[发明专利]一种校正大视场光学畸变的激光雷达控制方法

说明书

本发明属于激光雷达技术领域，尤其是一种校正大视场光学畸变的激光雷达控制方法，现提出以下方案，包括理想光学系统、实际情况的激光雷达收发系统，包括有以下步骤：S1：检测基于面阵探测器的大视场激光雷达接收系统，因为存在光学畸变，与理想光学系统相比，视场边缘的子像素对应的视场角变大，视场中心的子像素对应的视场角变小；S2：根据光学仿真确定单位视场角的光学畸变量；S3：当激光扫描既定区域时，开启面阵探测器的特定子像素与之匹配。本发明通过改变接收单元的控制时序，补偿光学畸变引发的光斑与探测器不匹配现象，以提高激光雷达系统的测距能力。

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种校正大视场光学畸变的激光雷达控制方法。

背景技术

激光雷达(Light detection and ranging,LiDAR)是一种主动发射激光束检测目标回波的三维成像系统，是达成L3级以上自动驾驶的核心器件。相比于毫米波雷达、摄像头、超声波雷达等，激光雷达具有的厘米级距离分辨率和测量准确性，支持高精度的障碍物识别、车道线检测、路沿检测等功能。近几年内，随着激光器、探测器、芯片等相关产业的大力发展，激光雷达逐渐摆脱饱受诟病的高成本问题，该方案在智能汽车上得到了更广泛的应用。

激光雷达的工作方式主要有飞行时间法(Time of flight,ToF)，以及调频连续波法(Frequency modulated continuous wave,FMCW)。基于技术成熟度、器件成本、产品功耗尺寸等综合考量，当前车载激光雷达公司几乎都采用直接飞行时间法(direct ToF)，即激光发射系统产生并发射激光脉冲，照射目标表面并散射，部分散射光由光学接收系统接收，采集并记录发射脉冲与接收脉冲的时间差，根据大气介质内的光速计算目标距离。该原理的结构简单易于实现，为目前激光雷达的主流方案。

然而，使用大面阵光电探测器接收大视场存在光学畸变问题，即成像光斑有位置偏移，通常在图像中心的偏移量较小，图像边缘的偏移量大。对于上述线扫面收激光雷达系统，当扫描角度较大时，扫描光斑和探测器靶面无法良好对准，会导致边缘角度的测距性能大大降低。

发明内容

基于背景技术中提出的然而，使用大面阵光电探测器接收大视场存在光学畸变问题，即成像光斑有位置偏移，通常在图像中心的偏移量较小，图像边缘的偏移量大。对于上述线扫面收激光雷达系统，当扫描角度较大时，扫描光斑和探测器靶面无法良好对准，会导致边缘角度的测距性能大大降低的技术问题，本发明提出了一种校正大视场光学畸变的激光雷达控制方法。

本发明提出的一种校正大视场光学畸变的激光雷达控制方法，包括理想光学系统、实际情况的激光雷达收发系统，包括有以下步骤：

S1：检测基于面阵探测器的大视场激光雷达接收系统，因为存在光学畸变，与理想光学系统相比，视场边缘的子像素对应的视场角变大，视场中心的子像素对应的视场角变小；

S2：据光学仿真确定单位视场角的光学畸变量；

S3：当激光扫描区域301时开启探测器A，激光扫描区域时开启探测器B，以此类推，直到激光扫描区域时开启探测器F，必定会有部分扫描光斑与探测器不重合；

S4：打开激光脉冲，激光脉冲按照特定重复频率均匀发射，在视场上形成等间隔光斑；

S5：发射第1-5次激光脉冲，打开探测器A；发射第6-10次激光脉冲120，打开探测器B；发射第11-14次激光脉冲，打开探测器C；发射第15-18次激光脉冲，打开探测器D；发射第19-21次激光脉冲，打开探测器E；直到发射第22-24次激光脉冲，打开探测器F；