一种激光雷达管理方法、装置、存储介质及激光雷达

技术领域

本申请涉及雷达领域，具体而言，涉及一种激光雷达管理方法、装置、存储介质及激光雷达。

背景技术

智能驾驶技术在汽车行业的应用越来越广泛，激光雷达作为智能驾驶技术的核心传感器，也得到了越来越广泛的应用。

激光雷达为整车提供环境目标的距离信息，为整车的智能驾驶提供决策输入数据，是关系到行车安全的产品。因此，激光雷达产品本身的安全性需要得到充分保障。对于激光雷达来说，提供可靠性的目标距离信息是最重要的功能，一旦该功能存在风险，需要有监测和故障诊断、上报机制，实现安全输出。

因此，如何对激光雷达进行监测和故障诊断，以保障激光雷达可靠性工作，成为了本领域技术人员所关注的难题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种激光雷达管理方法、装置、存储介质及激光雷达，以至少部分改善上述问题。

为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供一种激光雷达管理方法，应用于激光雷达，所述激光雷达包括控制单元、检测单元、发射模块以及接收模块，所述方法包括：

在工作自检阶段，所述控制单元控制所述发射模块发射测试激光；

所述控制单元基于所述检测单元对应的第一回波脉宽和所述接收模块对应的第二回波脉宽，确定所述激光雷达的激光信号处理链路是否存在异常。

基于检测单元对应的第一回波脉宽和接收模块对应的第二回波脉宽，确定激光雷达的激光信号处理链路是否存在异常。通过对激光信号处理的链路的状态进行诊断，确定激光信号处理的链路是否存在异常，进而提升了自检的全面性和覆盖率。

可选地，在所述控制单元控制所述发射模块发射测试激光之后，所述方法还包括：

所述控制单元接收第一回波信号和第二回波信号；

其中，所述第一回波信号为所述检测单元检测到的回波信号，所述第二回波信号为所述接收模块检测到的回波信号；

所述控制单元获取所述第一回波信号对应的第一回波脉宽和所述第二回波信号对应的第二回波脉宽。

应理解，准确地获取第一回波脉宽和第二回波脉宽有助于保障后续基于第一回波脉宽和第二回波脉宽对激光雷达的激光信号处理链路进行检查的结果的准确性。

可选地，所述控制单元基于所述检测单元对应的第一回波脉宽和所述接收模块对应的第二回波脉宽，确定所述激光雷达的激光信号处理链路是否存在异常的步骤，包括：

所述控制单元获取所述第一回波脉宽与各个所述第二回波脉宽之间的脉宽误差；

所述控制单元基于所述脉宽误差与预设的误差阈值确定所述激光雷达的激光信号处理链路是否存在异常。

应理解，脉宽误差应该很小或接近于0。可选地，将脉宽误差与误差阈值进行比较，基于比较结果确定激光雷达的激光信号处理链路是否存在异常，保障了诊断结果的准确性。

可选地，所述控制单元基于所述脉宽误差与预设的误差阈值确定所述激光雷达的激光信号处理链路是否存在异常的步骤，包括：

所述控制单元获取各个所述脉宽误差与所述误差阈值的比较结果；

所述控制单元在异常值数量大于第一预设数量时，确定所述接收模块异常；

其中，所述异常值为所述脉宽误差大于所述误差阈值对应的脉宽误差。

可选地，所述第一预设数量的取值为0。

可选地，在工作自检阶段，所述控制单元控制所述发射模块发射测试激光的步骤，包括：

在工作自检阶段，所述控制单元按照预设周期向所述发射模块发射自检指令，以控制所述发射模块发射测试激光。

应理解，通过周期性地自检，对激光雷达功能状态进行识别，保障激光雷达所采集到的数据的可靠性。

可选地，所述方法还包括：在上电自检阶段，所述控制单元控制所述发射模块发射测试激光；

所述控制单元在接收到所述检测单元采集的第一回波信号，未接收到所述接收模块采集的第二回波信号的情况下，确定所述接收模块异常；

所述控制单元在未接收到所述第一回波信号和所述第二回波信号的情况下，确定所述发射模块异常。

应理解，通过上述方式在上电阶段，快速完成自检。

第二方面，本申请实施例提供一种激光雷达管理装置，应用于激光雷达，所述激光雷达包括控制单元、检测单元、发射模块以及接收模块，所述装置包括：

处理单元，用于在工作自检阶段，所述控制单元控制所述发射模块发射测试激光；

诊断单元，用于所述控制单元基于所述检测单元对应的第一回波脉宽和所述接收模块对应的第二回波脉宽，确定所述激光雷达的激光信号处理链路是否存在异常。

第三方面，本申请实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。

第四方面，本申请实施例提供一种激光雷达，所述激光雷达包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现上述的方法。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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它相关的附图。

图1为本申请实施例提供的激光雷达的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的激光雷达管理方法的流程示意图之一；

图3为本申请实施例提供的激光雷达管理方法的流程示意图之二；

图4为本申请实施例提供的激光雷达管理方法的流程示意图之三；

图5为本申请实施例提供的激光雷达管理装置的单元示意图。

图中：10-控制单元；20-发射模块；30-接收模块；40-检测单元；501-处理单元；502-诊断单元。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

现有装车的激光雷达主要针对关键模块的供电电压、电流以及温度等参数进行监测，对于激光雷达收发、转动回路、信号处理整个链路出现的问题，存在诊断覆盖度不够全面的问题。为了克服以上问题，本申请实施例提供了出一种激光雷达管理方法，用于对激光雷达进行监测和故障诊断，监测对象覆盖激光雷达的发射模块、接收模块以及控制单元（又称信号处理单元），可以有效提升对于激光雷达收发链路的诊断覆盖度，保障激光雷达的功能正常可用。

具体地，请参考图1，图1为本申请实施例提供的激光雷达的结构示意图。如图1所示，激光雷达包括控制单元10、检测单元40、发射模块20以及接收模块30。控制单元10可以向发射模块20发送控制信息，以控制发射模块20按照预设的脉宽发射测试激光。检测单元40和接收模块30可以接收经反射后，回传的激光信号，生成对应的回波信号，并将采集到的回波信号传输给控制单元10。

可选地，发射模块20中有n_TX路激光发射单元，接收模块30中有m_RX路接收单元，检测单元40中设置有K_Test路接收单元，为了兼顾低成本和低失效率，检测单元40中设置有1路接收单元，即K等于1。

可选地，控制单元10可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，激光雷达管理方法的各步骤可以通过控制单元10中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的控制单元10可以是通用处理器，包括中央处理器（CentralProcessing Unit，简称CPU）、网络处理器（Network Processor，简称NP）等；还可以是数字信号处理器（Digital Signal Processor，简称DSP）、专用集成电路（ApplicationSpecific Integrated Circuit ，简称ASIC）、现场可编程门阵列（Field－ProgrammableGate Array，简称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。

应当理解的是，图1所示的结构仅为激光雷达的部分的结构示意图，激光雷达还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

本申请实施例提供的一种激光雷达管理方法，可以但不限于应用于图1所示的激光雷达，具体的流程，请参考图2，激光雷达管理方法包括：S121和S124，具体阐述如下。

S121，在工作自检阶段，控制单元控制发射模块发射测试激光。

可选地，控制单元10通过向发射模块20发送对应的控制信号或控制指令，以使发射模块20发射测试激光，可选地，测试激光的脉宽为预设脉宽值。

发射模块20所发出的测试激光可以打在目标物体上，从而产生反射光，检测单元40和接收模块30可以采集反射光，形成对于的回波信号，并将回波信号传输给控制单元10。

S124，控制单元基于检测单元对应的第一回波脉宽和接收模块对应的第二回波脉宽，确定激光雷达的激光信号处理链路是否存在异常。

其中，第一回波脉宽为检测单元40采集的第一回波信号的脉宽，第二回波脉宽为接收模块30采集的第二回波信号的脉宽。

可选地，检测单元40为独立封装的单个PIN管，其具备价格低且失效概率低的优点，可以用于作为参考单元。

应理解，检测单元40和接收模块30所采集到的同一个目标物体的反射光所产生的回波信号的脉宽应该接近或相同。基于此条件，可以基于检测单元40对应的第一回波脉宽和接收模块30对应的第二回波脉宽，确定激光雷达的激光信号处理链路是否存在异常。通过对激光信号处理的链路的状态进行诊断，确定激光信号处理的链路是否存在异常，进而提升了自检的全面性和覆盖率。

综上所述，本申请实施例提供了一种激光雷达管理方法，应用于激光雷达，激光雷达包括控制单元、检测单元、发射模块及接收模块，在工作自检阶段，控制单元控制发射模块发射测试激光；控制单元基于检测单元对应的第一回波脉宽和接收模块对应的第二回波脉宽，确定激光雷达的激光信号处理链路是否存在异常。通过对激光信号处理的链路的状态进行诊断，确定激光信号处理的链路是否存在异常，进而提升了自检的全面性和覆盖率。

在图2的基础上，关于如何获取回波脉宽，本申请实施例还提供了一种可能的实现方式，请参考图3，在S121之后，激光雷达管理方法还包括：S122和S123，具体阐述如下。

S122，控制单元接收第一回波信号和第二回波信号。

其中，第一回波信号为检测单元40检测到的回波信号，第二回波信号为接收模块30检测到的回波信号。

可选地，检测单元40和接收模块30会将采集到的反射光信号转换电信号，即第一回波信号和第二回波信号。

S123，控制单元获取第一回波信号对应的第一回波脉宽和第二回波信号对应的第二回波脉宽。

可选地，控制单元10可以统计检测单元40和接收模块30输出电平信号的持续时间，从而得到对应的第一回波脉宽和第二回波脉宽。

应理解，准确地获取第一回波脉宽和第二回波脉宽有助于保障后续基于第一回波脉宽和第二回波脉宽对激光雷达的激光信号处理链路进行检查的结果的准确性。

需要说明的是，接收模块30中设置有m_RX路接收单元，所以对于单个发射单元单次发射的测试激光，可以获取到1路第一回波信号和m路第二回波信号，即可以获得1个第一回波脉宽和m个第二回波脉宽。

在图2的基础上，关于S124中的内容，如何确定激光雷达的激光信号处理链路是否存在异常，本申请实施例还提供了一种可能的实现方式，请参考下文，S124包括：S124A和S124B，具体阐述如下。

S124A，控制单元获取第一回波脉宽与各个第二回波脉宽之间的脉宽误差。

可选地，第一回波脉宽为T_test，第二回波脉宽包括T_nx1、T_nx2……T_nxi……T_nxm，其中，m为接收单元的数量，T_nxi为第i个接收单元所采集到的第二回波信号的回波脉宽，1≤i≤m。

依次计算第一回波脉宽与每一个第二回波脉宽之间的脉宽误差，得到E_nx1、E_nx2……E_nxi……E_nxm，其中，E_nxi为第i个接收单元所采集到的第二回波信号对应的脉宽误差。

S124B，控制单元基于脉宽误差与预设的误差阈值确定激光雷达的激光信号处理链路是否存在异常。

应理解，脉宽误差应该很小或接近于0。可选地，将脉宽误差与误差阈值进行比较，基于比较结果确定激光雷达的激光信号处理链路是否存在异常。

在此基础上，对应S124B中的内容，如何准确识别激光雷达的激光信号处理链路是否存在异常，本申请实施例还提供了一种可能的实现方式，请参考下文，S124B包括：S124B-1和S124B-2，具体阐述如下。

S124B-1，控制单元10获取各个脉宽误差与误差阈值的比较结果。

可选地，比较结果包括脉宽误差是否为异常值的识别结果。

可选地，依次判断E_nx1、E_nx2……E_nxi……E_nxm是否小于E_test。若E_nxi小于误差阈值E_test，则表示E_nxi不是异常值，反之则为异常值。

可选地，误差阈值E_test是基于实验数据所指定的。

S124B-2，控制单元10在异常值数量大于第一预设数量时，确定接收模块异常。

其中，异常值为脉宽误差大于误差阈值对应的脉宽误差。

可选地，第一预设数量的取值为0。也可以基于接收单元的数量设定第一预设数量，例如第一预设数量与m成正比。

在一种可能的实现方式中，在S124B-1之后，可以将异常值对应的接收单元确定为异常接收单元，将其他接收单元确定为正常接收单元。

需要说明的是，在不存在异常值的情况下，即所有的第二回波脉宽均正常，则表示激光信号处理链路正常，无故障。

可选地，在图2的基础上，关于保障激光雷达在长时间的工作后仍然稳定，或对长时间工作状态进行监测，本申请实施例还提供了一种可能的实现方式，请参考下文，S121包括：S121A，具体阐述如下。

S121A， 在工作自检阶段，控制单元按照预设周期向发射模块发射自检指令，以控制发射模块发射测试激光。

应理解，通过周期性地自检，对激光雷达功能状态进行识别，保障激光雷达所采集到的数据的可靠性。

关于如何在上电阶段，快速完成自检，本申请实施例还提供了一种可能的实现方式，请参考图4，激光雷达管理方法还包括：S111、S112以及S113，具体阐述如下。

S111，在上电自检阶段，控制单元控制发射模块发射测试激光。

可选地，控制单元10在发射测试激光后，对预设时间段内的回波信号进行监测，根据预设时间段内接收到的回波信号，进行异常检测。

可选地，若在预设时间段内，检测单元40和接收模块30均采集到回波信号，并发送给控制单元10，则说明链路上的各个模块正常。若在预设时间段内，检测单元40未采集到回波信号，接收模块30采集到回波信号，并发送给控制单元10，则说明检测单元40异常，可以上报故障。

S112，控制单元在接收到检测单元采集的第一回波信号，未接收到接收模块采集的第二回波信号的情况下，确定接收模块异常。

S113，控制单元在未接收到第一回波信号和第二回波信号的情况下，确定发射模块异常。

应理解，在确定故障发生后，可以上报故障，提示工作人员进行检修。

需要说明的是，在工作自检阶段，也可以基于是否接收到第一回波信号和第二回波信息确定链路上各个模块单元是否正常，具体从参考S111—S113中的内容，在此不做赘述。

需要说明的是，本申请实施例提供的激光雷达管理方法中，通过增加低成本、低失效率检测单元，与接收模块进行回波脉宽的比对，实现对收发链路的安全监测，完成精确的故障诊断,可具体定位至接收模块的某一路故障，提升了诊断的精确度。

请参阅图5，图5为本申请实施例提供的一种激光雷达管理装置，可选的，该激光雷达管理装置被应用于上文所述的激光雷达。

如图5所示，激光雷达管理装置包括：处理单元501和诊断单元502。

处理单元，用于在工作自检阶段，控制单元控制发射模块发射测试激光；

诊断单元，用于控制单元基于检测单元对应的第一回波脉宽和接收模块对应的第二回波脉宽，确定激光雷达的激光信号处理链路是否存在异常。

可选地，处理单元501可以执行上述的S121-S123和S111，诊断单元502可以执行上述的S112和S113。

需要说明的是，本实施例所提供的激光雷达管理装置，其可以执行上述方法流程实施例所示的方法流程，以实现对应的技术效果。为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。

本申请实施例还提供了一种存储介质，该存储介质存储有计算机指令、程序，该计算机指令、程序在被读取并运行时执行上述实施例的激光雷达管理方法。该存储介质可以包括内存、闪存、寄存器或者其结合等。

下面提供一种电子设备，可以是图1所示的激光雷达设备或者包括图1所示的激光雷达设备的终端设备，例如无人机、汽车以及其他可移动设备，该电子设备如图1所示，可以实现上述的激光雷达管理方法；具体的，该电子设备还包括：控制单元10，存储器、总线。控制单元10可以是CPU。存储器用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被控制单元执行时，执行上述实施例的激光雷达管理方法。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块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，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。