断算法其实是针对图2的场景计算第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
与第四拍频信
号的距离拍频频率f
rd2
，再根据第一绝对值δf1与第一阈值f1的大小判断第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
与第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
的大小关系是否满足第一判断算法和第一解耦算法的适用场景(即对应图2的场景)，若第一绝对值δf1小于或等于第一阈值f1，则满足第一解耦算法的适用场景(亦即对应图2的场景)，启动第一解耦算法计算目标物体相对于激光探测装置的距离与速度，否则判定第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
与第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
的大小关系满足第二解耦算法的适用场景(即图3对应的场景)，此时则根据第二解耦算法计算目标物体相对于激光探测装置的距离与速度。
[0104]
在应用中，在满足第一判断算法的适用场景的情况下，第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
根据在第一扫频时间获取的第一频率f
1
与第二频率f-1
，以及已知的第一斜率ku与第二斜率kd的计算得到，第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
的计算公式为：
[0105][0106]
在一种实施方式中，在满足第一判断算法的适用场景的情况下，第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
可以根据在第二扫频时间获取的第三频率f-2
与第四频率f
2
，以及已知的第一斜率ku与第二斜率kd的计算得到，此时第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
的计算公式为：
[0107][0108]
在另一种实施方式中，在满足第一解耦算法的适用场景的情况下，若在第一扫频时间获取的第二频率f-1
与在第二扫频时间获取的第三频率f-2
的差值等于第一拍频信号的距离拍频频率f
ru1
与第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
的差值，也即f-1-f-2
＝f
ru1-f
rd2
，则第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
也可以根据在第一扫频时间获取的第二频率f-1
与在第二扫频时间获取的第三频率f-2
，以及已知的第一斜率ku与第二斜率kd的计算得到，此时第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
的计算公式为：
[0109][0110]
第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
的两种计算方式可以根据实际需要进行选择。
[0111]
在应用中，在目标物体相对于激光探测装置静止时，第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
等于第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
，而在目标物体靠近或远离激光探测装置时，第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
与第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
接近但不相等，二者之间的差值较小，第一阈值f1可以根据第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
与第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
之间的差值的绝对值设置为一个较小值，例如，0.05倍、0.1倍或0.15倍的f
rd1
；当然，第一阈值亦可以设置为一个较小的定值。
[0112]
应当理解，即使上述实施例中，第一判断算法是以第二拍频信号与第四拍频信号的距离拍频频率差值的绝对值与第一阈值比较，来实现场景的区分；但在本技术的其他实施例中，第一判断算法还可以是以第一拍频信号与第三拍频信号的距离拍频频率差值的绝对值与第一阈值比较，来实现场景的区分，具体实现方式与上述方案相似，在此则不赘述。
[0113]
在另一个实施例中，针对目标物体靠近激光探测装置的情况，步骤s107包括：
[0114]
若目标物体靠近激光探测装置，第二频率大于第四频率，则启动第一解耦算法确定目标物体相对于激光探测装置的距离与速度；以及
[0115]
若目标物体靠近激光探测装置，第二频率小于第四频率，则启动第二解耦算法确定目标物体相对于激光探测装置的距离与速度。
[0116]
在应用中，针对目标物体靠近激光探测装置的情况，本技术实施例还提供一种用于确定目标物体相对于激光探测装置的距离与速度的简化方法，具体为，在每个扫频周期，信号处理设备在确定目标物体的运动方向为靠近激光探测装置的情况下，首先根据第二频率f-1
与第四频率f-2
的大小关系，判断出当前处于的场景。具体地，若第二频率f-1
大于第四频率f-2
，则满足上述第一解耦算法的适用场景，启动第一解耦算法计算目标物体相对于激光探测装置的距离与速度，否则判定满足第二解耦算法的适用场景，此时则将第一解耦算法切换为第二解耦算法，根据第二解耦算法计算目标物体相对于激光探测装置的距离与速度。
[0117]
在一个实施例中，启动第一解耦算法确定目标物体相对于激光探测装置的距离与速度的步骤包括：
[0118]
根据第一频率、第二频率、第一斜率以及第二斜率，确定目标物体在第一扫频时间相对于激光探测装置的第一距离。具体地，可以先根据第一频率f
1
、第二频率f-1
、第一斜率ku与第二斜率kd，确定出第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
；例如，可以通过以下公式(1)确定。然后再基于该第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
与第二斜率kd，确定出第一距离r1；例如，可以通过以下公式(5)确定。当然，在实际求解的时候，可以直接通过公式(5)进行第一距离r1的求解。
[0119]
根据第一频率、第二频率、第一斜率、第二斜率，以及，第一三角波信号和/或第二三角波信号的中心频率，确定目标物体在第一扫频时间相对于激光探测装置的第一速度。具体地，可以先根据第一斜率ku、第二斜率kd与上述第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
，确定第一拍频信号的距离拍频频率f
ru1
；例如，可以通过以下公式(2)确定。然后，根据第一频率f
1
、第二频率f-1
、第一拍频信号的距离拍频频率f
ru1
以及第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
，确定第一拍频信号与第二拍频信号的速度拍频频率f
v1
；例如，可以通过以下公式(7)确定。
[0120]
再根据上述第一拍频信号/第二拍频信号的速度拍频频率f
v1
，以及，第一三角波信号的中心频率f
01
(或第二三角波信号的中心频率f
02
，或，第一三角波信号与第二三角波信号的中心频率的均值f
03
)，确定目标物体于第一扫频时间相对于激光探测装置的速度；例如，可以通过以下公式(9)确定，其中f0可以为上述第一三角波信号或第二三角波信号的中心频率，或者两中心频率的均值，即上述f
01
、f
02
以及f
03
中的一者。
[0121]
根据第三频率、第四频率、第一斜率以及第二斜率，确定第四拍频信号的距离拍频频率与目标物体在第二扫频时间相对于激光探测装置的第二距离。具体地，可以先根据第三频率f
2
、第四频率f-2
、第一斜率ku、第二斜率kd，确定出第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
；例如，通过以下公式(3)确定。然后再基于该第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
与第二斜率kd，确定出第二距离r2；例如，可以通过以下公式(6)确定。当然，在实际求解的时候，可以直接通过公式(6)进行第一距离r2的求解。
[0122]
根据第三频率、第四频率、第一斜率、第二斜率，以及，第一三角波信号和/或第二
三角波信号的中心频率，确定目标物体在第二扫频时间相对于激光探测装置的第二速度。具体地，可以先根据第一斜率ku、第二斜率kd与上述第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
，确定第三拍频信号的距离拍频频率f
ru2
；例如，可以通过以下公式(4)确定。然后，根据第三频率f
2
、第四频率f-2
、第三拍频信号的距离拍频频率f
ru2
以及第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
，确定第三拍频信号与第四拍频信号的速度拍频频率f
v2
；例如，可以通过以下公式(8)确定。
[0123]
再根据上述第三拍频信号/第四拍频信号的速度拍频频率f
v2
，以及，第一三角波信号的中心频率f
01
(或第二三角波信号的中心频率f
01
，或，第一三角波信号与第二三角波信号的中心频率的均值f
03
)，确定目标物体于第一扫频时间相对于激光探测装置的第二速度v2；例如，可以通过以下公式(10)确定，其中f0可以为上述第一三角波信号或第二三角波信号的中心频率，或者两中心频率的均值，即上述f
01
、f
02
以及f
03
中的一者。
[0124]
在一个实施例中，第一解耦算法包括但不限于以下公式：
[0125][0126][0127][0128][0129][0130][0131][0132][0133][0134][0135]
其中，f
1
表示第一频率，f-1
表示第二频率，f
rd1
表示第二拍频信号的距离拍频频率，f
ru1
表示第一拍频信号的距离拍频频率，ku表示第一斜率，kd表示第二斜率，δt1表示第一下扫探测信号的飞行时间，f
2
表示第三频率，f-2
表示第四频率，f
rd2
表示第四拍频信号的距离拍频频率，δt2表示第二上扫探测信号的飞行时间，f
ru2
表示第三拍频信号的距离拍频频率，r1表示第一距离，c表示光在空气中的传播速度，r2表示第二距离，f
v1
表示第一拍频信号与第二拍频信号的速度拍频频率，f
v2
表示第三拍频信号与第四拍频信号的速度拍频频率，v1表示第一速度，v2表示第二速度，f0表示第一三角波信号或第二三角波信号的中心频率，或者两中心频率的均值。
[0136]
在一个实施例中，启动第二解耦算法确定目标物体相对于激光探测装置的距离与速度的步骤包括：
[0137]
根据第一频率、第二频率、第一斜率以及第二斜率，确定目标物体在第一扫频时间相对于激光探测装置的第一距离。具体地，可以先根据第一频率f
1
、第二频率f-1
、第一斜率ku与第二斜率kd，确定出第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
；例如，可以通过以下公式(11)确定。然后再基于该第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
与第二斜率kd，确定出第一距离r1；例如，可以通过以下公式(15)确定。当然，在实际求解的时候，可以直接通过公式(15)进行第一距离r1的求解。
[0138]
根据第一频率、第二频率、第一斜率、第二斜率，以及，第一三角波信号和/或第二三角波信号的中心频率，确定目标物体在第一扫频时间相对于激光探测装置的第一速度。具体地，可以先根据第一斜率ku、第二斜率kd与上述第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
，确定第一拍频信号的距离拍频频率f
ru1
；例如，可以通过以下公式(12确定)。然后，根据第一频率f
1
、第二频率f-1
、第一拍频信号的距离拍频频率f
ru1
以及第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
，确定第一拍频信号与第二拍频信号的速度拍频频率f
v1
；例如，可以通过以下公式(17)确定。
[0139]
再根据上述第一拍频信号/第二拍频信号的速度拍频频率f
v1
，以及，第一三角波信号的中心频率f
01
(或第二三角波信号的中心频率f
02
，或，第一三角波信号与第二三角波信号的中心频率的均值f
03
)，确定目标物体于第一扫频时间相对于激光探测装置的速度；例如，可以通过以下公式(19)确定，其中f0可以为上述第一三角波信号或第二三角波信号的中心频率，或者两中心频率的均值，即上述f
01
、f
02
以及f
03
中的一者。
[0140]
根据第三频率、第四频率、第一斜率以及第二斜率，确定第四拍频信号的距离拍频频率与目标物体在第二扫频时间相对于激光探测装置的第二距离。具体地，可以先根据第三频率f
2
、第四频率f-2
、第一斜率ku、第二斜率kd，确定出第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
；例如，可以通过以下公式(13)确定。然后再基于该第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
与第二斜率kd，确定出第二距离r2；例如，可以通过以下公式(16)确定。当然，在实际求解的时候，可以直接通过公式(16)进行第一距离r2的求解。
[0141]
根据第三频率、第四频率、第一斜率、第二斜率，以及，第一三角波信号和/或第二三角波信号的中心频率，确定目标物体在第二扫频时间相对于激光探测装置的第二速度。具体地，可以先根据第一斜率ku、第二斜率kd与上述第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
，确定第三拍频信号的距离拍频频率f
ru2
；例如，可以通过以下公式(14)确定。然后，根据第三频率f
2
、第四频率f-2
、第三拍频信号的距离拍频频率f
ru2
以及第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
，确定第三拍频信号与第四拍频信号的速度拍频频率f
v2
；例如，可以通过以下公式(18)确定。
[0142]
再根据上述第三拍频信号/第四拍频信号的速度拍频频率f
v2
，以及，第一三角波信号的中心频率f
01
(或第二三角波信号的中心频率f
01
，或，第一三角波信号与第二三角波信号的中心频率的均值f
03
)，确定目标物体于第一扫频时间相对于激光探测装置的第二速度v2；例如，可以通过以下公式(20)确定，其中f0可以为上述第一三角波信号或第二三角波信号的中心频率，或者两中心频率的均值，即上述f
01
、f
02
以及f
03
中的一者。
[0143]
综上，在一个实施例中，第二解耦算法包括但不限于以下公式：
[0144]
[0145][0146][0147][0148][0149][0150][0151][0152][0153][0154]
其中，f
1
表示第一频率，f-1
表示第二频率，f
rd1
表示第二拍频信号的距离拍频频率，f
ru1
表示第一拍频信号的距离拍频频率，ku表示第一斜率，kd表示第二斜率，δt1表示第一下扫探测信号的飞行时间，f
2
表示第三频率，f-2
表示第四频率，f
rd2
表示第四拍频信号的距离拍频频率，δt2表示第二上扫探测信号的飞行时间，f
ru2
表示第三拍频信号的距离拍频频率，r1表示第一距离，c表示光在空气中的传播速度，r2表示第二距离，f
v1
表示第一拍频信号与第二拍频信号的速度拍频频率，f
v2
表示第三拍频信号与第四拍频信号的速度拍频频率，v1表示第一速度，v2表示第二速度，f0表示第一三角波信号或第二三角波信号的中心频率，或者两中心频率的均值。
[0155]
在一个实施例中，若第一斜率大于第二斜率，探测方法还包括用于初步校验基于第一解耦算法或第二解耦算法计算目标物体相对于激光探测装置的距离与速度是否正确的初步校验步骤，具体如下：
[0156]
若启动第一解耦算法，则根据第一解耦算法确定第二拍频信号的距离拍频频率与速度拍频频率，以及第四拍频信号的距离拍频频率与速度拍频频率，该步骤既可以是在上述步骤s108的过程中进行，亦可以在步骤s108之后进行；
[0157]
若第二拍频信号的距离拍频频率大于或等于速度拍频频率，且第四拍频信号的距离拍频频率大于或等于速度拍频频率，则判定根据第一解耦算法确定的目标物体相对于激光探测装置的距离与速度校验通过；否则，判定根据第一解耦算法确定的目标物体相对于激光探测装置的距离与速度校验失败，此时可以将第一解耦算法切换为第二解耦算法；
[0158]
若启动第二解耦算法，则根据第二解耦算法确定第二拍频信号的距离拍频频率与速度拍频频率，以及第四拍频信号的距离拍频频率与速度拍频频率，该步骤既可以是在上述步骤s108的过程中进行，亦可以在步骤s108之后进行；
[0159]
若第二拍频信号的距离拍频频率小于速度拍频频率，且第四拍频信号的距离拍频频率小于速度拍频频率，则判定根据第二解耦算法确定的目标物体相对于激光探测装置的距离与速度校验通过；否则，判定根据第二解耦算法确定的目标物体相对于激光探测装置
的距离与速度校验失败，此时舍弃本扫频周期确定的目标物体相对于激光探测装置的距离与速度，在下一扫频周期重新确定目标物体相对于激光探测装置的距离与速度。
[0160]
在另一个实施例中，在步骤s108之后，若第一斜率小于第二斜率，探测方法还包括用于初步校验基于第一解耦算法或第二解耦算法计算得到的目标物体相对于激光探测装置的距离与速度是否正确的初步校验步骤，具体如下：
[0161]
若启动第一解耦算法，则根据第一解耦算法确定第一拍频信号的距离拍频频率与速度拍频频率，以及第三拍频信号的距离拍频频率与速度拍频频率；
[0162]
若第一拍频信号的距离拍频频率大于或等于速度拍频频率，且第三拍频信号的距离拍频频率大于或等于速度拍频频率，则判定根据第一解耦算法确定的目标物体相对于激光探测装置的距离与速度校验通过；否则，判定根据第一解耦算法确定的目标物体相对于激光探测装置的距离与速度校验失败，此时可以将第一解耦算法切换为第二解耦算法；
[0163]
若启动第二解耦算法，则根据第二解耦算法确定第一拍频信号的距离拍频频率与速度拍频频率，以及第三拍频信号的距离拍频频率与速度拍频频率；
[0164]
若第一拍频信号的距离拍频频率小于速度拍频频率，且第三拍频信号的距离拍频频率小于速度拍频频率，则判定根据第二解耦算法确定的目标物体相对于激光探测装置的距离与速度校验通过；否则，判定根据第二解耦算法确定的目标物体相对于激光探测装置的距离与速度校验失败，此时舍弃本扫频周期确定的目标物体相对于激光探测装置的距离与速度，在下一扫频周期重新确定目标物体相对于激光探测装置的距离与速度。
[0165]
如图7所示，在一个实施例中，针对目标物体相对激光探测装置不靠近(远离或静止)的情况，步骤s108包括如下步骤s301至s404：
[0166]
步骤s301、若目标物体不靠近激光探测装置，则启动第二判断算法根据第一频率、第二频率、第三频率、第四频率、第一斜率以及第二斜率，确定第二拍频信号的距离拍频频率与第四拍频信号的距离拍频频率，进入步骤s302；
[0167]
步骤s302、获取第二拍频信号的距离拍频频率与第四拍频信号的距离拍频频率的差值的绝对值，得到第二绝对值，进入步骤s303或s304；
[0168]
步骤s303、若第二绝对值小于或等于第二阈值，则根据第三解耦算法确定目标物体相对于激光探测装置的距离与速度；以及
[0169]
步骤s304、若第二绝对值大于第二阈值，则启动第四解耦算法确定目标物体相对于激光探测装置的距离与速度。
[0170]
值得一提的是，上述的第二判断算法配置为可针对目标物体远离激光探测装置，且对第一至第四拍频信号均满足距离拍频频率大于或等于速度拍频频率的场景，计算第二拍频信号的距离拍频频率与第四拍频信号的距离拍频频率；即是，第一判断算法是对应图4所示的场景。第三解耦算法远离为可针对目标物体远离激光探测装置，且第一至第四拍频信号均满足距离拍频频率大于或等于速度拍频频率的场景，计算目标物体相对于激光探测装置的距离与速度。即是，第三解耦算法是对应图4所示的场景。第四解耦算法远离为可针对目标物体远离激光探测装置，且第一至第四拍频信号均满足距离拍频频率小于速度拍频频率的场景，计算目标物体相对于激光探测装置的距离与速度。即是，第四解耦算法是对应图5所示的场景。值得补充说明的是，由于静止是远离量为零的一种特殊状态，所以上述第二判断算法、第三解耦算法和第四解耦算法同样会适用于静止的场景；也即是说，上述三种
算法适用于目标物体不靠近激光探测装置时的场景。
[0171]
在应用中，在每个扫频周期，信号处理设备在确定目标物体的运动方向为不靠近激光探测装置的情况下，首先启动第二判断算法分别计算第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
与第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
；然后计算第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
与第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
之间的差值的绝对值，得到第二绝对值δf2；由于第二判断算法其实是针对图4的场景计算第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
与第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
，则再根据第二绝对值δf2与第二阈值f2的大小判断第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
与第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
的大小关系是否满足第二判断算法和第三解耦算法的适用场景(即对应图4的场景)，若第二绝对值δf2小于或等于第二阈值f2，则满足第三解耦算法的适用场景(即对应图4的场景)，根据解耦第三算法计算目标物体相对于激光探测装置的距离与速度，否则判定第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
与第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
的大小关系满足第四解耦算法的适用场景(即对应图5的场景)，此时则根据第四解耦算法计算目标物体相对于激光探测装置的距离与速度。
[0172]
在应用中，在满足第二判断算法和第三解耦算法的适用场景的情况下，第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
根据在第一扫频时间获取的第一频率f
1
与第二频率f-1
，以及已知的第一斜率ku与第二斜率kd的计算得到，第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
的计算公式为：
[0173][0174]
在一种实施方式中，在满足第二判断算法和第三解耦算法的适用场景的情况下，第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
可以根据在第二扫频时间获取的第三频率f-2
与第四频率f
2
，以及已知的第一斜率ku与第二斜率kd的计算得到，此时第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
的计算公式为：
[0175][0176]
在另一种实施方式中，在满足第二判断算法和第三解耦算法的适用场景的情况下，若在第二扫频时间获取的第三频率f-2
与在第一扫频时间获取的第二频率f-1
的差值等于第三拍频信号的距离拍频频率f
ru2
与第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
的差值，也即f-2
‑‑
1＝
ru2-f
rd1
，则第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
也可以根据在第一扫频时间获取的第二频率f-1
与在第二扫频时间获取的第三频率f-2
，以及已知的第一斜率ku与第二斜率kd的计算得到，此时第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
的计算公式为：
[0177][0178]
第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
的两种计算方式可以根据实际需要进行选择。
[0179]
在应用中，在目标物体相对于激光探测装置静止时，第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
等于第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
，而在目标物体靠近或远离激光探测装置时，第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
与第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
接近但不相等，二者之间的差值较小，第二阈值f2可以根据第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
与第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
之间的差值的绝对值设置为一个较小值，例如，0.05倍、0.1倍或0.15倍
的f
rd1
；当然，第一阈值亦可以设置为一个较小的定值。第一阈值f1可以等于第二阈值f2。
[0180]
应当理解，即使上述实施例中，第二判断算法是以第二拍频信号与第四拍频信号的距离拍频频率差值的绝对值与第一阈值比较，来实现场景的区分；但在本技术的其他实施例中，第二判断算法还可以是以第一拍频信号与第三拍频信号的距离拍频频率差值的绝对值与第一阈值比较，来实现场景的区分，具体实现方式与上述方案相似，在此则不赘述。
[0181]
在另一个实施例中，针对目标物体不靠近激光探测装置的情况，步骤s108包括：
[0182]
若目标物体远离激光探测装置，第二频率小于第四频率，则启动第三解耦算法确定目标物体相对于激光探测装置的距离与速度；以及
[0183]
若目标物体远离激光探测装置，第二频率大于第四频率，则启动第四解耦算法确定目标物体相对于激光探测装置的距离与速度。
[0184]
在应用中，本技术实施例还提供一种用于确定目标物体相对于激光探测装置的距离与速度的简化方法，具体为，在每个扫频周期，信号处理设备在确定目标物体的运动方向为靠近激光探测装置的情况下，首先根据第二频率f-1
与第四频率f-2
的大小关系，判断出当前处于的场景。具体地，若第二频率f-1
小于第四频率f-2
，则满足第三解耦算法的适用场景，根据第三解耦算法计算目标物体相对于激光探测装置的距离与速度，否则判定满足第四解耦算法的适用场景，此时则将第三解耦算法切换为第四解耦算法，根据第四解耦算法计算目标物体相对于激光探测装置的距离与速度。
[0185]
在一个实施例中，启动第三解耦算法确定目标物体相对于激光探测装置的距离与速度的步骤包括：
[0186]
根据第一频率、第二频率、第一斜率以及第二斜率，确定目标物体在第一扫频时间相对于激光探测装置的第一距离。具体地，可以先根据第一频率f
1
、第二频率f-1
、第一斜率ku与第二斜率kd，确定出第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
；例如，可以通过以下公式(21)确定。然后再基于该第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
与第二斜率kd，确定出第一距离r1；例如，可以通过以下公式(25)确定。当然，在实际求解的时候，可以直接通过公式(25)进行第一距离r1的求解。
[0187]
根据第一频率、第二频率、第一斜率、第二斜率，以及，第一三角波信号和/或第二三角波信号的中心频率，确定目标物体在第一扫频时间相对于激光探测装置的第一速度。具体地，可以先根据第一斜率ku、第二斜率kd与上述第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
，确定第一拍频信号的距离拍频频率f
ru1
；例如，可以通过以下公式(22)确定。
[0188]
然后，根据第一频率f
1
、第二频率f-1
、第一拍频信号的距离拍频频率f
ru1
以及第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
，确定第一拍频信号与第二拍频信号的速度拍频频率f
v1
；例如，可以通过以下公式(27)确定。再根据上述第一拍频信号/第二拍频信号的速度拍频频率f
v1
，以及，第一三角波信号的中心频率f
01
(或第二三角波信号的中心频率f
02
，或，第一三角波信号与第二三角波信号的中心频率的均值f
03
)，确定目标物体于第一扫频时间相对于激光探测装置的速度；例如，可以通过以下公式(29)确定，其中f0可以为上述第一三角波信号或第二三角波信号的中心频率，或者两中心频率的均值，即上述f
01
、f
02
以及f
03
中的一者。
[0189]
根据第三频率、第四频率、第一斜率以及第二斜率，确定目标物体在第二扫频时间相对于激光探测装置的第二距离。具体地，可以先根据第三频率f
2
、第四频率f-2
、第一斜率ku、第二斜率kd，确定出第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
；例如，可以通过以下公式(23)确
定。然后再基于该第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
与第二斜率kd，确定出第二距离r2；例如，可以通过以下公式(26)确定。当然，在实际求解的时候，可以直接通过公式(26)进行第一距离r2的求解。
[0190]
根据第三频率、第四频率、第一斜率、第二斜率，以及，第一三角波信号和/或第二三角波信号的中心频率，确定目标物体在第二扫频时间相对于激光探测装置的第二速度。具体地，可以先根据第一斜率ku、第二斜率kd与上述第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
，确定第三拍频信号的距离拍频频率f
ru2
；例如，可以通过以下公式(24)确定。然后，根据第三频率f
2
、第四频率f-2
、第三拍频信号的距离拍频频率f
ru2
以及第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
，确定第三拍频信号与第四拍频信号的速度拍频频率f
v2
；例如，可以通过以下公式(28)确定。
[0191]
再根据上述第三拍频信号/第四拍频信号的速度拍频频率f
v2
，以及，第一三角波信号的中心频率f
01
(或第二三角波信号的中心频率f
01
，或，第一三角波信号与第二三角波信号的中心频率的均值f
03
)，确定目标物体于第一扫频时间相对于激光探测装置的第二速度v2；例如，可以通过以下公式(30)确定，其中f0可以为上述第一三角波信号或第二三角波信号的中心频率，或者两中心频率的均值，即上述f
01
、f
02
以及f
03
中的一者。
[0192]
综上，在一个实施例中，第三算法包括但不限于以下公式：
[0193][0194][0195][0196][0197][0198][0199][0200][0201][0202][0203]
其中，f
1
表示第一频率，f-1
表示第二频率，f
rd1
表示第二拍频信号的距离拍频频率，f
ru1
表示第一拍频信号的距离拍频频率，ku表示第一斜率，kd表示第二斜率，δt1表示第一下扫探测信号的飞行时间，f
2
表示第三频率，f-2
表示第四频率，f
rd2
表示第四拍频信号的距离拍频频率，δt2表示第二上扫探测信号的飞行时间，f
ru2
表示第三拍频信号的距离拍频频率，r1表示第一距离，c表示光在空气中的传播速度，r2表示第二距离，f
v1
表示第一拍频信号与第二拍频信号的速度拍频频率，f
v2
表示第三拍频信号与第四拍频信号的速度拍频频
率，v1表示第一速度，v2表示第二速度，f0表示第一三角波信号或第二三角波信号的中心频率，或者两中心频率的均值。
[0204]
在一个实施例中，启动第四解耦算法确定目标物体相对于激光探测装置的距离与速度的步骤包括：
[0205]
根据第一频率、第二频率、第一斜率以及第二斜率，确定目标物体在第一扫频时间相对于激光探测装置的第一距离。具体地，可以先根据第一频率f
1
、第二频率f-1
、第一斜率ku与第二斜率kd，确定出第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
；例如，可以通过以下公式(31)确定。然后再基于该第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
与第二斜率kd，确定出第一距离r1；例如，可以通过以下公式(35)确定。当然，在实际求解的时候，可以直接通过公式(35)进行第一距离r1的求解。
[0206]
根据第一频率、第二频率、第一斜率、第二斜率，以及，第一三角波信号和/或第二三角波信号的中心频率，确定目标物体在第一扫频时间相对于激光探测装置的第一速度。具体地，可以先根据第一斜率ku、第二斜率kd与上述第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
，确定第一拍频信号的距离拍频频率f
ru1
；例如，可以通过以下公式(32)确定。然后，根据第一频率f
1
、第二频率f-1
、第一拍频信号的距离拍频频率f
ru1
以及第二拍频信号的距离拍频频率f
rd1
，确定第一拍频信号与第二拍频信号的速度拍频频率f
v1
；例如，可以通过以下公式(37)确定。
[0207]
再根据上述第一拍频信号/第二拍频信号的速度拍频频率f
v1
，以及，第一三角波信号的中心频率f
01
(或第二三角波信号的中心频率f
02
，或，第一三角波信号与第二三角波信号的中心频率的均值f
03
)，确定目标物体于第一扫频时间相对于激光探测装置的速度；例如，可以通过以下公式(39)确定，其中f0可以为上述第一三角波信号或第二三角波信号的中心频率，或者两中心频率的均值，即上述f
01
、f
02
以及f
03
中的一者。
[0208]
根据第三频率、第四频率、第一斜率以及第二斜率，确定目标物体在第二扫频时间相对于激光探测装置的第二距离。具体地，可以先根据第三频率f
2
、第四频率f-2
、第一斜率ku、第二斜率kd，确定出第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
；例如，通过以下公式(33)确定。然后再基于该第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
与第二斜率kd，确定出第二距离r2；例如，可以通过以下公式(36)确定。当然，在实际求解的时候，可以直接通过公式(36)进行第一距离r2的求解。
[0209]
根据第三频率、第四频率、第一斜率、第二斜率，以及，第一三角波信号和/或第二三角波信号的中心频率，确定目标物体在第二扫频时间相对于激光探测装置的第二速度。具体地，可以先根据第一斜率ku、第二斜率kd与上述第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
，确定第三拍频信号的距离拍频频率f
ru2
；例如，可以通过以下公式(34)确定。然后，根据第三频率f
2
、第四频率f-2
、第三拍频信号的距离拍频频率f
ru2
以及第四拍频信号的距离拍频频率f
rd2
，确定第三拍频信号与第四拍频信号的速度拍频频率f
v2
；例如，可以通过以下公式(38)确定。
[0210]
再根据上述第三拍频信号/第四拍频信号的速度拍频频率f
v2
，以及，第一三角波信号的中心频率f
01
(或第二三角波信号的中心频率f
01
，或，第一三角波信号与第二三角波信号的中心频率的均值f
03
)，确定目标物体于第一扫频时间相对于激光探测装置的第二速度v2；例如，可以通过以下公式(30)确定，其中f0可以为上述第一三角波信号或第二三角波信
号的中心频率，或者两中心频率的均值，即上述f
01
、f
02
以及f
03
中的一者。
[0211]
第四解耦算法包括但不限于以下公式：
[0212][0213][0214][0215][0216][0217][0218][0219][0220][0221][0222]
其中，f
1
表示第一频率，f-1
表示第二频率，f
rd1
表示第二拍频信号的距离拍频频率，f
ru1
表示第一拍频信号的距离拍频频率，ku表示第一斜率，kd表示第二斜率，δt1表示第一下扫探测信号的飞行时间，f
2
表示第三频率，f-2
表示第四频率，f
rd2
表示第四拍频信号的距离拍频频率，δt2表示第二上扫探测信号的飞行时间，f
ru2
表示第三拍频信号的距离拍频频率，r1表示第一距离，c表示光在空气中的传播速度，r2表示第二距离，f
v1
表示第一拍频信号与第二拍频信号的速度拍频频率，f
v2
表示第三拍频信号与第四拍频信号的速度拍频频率，v1表示第一速度，v2表示第二速度，f0表示第一三角波信号或第二三角波信号的中心频率，或者两中心频率的均值。
[0223]
在一个实施例中针对目标物体远离激光探测装置的情况，若第一斜率大于第二斜率，探测方法还包括用于初步校验基于第三算法或第四算法计算目标物体相对于激光探测装置的距离与速度是否正确的初步校验步骤，具体如下：
[0224]
若启动第三解耦算法，则根据第三解耦算法确定第二拍频信号的距离拍频频率与速度拍频频率，以及第四拍频信号的距离拍频频率与速度拍频频率，该步骤既可以是在上述步骤s108的过程中进行，亦可以在步骤s108之后进行；
[0225]
若第二拍频信号的距离拍频频率大于或等于速度拍频频率，且第四拍频信号的距离拍频频率大于或等于速度拍频频率，则判定根据第三解耦算法确定的目标物体相对于激光探测装置的距离与速度校验通过；否则，判定根据第三解耦算法确定的目标物体相对于激光探测装置的距离与速度校验失败，此时可以将第三解耦算法切换为第四解耦算法；
[0226]
若启动第四算法，则根据第四解耦算法确定第二拍频信号的距离拍频频率与速度拍频频率，以及第四拍频信号的距离拍频频率与速度拍频频率，该步骤既可以是在上述步
骤s108的过程中进行，亦可以在步骤s108之后进行；
[0227]
若第二拍频信号的距离拍频频率小于速度拍频频率，且第四拍频信号的距离拍频频率小于速度拍频频率，则判定根据第四解耦算法确定的目标物体相对于激光探测装置的距离与速度校验通过；否则，判定根据第四解耦算法确定的目标物体相对于激光探测装置的距离与速度校验失败，此时舍弃本扫频周期确定的目标物体相对于激光探测装置的距离与速度，在下一扫频周期重新确定目标物体相对于激光探测装置的距离与速度。
[0228]
在另一个实施例中，在步骤s108之后，针对目标物体远离激光探测装置的情况，若第一斜率小于第二斜率，探测方法还包括用于初步校验基于第三算法或第四算法计算得到的目标物体相对于激光探测装置的距离与速度是否正确的初步校验步骤，具体如下：
[0229]
若启动第三解耦算法，则根据第一解耦算法确定第一拍频信号的距离拍频频率与速度拍频频率，以及第三拍频信号的距离拍频频率与速度拍频频率；
[0230]
若第一拍频信号的距离拍频频率大于或等于速度拍频频率，且第三拍频信号的距离拍频频率大于或等于速度拍频频率，则判定根据第三解耦算法确定的目标物体相对于激光探测装置的距离与速度校验通过；否则，判定根据第三解耦算法确定的目标物体相对于激光探测装置的距离与速度校验失败，此时可以将第三解耦算法切换为第四解耦算法；
[0231]
若启动第四算法，则根据第二解耦算法确定第一拍频信号的距离拍频频率与速度拍频频率，以及第三拍频信号的距离拍频频率与速度拍频频率；
[0232]
若第一拍频信号的距离拍频频率小于速度拍频频率，且第三拍频信号的距离拍频频率小于速度拍频频率，则判定根据第四解耦算法确定的目标物体相对于激光探测装置的距离与速度校验通过；否则，判定根据第四解耦算法确定的目标物体相对于激光探测装置的距离与速度校验失败，此时舍弃本扫频周期确定的目标物体相对于激光探测装置的距离与速度，在下一扫频周期重新确定目标物体相对于激光探测装置的距离与速度。
[0233]
由于当目标物体相对于激光探测装置处于较近距离的状态时，更容易发生上述的第一至第四拍频信号均满足距离拍频频率小于速度拍频频率的场景，即上述图3与图5的场景，因此本技术设定距离阈值进一步校验是否处于上述场景。由此，在一个实施例中，在第二解耦算法与第四解耦算法初步校验通过之后，探测方法还包括用于进一步校验目标物体相对于激光探测装置的距离是否正确的进一步校验步骤，具体如下：
[0234]
校验第一距离r1是否大于第一距离阈值l1且小于或等于第二距离阈值l2；
[0235]
若是(也即l1《r1≤l2)，则确定第一距离正确；
[0236]
若否(也即r1≤l1或r1》l2)，则确定第一距离错误；
[0237]
校验第二距离r2是否大于第一距离阈值l1且小于或等于第二距离阈值l2；
[0238]
若是(也即l1《r2≤l2)，则确定第二距离正确；
[0239]
若否(也即r2≤l1或r2》l2)，则确定第二距离错误。
[0240]
在应用中，第一距离阈值l1可以是激光探测装置的测距下限；例如，若激光探测装置的测距下限为0.05m、0.1m或0.2m，第一距离阈值l1可以为0.05m、0.1m或0.2m。第二距离阈值l2可以是依照经验设定的一个距离值，当第一距离或第二距离小于该第二阈值时，目标物体的速度拍频频率容易高于距离拍频频率；第二距离阈值l2可以是凭借经验设定的阈值，如20m，40m或50m。当然，上述方法也可以简化为，仅校验第一距离r1是否小于或等于第二距离阈值l2，和/或，校验第二距离r2是否小于或等于第二距离阈值l2。
[0241]
另外，在一个实施例中，在第一解耦算法至第四解耦算法中任一算法初步校验通过之后，探测方法还包括用于进一步校验目标物体相对于激光探测装置的速度是否处于可探测的区间或合理区间，该步骤具体如下：
[0242]
校验第二拍频信号的速度拍频频率f
v1
是否小于或等于第一速度拍频频率阈值f1；
[0243]
若是(也即f
v1
≤f1)，则进一步校验第一速度v1是否小于或等于第一速度阈值v1；
[0244]
若是(也即v1≤v1)，则确定第一速度v1正确；
[0245]
若否(也即v1》v1)，则确定第一速度v1错误；
[0246]
校验第四拍频信号的速度拍频频率f
v2
是否小于或等于第二速度拍频频率阈值f2；
[0247]
若是(也即f
v2
≤f2)，则进一步校验第二速度v2是否小于或等于第二速度阈值v2；否则，确定第二速度v2错误；
[0248]
若是(也即v2≤v2)，则确定第二速度v2正确；
[0249]
若否(也即v2》v2)，则确定第二速度v2错误。
[0250]
在应用中，第一速度拍频频率阈值f1、第二速度拍频频率阈值f2、第一速度阈值v1、第二速度阈值v2可以根据实际需要进行设置，例如，f1、f2为50mhz，v1、v2为120km/h或150km/h。
[0251]
应理解，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，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
[0252]
本技术实施例还提供一种激光探测装置，用于执行上述探测方法实施例中的步骤。激光探测装置可以是激光探测装置中的虚拟装置(virtual appliance)，由激光探测装置的处理器运行，也可以是激光探测装置本身。
[0253]
如图8所示，本技术实施例提供的激光探测装置100，包括：
[0254]
第一激光发射单元101，用于控制第一激光器在每个扫频周期生成第一三角波信号，进入光电转换单元103；
[0255]
第二激光发射单元102，用于控制第二激光器在每个扫频周期生成第二三角波信号，进入光电转换单元103；
[0256]
光电转换单元103，用于控制光电探测模块接收第一本振信号、第一探测信号的回波信号、第二本振信号与第二探测信号的回波信号，进入第一频率获取单元104与第二频率获取单元105；
[0257]
第一频率获取单元104，用于在第一扫频时间获取第一频率与第二频率，进入运动方向确定单元106，进入第一运动方向确定单元106和距离与速度确定单元108；
[0258]
第二频率获取单元105，用于在第二扫频时间获取第三频率与第四频率，进入第二运动方向确定单元107和距离与速度确定单元108；
[0259]
第一运动方向确定单元106，用于根据第一功率与第二功率的大小关系，以及，第一频率与第二频率的幅值大小关系，确定目标物体在第一扫频时间相对于激光探测装置的运动方向，进入距离与速度确定单元108；
[0260]
第二运动方向确定单元107，用于根据第一功率与第二功率的大小关系，以及第三频率与第四频率的幅值大小关系，确定目标物体在第二扫频时间相对于激光探测装置的运动方向，进入距离与速度确定单元108；
[0261]
距离与速度确定单元108，用于根据运动方向、第一频率、第二频率、第三频率、第四频率、第一斜率、第二斜率，以及，第一三角波信号和/或第二三角波信号的中心频率，确定目标物体相对于激光探测装置的距离与速度。
[0262]
在一个实施例中，激光探测装置还包括校验单元，用于实现上述探测方法实施例中的各校验步骤。
[0263]
在应用中，激光探测装置中的各单元可以为软件程序单元，也可以通过处理器中集成的不同逻辑电路实现，还可以通过两个以上分布式处理器实现。
[0264]
如图9所示，本技术实施例还提供一种激光探测装置200，包括：至少一个处理器201(图9中仅示出一个处理器)、存储器202及存储在存储器202中并可在至少一个处理器201上运行的计算机程序203，处理器201执行计算机程序203时实现上述各个探测方法实施例中的步骤。
[0265]
如图10所示，在一个实施例中，激光探测装置200还包括：第一激光器204、第二激光器205、光复用器206、扫描系统207、光耦合器208及光电探测模块209；
[0266]
处理器201分别与第一激光器205、第二激光器206及光电探测模块208连接。
[0267]
图10所示的激光探测装置的结构示意图，使得两个激光器共用同一套收发光路，可以有效降低体积、节省成本。
[0268]
在应用中，激光探测装置可包括，但不仅限于，存储器、处理器等，还可以包括第一激光器、第二激光器、光复用器、光耦合器、扫描系统及光电探测模块等，例如，图10所示的激光探测装置。本领域技术人员可以理解，图9和10仅仅是激光探测装置的举例，并不构成对激光探测装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件。
[0269]
需要说明的是，上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本技术方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。
[0270]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0271]
本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例的探测方法。
[0272]
本技术实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在激光探测装置上运行时，使得激光探测装置执行上述任一实施例的探测方法。
[0273]
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储
于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到激光探测装置的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、电载波信号、电信信号及软件分发介质。例如u盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。
[0274]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0275]
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方法来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
[0276]
在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置、激光探测装置和方法，可以通过其它的方法实现。例如，以上所描述的装置、激光探测装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方法，例如两个以上单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0277]
以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，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技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。