激光雷达视窗的脏污遮挡检测方法及其相关设备

技术领域

本申请涉及激光雷达光学系统技术领域，特别是涉及激光雷达视窗的脏污遮挡检测方法及其相关设备。

背景技术

激光雷达是无人驾驶重要的传感器，现有的激光雷达通常不设置视窗脏污检测装置对视窗进行检测，当无人车行驶过程中，激光雷达会遭遇诸如雨雪、风沙等天气，由此光窗上会形成灰尘、划痕、污水、泥渍和腐蚀等情况，导致激光雷达无法正常获取无人车周围的环境信息，因此获取激光雷达的视窗脏污信息有利于激光雷达进行正常探测。

相关技术中的视窗脏污检测方法，需要额外增设发光装置用于检测视窗脏污，结构复杂且增加了硬件成本。

发明内容

本发明实施例提供的激光雷达视窗的脏污遮挡检测方法及其相关设备，至少解决相关技术中视窗脏污检测方法因额外增设发光装置导致的硬件成本高的问题。

一种激光雷达视窗的脏污遮挡检测方法，应用于具有多个光发射通道的激光雷达，包括：

基于多个光发射通道进行一次发光所探测得到的二次回波数和一次回波强度均值，对该次发光并探测得到的点云列进行点云列类型分类，其中，点云列类型包括正常点云列、遮挡点云列和超量程点云列；

在进行多次发光并探测得到由多个连续点云列组成的点云帧后，对点云帧中的正常点云列、遮挡点云列和超量程点云列分别进行计数，并基于正常点云列、遮挡点云列和超量程点云列的计数值，对点云帧进行点云帧类型分类，其中，点云帧类型包括遮挡点云帧和非遮挡点云帧；

在探测得到多个连续点云帧均为遮挡点云帧的情况下，确定激光雷达视窗存在脏污或遮挡。

在其中的一些实施例中，在探测得到多个连续点云帧均为遮挡点云帧的情况下，确定激光雷达视窗存在脏污或遮挡包括：

在多个连续的遮挡点云帧中存在多个连续的遮挡点云列的情况下，确定激光雷达视窗存在遮挡；

在多个连续的遮挡点云帧中存在多个不连续的遮挡点云列的情况下，确定激光雷达视窗存在脏污。

在其中的一些实施例中，在确定激光雷达视窗存在脏污或遮挡之后，该方法还包括：

基于遮挡点云列与视场角的对应关系，获取脏污遮挡检测结果，其中，脏污遮挡检测结果包括脏污或遮挡影响的视场角范围，和/或，脏污或遮挡在视窗上占据的区域面积，其中，视场角包括水平视场角和竖直视场角。

在其中的一些实施例中，基于多个光发射通道进行一次发光所探测得到的二次回波数和一次回波强度均值，对该次发光并探测得到的点云列进行点云列类型分类包括：

获取多个光发射通道进行一次发光所探测得到的二次回波数、未检测到二次回波的探测通道所探测到的一次回波强度均值，以及预先设置的一次回波强度阈值和二次回波数阈值；

在二次回波数小于二次回波数阈值，且一次回波强度均值大于一次回波强度阈值的情况下，确定点云列为遮挡点云列；

在二次回波数小于二次回波数阈值，且一次回波强度均值不大于一次回波强度阈值的情况下，确定点云列为超量程点云列；

在二次回波数不小于二次回波数阈值的情况下，确定点云列为正常点云列。

在其中的一些实施例中，该方法还包括：

获取多个光发射通道在相同视场角进行多次发光所探测得到的多个二次回波数；

在多个二次回波数中的最大值不小于二次回波数阈值的情况下，确定多个光发射通道在该相同视场角下进行发光所探测得到的点云列均为正常点云列。

在其中的一些实施例中，该方法还包括：

获取多个光发射通道在相同视场角进行多次发光并探测得到二次回波的通道，并将通道标记为正常通道；

在正常通道的数量不小于二次回波数阈值的情况下，确定多个光发射通道在该相同视场角下进行发光所探测得到的点云列均为正常点云列。

在其中的一些实施例中，一次回波强度阈值基于在无脏污无遮挡的激光雷达视窗的情况下探测到的一次回波强度均值确定；二次回波数阈值小于激光雷达的光发射通道的通道数。

在其中的一些实施例中，基于正常点云列、遮挡点云列和超量程点云列的计数值，对点云帧进行点云帧类型分类包括：

获取预先设置的正常点云列数阈值、遮挡点云列数阈值和超量程点云列数阈值；

在点云帧中正常点云列的计数值大于正常点云列数阈值的情况下，确定点云帧为非遮挡点云帧；

在点云帧中正常点云列的计数值不大于正常点云列数阈值，且超量程点云列的计数值大于超量程点云列数阈值的情况下，确定点云帧为非遮挡点云帧；

在点云帧中正常点云列的计数值不大于正常点云列数阈值，超量程点云列的计数值不大于超量程点云列数阈值，且遮挡点云列的计数值不大于遮挡点云列数阈值的情况下，确定点云帧为非遮挡点云帧；

在点云帧中正常点云列的计数值不大于正常点云列数阈值，超量程点云列的计数值不大于超量程点云列数阈值，且遮挡点云列的计数值大于遮挡点云列数阈值的情况下，确定点云帧为遮挡点云帧。

在其中的一些实施例中，在探测得到多个连续点云帧均为遮挡点云帧的情况下，确定激光雷达视窗存在脏污或遮挡包括：

在点云帧为遮挡点云帧的情况下，进行遮挡点云帧的计数值自增，否则清空遮挡点云帧的计数值；

在遮挡点云帧的计数值大于预先设置的遮挡点云帧数阈值的情况下，确定激光雷达视窗存在脏污或遮挡。

在其中的一些实施例中，在确定激光雷达视窗存在脏污或遮挡之后，该方法还包括：

基于遮挡点云列与视场角的对应关系，获取多次激光雷达视窗的脏污遮挡检测得到的存在脏污或遮挡的多个视场角范围；

将多个视场角范围的交集作为激光雷达视窗的脏污遮挡检测结果。

一种激光雷达光学系统，包括具有视窗的壳体、具有多个光收发通道的光探测装置，以及用于执行上述的激光雷达视窗的脏污遮挡检测方法的装置。

一种车辆，车辆包括上述的激光雷达光学系统。

本发明实施例提供的激光雷达视窗的脏污遮挡检测方法及其相关设备，通过基于多个光发射通道进行一次发光所探测得到的二次回波数和一次回波强度均值，对该次发光并探测得到的点云列进行点云列类型分类，其中，点云列类型包括正常点云列、遮挡点云列和超量程点云列；在进行多次发光并探测得到由多个连续点云列组成的点云帧后，对点云帧中的正常点云列、遮挡点云列和超量程点云列分别进行计数，并基于正常点云列、遮挡点云列和超量程点云列的计数值，对点云帧进行点云帧类型分类，其中，点云帧类型包括遮挡点云帧和非遮挡点云帧；在探测得到多个连续点云帧均为遮挡点云帧的情况下，确定激光雷达视窗存在脏污或遮挡，至少解决了相关技术中视窗脏污检测方法因额外增设发光装置导致的硬件成本高的问题，降低了制造成本。

本发明的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本发明的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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实施例。

图1是本实施例的激光雷达视窗的脏污遮挡检测方法的流程图。

图2是本实施例的激光雷达视窗的脏污遮挡检测方法的可选流程图。

图3是本实施例的激光雷达探测到的点云的示意图。

图4是本实施例的受影响的视场角范围与视窗表面脏污或遮挡区域面积的关系示意图。

图5是本实施例的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实施例的实施例。虽然附图中显示了本实施例的某些实施例，然而应当理解的是，本实施例可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本实施例。应当理解的是，本实施例的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本实施例的保护范围。

激光雷达视窗是指激光雷达光学系统中的一个透明视窗或光学元件，用于允许激光束通过并与周围环境相互作用。这个视窗通常由光学材料制成，如玻璃或透明的塑料，并且具有特殊的光学性质，以确保激光束的传输和探测。激光雷达的视窗是一个重要的组成部分，它在保护激光雷达系统的光学部件、传输激光束以及确保准确测量目标时发挥着关键作用。不同的应用场景和环境条件可能需要不同类型的视窗以满足特定需求。

激光雷达视窗的作用包括以下几个方面：1、保护激光发射器和接收器：视窗可以防止灰尘、颗粒物和污垢等外部元素进入激光雷达系统，从而保护激光发射器和接收器的光学元件免受损害或污染。2、透明性：视窗必须是透明的，以确保激光束能够穿过它，与目标物体相互作用并返回到接收器进行测量。3、光学性能：视窗的光学性能必须与激光系统的要求相匹配，以确保激光束在穿过视窗时不会发生失真或散射。4、耐磨性和耐腐蚀性：视窗通常需要具有足够的耐磨性和耐腐蚀性，以应对不同环境条件下的物理和化学影响。

一些相关技术中需要借助额外增设的装置来确定激光雷达的视窗是否存在脏污状况，导致激光雷达的结构复杂，成本相对较高；另一些相关技术中确定雷达视窗被遮挡的技术实现过程复杂，效率低下。

为了解决上述问题，本实施例提供了一种激光雷达视窗的脏污遮挡检测方法。该脏污 遮挡检测方法应用于具有多个光发射通道的激光雷达，例如，采用16线、32线、64线或者更多线数的转镜式、振镜式激光雷达。转镜式激光雷达至少包括线阵光发射器、线阵光探测器、转镜以及运算单元。其中转镜可以为单面转镜或多面转镜。此外，本实施例的转镜式激光雷达的光发射器和光探测器可以为同轴或者非同轴设置，以及转镜式激光雷达可以包括一组或者多组光探测单元，每组光探测单元包括一个光发射器和一个光探测器。例如，在转镜式激光雷达包括两组光探测单元的情况下，这两组光探测单元分别设置于转镜的两侧实现对射而进行水平视场角和/或竖直视场角的拼接。而在采用多组光探测单元的激光雷达中，对于每组光探测单元可以分别或者联合进行视窗的脏污遮挡检测，例如，视窗的脏污遮挡区域可以是基于每组光探测单元的脏污遮挡检测结果的并集或者交集。

以激光器的阵列为单位（即激光器一次发光获取到的数据）判断视窗是否存在遮挡，具体判断条件：

条件1：激光器每次发出光束后，是否能检测到二次测量回波。激光器一次发光测量，首先会有光机和视窗产生一定量的回波，在接收端产生一次回波，需要实际测量物体后产生一定量的回波，在接收端产生二次回波。当雷达视窗被遮挡时，遮挡物体的回波和视窗、光机产生回波重合，当雷达不能检测到二次回波的时候，说明该次激光器发光测量存在遮挡。

条件2：判断浅表面回波（即激光雷达一次回波）的增加幅度。光机和视窗在接收端产生的一次回波强度稳定，不随雷达工作温度、使用环境变化而变化（雷达系统端有温度偏压标定、激光器功率标定、强度标定保证），激光雷达视窗存在遮挡的时候，遮挡物的回波（二次回波）和一次回波叠加导致一次回波脉冲宽度变宽强度变强，依据一次激光发光测量一次回波的强度是否增加判断该次发光是否存在遮挡（遮挡物遮挡）和脏污（污秽物造成视窗脏污）。

条件3：持续时间以及分布。激光雷达的一帧点云是由激光器多次发光，通过扫描系统（由电机和转镜构成）的转动完成整个视场范围内的测试，激光器每一次发光都能通过扫描系统的状态标注该次发光的测试的水平角度和竖直角度，完成一帧测量后，统计一帧点云中遮挡列的数量，大于一定阈值时判断雷达存在遮挡，再依据遮挡列的分布状态，水平竖直角度是否连续判断遮挡物是由视窗脏污还是由真实物体遮挡。

本实施例的激光雷达视窗的脏污遮挡检测方法可以应用于上述转镜式或振镜式激光雷达的运算单元，以实现视窗的脏污遮挡检测。

在本实施例中，脏污是指在激光雷达的视窗上形成的不连续的颗粒物或者污垢；遮挡是指在激光雷达的视窗前形成较大面积、连续的光线阻挡。

图1是本实施例的激光雷达视窗的脏污遮挡检测方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：

步骤S101，基于多个光发射通道进行一次发光所探测得到的二次回波数和一次回波强度均值，对该次发光并探测得到的点云列进行点云列类型分类，其中，点云列类型包括正常点云列、遮挡点云列和超量程点云列。

步骤S102，在进行多次发光并探测得到由多个连续点云列组成的点云帧后，对点云帧中的正常点云列、遮挡点云列和超量程点云列分别进行计数，并基于正常点云列、遮挡点云列和超量程点云列的计数值，对点云帧进行点云帧类型分类，其中，点云帧类型包括遮挡点云帧和非遮挡点云帧。

步骤S103，在探测得到多个连续点云帧均为遮挡点云帧的情况下，确定激光雷达视窗存在脏污或遮挡。

以转镜式激光雷达为例，激光雷达的光发射器发射一束激光后，经转镜的旋转扫描反射出视窗并到达视场范围内的探测对象；由于视窗无法做到完全透光而会反射部分激光被光探测器接收到，因此，光探测单元在光发射器的一次发光中会接收到两次回波，其中，一次回波为视窗反射形成，二次回波由探测对象反射形成。一次回波和二次回波可以通过光探测器自光发射器发光至光探测器探测到回波能量的时间间隔来判断；正常探测中，一次回波强度远低于二次回波强度。

在激光雷达工作时，一束激光发射后，如果在激光雷达的量程范围内存在探测对象阻挡激光，则会形成一次回波和二次回波并被光探测单元探测到。如果在激光雷达的量程范围内不存在探测对象阻挡激光，或者探测对象处于激光雷达的量程范围之外，则会形成一次回波被光探测单元探测到，或者虽然形成了一次回波和二次回波，但由于二次回波的强度太低，导致无法被光探测单元捕获到，而只能由光探测单元探测到一次回波。如果在激光雷达的视窗上存在脏污或者遮挡，刚好阻挡了激光出射，则光探测单元也不会接收到二次回波，并且由于脏污或者遮挡反射了更多的能量，使得光探测单元能够接收到强度远大于正常情况下一次回波的回波，该回波也会被光探测单元识别为一次回波。

因此，一个光发射通道进行一次发光探测到的点云，可能为记录有一次回波和二次回波时间差信息的正常点云，也可能为只记录有一次回波时间差信息的点云，后者的点云进一步根据回波强度，可以进一步分为遮挡点云（为了描述方便，在本实施例中将遮挡脏污点云统称为遮挡点云，下同）和超量程点云。因此，在一些实施例中，可以通过对每个光通道进行一次发光所探测得到的每列点云中，每个点云是否记录了二次回波时间差信息，以及点云中记录的一次回波强度来对该点云进行分类，并根据每列点云中被分类为遮挡点云的数量，来确定哪些点云对应的视窗位置存在脏污或者遮挡。然而，由于激光雷达的探测速度非常快，一个水平视场角为120°，水平视场角分辨率为0.04°的16线激光雷达每一帧扫描得到的点云就可以多达16×2883个，并且随着线数增加、水平分辨率的增加以及探测单元的增加，单位时间内产生的点云数量成倍增加，如果对每个点云的信息都进行实时处理，则所需要的运算资源以及所耗费的运算时间开销都会相当大，甚至有可能影响到激光雷达的正常探测所需要运算资源的调度。为此，在不增加额外硬件的前提下，如何进一步提高视窗的脏污遮挡检测的效率是相关技术中仍未解决的另一个技术问题。

为此，在上述实施例中，不再关注每个点云的信息，而是关注多通道每次发光探测得到的每一列点云的点云列类型，根据点云帧中每一列点云列的类型来确定点云帧类型，进而结合多帧点云实现视窗是否存在脏污或者遮挡的判断。同时，在进行点云列类型的分类时，也不依赖于每一个点云中的时间差和回波强度信息，而是对二次回波进行计数，以及对该点云列中的全部或者部分点云对应的一次回波强度求均值的方式，来将点云列分类为更多得类型（正常点云列、遮挡点云列和超量程点云列），来加快运算效率并降低运算复杂度。其中，二次回波数越接近于光发射通道数（即光发射器的线数），说明大多数通道发射的激光都被视窗正常出射并被量程范围内的对象反射，即该点云列中越多的点云为正常点云，在正常点云数量大于某个阈值时，则可以认为这一点云列为正常点云列。在二次回波数不大于上述的某个阈值时，则可能该列点云中大多数点云为超量程点云，也可能该列点云中大多数点云为遮挡点云，此时根据一次回波的强度均值即可以判断超量程点云和遮挡点云在该点云列中占比的多少，例如，一次回波的强度均值越小或者越接近正常标定值，则说明超量程点云越多，一次回波的强度均值越大，偏离正常标定值越多，则说明遮挡点云越多。因此，根据多个光发射通道进行一次发光所探测得到的二次回波数和一次回波强度均值，可以对该次发光并探测得到的点云列类型分类为正常点云列、遮挡点云列和超量程点云列。

图2是本实施例的激光雷达视窗的脏污遮挡检测方法的可选流程图。下面参考图2对图1所示的脏污遮挡检测方法进行进一步的描述。为了实现上述目的，本实施例的脏污遮挡检测方法包括如下步骤：

步骤S2101，获取多个光发射通道进行一次发光所探测得到的二次回波数、未检测到二次回波的探测通道所探测到的一次回波强度均值，以及预先设置的一次回波强度阈值和二次回波数阈值。

步骤S2102，在二次回波数小于二次回波数阈值，且一次回波强度均值大于一次回波强度阈值的情况下，确定点云列为遮挡点云列。

步骤S2103，在二次回波数小于二次回波数阈值，且一次回波强度均值不大于一次回波强度阈值的情况下，确定点云列为超量程点云列。

步骤S2104，在二次回波数不小于二次回波数阈值的情况下，确定点云列为正常点云列。

步骤S2201，在进行多次发光并探测得到由多个连续点云列组成的点云帧后，对点云帧中的正常点云列、遮挡点云列和超量程点云列分别进行计数；获取预先设置的正常点云列数阈值、遮挡点云列数阈值和超量程点云列数阈值。

步骤S2202，在点云帧中正常点云列的计数值大于正常点云列数阈值的情况下，确定点云帧为非遮挡点云帧。

步骤S2203，在点云帧中正常点云列的计数值不大于正常点云列数阈值，且超量程点云列的计数值大于超量程点云列数阈值的情况下，确定点云帧为非遮挡点云帧。

步骤S2204，在点云帧中正常点云列的计数值不大于正常点云列数阈值，超量程点云列的计数值不大于超量程点云列数阈值，且遮挡点云列的计数值不大于遮挡点云列数阈值的情况下，确定点云帧为非遮挡点云帧。

步骤S2205，在点云帧中正常点云列的计数值不大于正常点云列数阈值，超量程点云列的计数值不大于超量程点云列数阈值，且遮挡点云列的计数值大于遮挡点云列数阈值的情况下，确定点云帧为遮挡点云帧。

步骤S2301，在探测得到多个连续点云帧均为遮挡点云帧的情况下，确定激光雷达视窗存在脏污或遮挡。

步骤S2302，在探测得到多个连续点云帧中存在非遮挡点云帧的情况下，确定激光雷达视窗未存在脏污或遮挡。

步骤S2401，在多个连续的遮挡点云帧中存在多个连续的遮挡点云列的情况下，确定激光雷达视窗存在遮挡。

步骤S2402，在多个连续的遮挡点云帧中存在多个不连续的遮挡点云列的情况下，确定激光雷达视窗存在脏污。

其中，在上述步骤S2101中，进行一次回波强度均值计算时，仅使用未检测到二次回波的探测通道所探测到的一次回波强度，相较于采用该列点云列中所有与一次回波强度均值而言，排除了正常点云对一次回波强度均值的影响，使得一次回波强度均值能够更明显地体现出遮挡点云的影响，提高了检测的准确度。

在上述实施例中，一次回波强度阈值基于在无脏污无遮挡的激光雷达视窗的情况下探测到的一次回波强度均值确定；二次回波数阈值小于激光雷达的光发射通道的通道数，例如光发射通道的通道数为16时，二次回波数阈值可以为14或者15。

在其中的一些实施例中，上述步骤S2301包括：在点云帧为遮挡点云帧的情况下，进行遮挡点云帧的计数值自增，否则清空遮挡点云帧的计数值；在遮挡点云帧的计数值大于预先设置的遮挡点云帧数阈值的情况下，确定激光雷达视窗存在脏污或遮挡。例如，在遮挡点云帧数阈值设置为30时，要求连续30帧点云帧都为遮挡点云帧类型时，才会确定激光雷达视窗存在脏污或者遮挡。可见，遮挡点云帧数阈值越高，则检测结果可能更准确，但是检测实时性越小。因此，上述的遮挡点云帧数阈值基于脏污遮挡检测的检测实时性和灵敏度确定。

图3是本实施例的激光雷达探测到的点云的示意图，图3以站在激光雷达后方往激光发射方向看为示例，图3中的横轴为水平视场角，纵轴为竖直视场角。图3中示出的点云由分布于在转镜左右形成对射的六个16线光发射器获取，每个光发射器获取的一帧点云帧在图中标示为一个Area，六个16线光发射器获取的点云帧分别对应于Area1、Area2、Area3、Area4、Area5和Area6。图3中的每一根线条代表一个通道形成的一行点云，沿着竖直视场角方向，对应于某一个水平视场角的一列点云称为一个点云列，在16线光发射器形成的一帧点云中，每个点云列包含16个点云。图3示出的激光雷达的点云整体的边界就是激光雷达的视场，该视场上的每个位置实际上对应了激光雷达视窗的一个相应的位置，例如，可以将图3所示的点云示意图中竖直视场角-15°~+15°，水平视场角150°~30°的区域看做对应于与上述区域形状近似的视窗。那么，如果在某个点云帧中存在连续或者不连续的多个遮挡点云帧时，则可以根据遮挡点云列的列标识信息，确定这些点云列所分布的视场角范围为受到脏污或者遮挡影响的视场角范围，例如图3中的水平视场角111°~127°，竖直视场角+2°~+11°附近的大致呈平行四边形的区域则为受到脏污或者遮挡影响的视场角范围。

图4是本实施例的受影响的视场角范围与视窗表面脏污或遮挡区域面积的关系示意图，如图4所示，激光雷达自视窗10发射和接收探测激光和激光回波，其可以探测到的整个区域包含在视场20之内。如果探测器探测多帧点云帧后，其中的某一列或者几列激光点云列被确定为遮挡点云列，即可以根据这些激光点云列的标识确定遮挡点云列的分布区域，即为图4中的受脏污或遮挡影响的视场角范围30。而根据光线传播的原理，形成视场角范围30边界的激光在图4中脏污区域40所示的图形边界上穿过视窗10，脏污区域40与受脏污或遮挡影响的视场角范围30大致呈近似图形，根据视场20的实际尺寸与视窗实际尺寸的比例关系，即可计算得到脏污或遮挡在视窗上占据的区域面积。

在其中的一些实施例中，在确定激光雷达视窗存在脏污或遮挡之后，基于遮挡点云列与视场角的对应关系，获取脏污遮挡检测结果，其中，脏污遮挡检测结果包括受到脏污或遮挡影响的视场角范围，和/或，脏污或遮挡在视窗上占据的区域面积，其中，视场角包括水平视场角和竖直视场角。或者，基于遮挡点云列与视场角的对应关系，获取多次激光雷达视窗的脏污遮挡检测得到的存在脏污或遮挡的多个视场角范围；将多个视场角范围的交集作为激光雷达视窗的脏污遮挡检测结果。

在其中的一些实施例中，还可以在显示屏幕上展示告警信息及视场示意图，其中，视场示意图中标记有脏污遮挡检测结果，以供用户直观地查看。

可以理解，在视场内并不是总是存在探测对象的。根据相关统计数据表明，在车载激光雷达的应用场景下，随着探测对象或者激光雷达的运动，在视场范围内能够探测到二次回波的点云通常只占所有点云的22%左右。那么在上述步骤中设置的二次回波数阈值如果太小，则会将明显存在遮挡点云的点云列被错误判断为正常点云列，从而降低了检测准确性。因此，二次回波阈值通常设置为接近通道数（线数）。这样又导致了在实际应用场景下，多数点云列不会被分类为正常点云列，而导致需要被进一步分类为遮挡点云列和超量程点云列的点云列过多，导致的检测准确性下降或者效率降低的问题。

因此，在其中的一些实施例中，还通过结合多帧探测的方式来识别正常点云列。其原理是如果点云列中某个点云在短时间内能够探测到二次回波，则说明这个点云在该短时间内未被遮挡或者脏污，因此，在该短时间内均认为该点云为正常点云。

据此，上述脏污遮挡检测方法还包括：获取多个光发射通道在相同视场角进行多次发光并探测得到二次回波的通道，并将通道标记为正常通道；在正常通道的数量不小于二次回波数阈值的情况下，确定多个光发射通道在该相同视场角下进行发光所探测得到的点云列均为正常点云列。或者，获取多个光发射通道在相同视场角进行多次发光所探测得到的多个二次回波数；在多个二次回波数中的最大值不小于二次回波数阈值的情况下，确定多个光发射通道在该相同视场角下进行发光所探测得到的点云列均为正常点云列。

本实施例还提供了一种激光雷达光学系统，包括具有视窗的壳体、具有多个光收发通道的光探测装置，以及用于执行上述的激光雷达视窗的脏污遮挡检测方法的装置。

参考图5，现将描述可以作为本发明实施例的用于执行上述的激光雷达视窗的脏污遮挡检测方法的电子设备的结构框图，其是可以应用于本发明的各方面的硬件设备的示例。电子设备旨在表示各种形式的数字电子的计算机设备，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图5所示，电子设备包括计算单元501，其可以根据存储在只读存储器（ROM）502中的计算机程序或者从存储单元508加载到随机访问存储器（RAM）503中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 503中，还可存储电子设备操作所需的各种程序和数据。计算单元501、ROM 502以及RAM 503通过总线504彼此相连。输入/输出（I/O）接口505也连接至总线504。

电子设备中的多个部件连接至I/O接口505，包括：输入单元506、输出单元507、存储单元508以及通信单元509。输入单元506可以是能向电子设备输入信息的任何类型的设备，输入单元506可以接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置和/或功能控制有关的键信号输入。输出单元507可以是能呈现信息的任何类型的设备，并且可以包括但不限于显示器、扬声器、视频/音频输出终端、振动器和/或打印机。存储单元508可以包括但不限于磁盘、光盘。通信单元509允许电子设备通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据，并且可以包括但不限于调制解调器、网卡、红外通信设备和/或无线通信收发机，例如蓝牙设备、WiFi设备、WiMax设备、蜂窝通信设备和/或类似物。

计算单元501可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元501的一些示例包括但不限于CPU、图形处理单元（GPU）、各种专用的人工智能（AI）计算单元、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器（DSP）、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元501执行上文所描述的各个方法和处理。例如，在一些实施例中，本发明的方法实施例可被实现为计算机程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元508。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 502和/或通信单元509而被载入和/或安装到电子设备上。在一些实施例中，计算单元501可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行上述的方法。

用于实施本发明实施例的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得计算机程序当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明实施例的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读信号介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

本实施例还提供了一种存储有计算机指令的非瞬时机器可读介质，计算机指令用于使计算机执行上述的方法。

本实施例还提供了一种车辆，车辆包括上述的激光雷达光学系统。

通过上述实施例，在不影响雷达工作状态下，通过雷达视窗状态检测算法，能准确检测出雷达遮挡的状态、遮挡的区域、遮挡的面积、脏污状态和脏污区域 ，实时输出判定结果；通过修改不同的系统参数（方法中的各种阈值），能快速适配不同型号的雷达，比如：激光器接收阵列线数的不同（常规有：8线、16线、32线、64线）、视窗材质的和倾斜角度的不同等，也能实现检测灵敏度的控制。

需要说明的是，本发明实施例使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。本发明实施例中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

本发明实施例所提供的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，该方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的保护范围在此方面不受限制。

“实施例”一词在本说明书中指的是结合实施例描述的具体特征、结构或特性可以包括在本发明的至少一个实施例中。该短语出现在说明书中的各个位置并不一定意味着相同的实施例，也不意味着与其它实施例相互排斥而具有独立性或可供选择。本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见。尤其，对于装置、设备、系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。