针对激光雷达的抗串扰及抗干扰方法及装置与流程

1.本技术涉及激光雷达技术领域，特别是涉及一种针对激光雷达的抗串扰及抗干扰方法及装置。


背景技术：

2.随着自动驾驶技术的发展，激光雷达因为其高精度、高分辩的感知能力得到快速普及；激光雷达在自动驾驶、辅助驾驶、智能驾驶等系统中的使用率快速提升，逐渐进入实用阶段。
3.激光雷达为主动探测工作方式，发射一定脉宽的激光，通过测量回波信号实现对目标物体的位置、距离等的精确估计。而在实际物理世界中，往往存在各种复杂的场景和目标，物体的反射率差异、空间错落分布、特殊反射率目标（高反、角反、镜面）或反射路径以及多径等复杂的光传输路径可能会导致激光雷达中一个发射器的激光回波被另一个发射器对应的探测器接收，也即产生串扰现象，致使激光雷达对空间信息的恢复不够真实。同时，来自其他激光雷达的激光进入本激光雷达也会对本激光雷达产生干扰，导致激光雷达输出错误的信息。这大大限制了激光雷达的实际应用场景及性能。
4.目前，针对激光雷达抗串扰的常见方法是通过后处理算法对点云数据进行处理。针对抗干扰的常见方法是对发射脉冲设置时间上的序列编码，使得各激光雷达都有其独特的序列编码，降低干扰产生的概率。
5.然而，当前的抗串扰方法对算力消耗较大、抗干扰方法需要复杂和精度较高的整机隔离及光学方案的配合，而且不存在一种能够同时实现抗干扰和抗串扰的方案。因而需要提供一种同时实现抗干扰和抗串扰、且对激光雷达算力要求不高，以降低抗干扰和抗串扰成本的方案。


技术实现要素：

6.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种针对激光雷达的抗串扰及抗干扰方法、装置及计算机设备。
7.第一方面，本技术提供了一种针对激光雷达的抗串扰及抗干扰方法。激光雷达全视场范围被划为多个视场区域，各个所述视场区域按照相对位置被划分至多个视场区域组，且任一所述视场区域组内不存在相邻的两个所述视场区域，所述方法包括：在一帧点云数据采集期间，按照各所述视场区域组对应的开启时间及开启策略，轮流发射各所述视场区域组对应的激光脉冲；其中，任意两组所述视场区域组对应的所述开启时间不重合。
8.在一个实施例中，所述方法还包括：针对任一所述视场区域组，确定所述视场区域组对应的第一目标数量，并根据所述第一目标数量设置所述视场区域组对应的所述开启策略，其中，所述第一目标数量是所述视场区域组内，与任一所述视场区域存在共用点的视场区域个数的最大值。
9.在一个实施例中，所述根据所述第一目标数量设置所述视场区域组对应的所述开启策略，包括：在所述第一目标数量为0的情况下，将所述视场区域组对应的所述开启策略设置为第一策略，所述第一策略为所述视场区域组中的各所述视场区域，对应的激光脉冲发射时刻之间不存在时间延迟。
10.在一个实施例中，所述根据所述第一目标数量设置所述视场区域组对应的所述开启策略，包括：在所述第一目标数量大于0的情况下，将所述视场区域组对应的所述开启策略设置为第二策略，所述第二策略为所述视场区域组中的各所述视场区域，对应的激光脉冲发射时刻之间存在时间延迟。
11.在一个实施例中，执行所述第二策略的所述视场区域组被划分为第一目标数量个子组，任一所述子组内不包括存在共用点的所述视场区域，所述按照各所述视场区域组对应的开启时间及开启策略，轮流发射各所述视场区域组对应的激光脉冲，包括：按照所述时间延迟，在所述执行所述第二策略的所述视场区域组对应的开启时间内，轮流发射各子组所对应的激光脉冲，以使得一个所述子组对应的激光脉冲发射时刻、和下一个所述子组对应的激光脉冲发射时刻之间存在所述时间延迟。
12.在一个实施例中，所述视场区域包括第一视场区域和第二视场区域，所述第一视场区域根据感兴趣区域构建得到，所述第二视场区域根据非感兴趣区域构建得到，且所述第二视场区域的面积大于所述第一视场区域的面积。
13.在一个实施例中，所述视场区域组的组数大于或者等于4。
14.第二方面，本技术还提供了一种针对激光雷达的抗串扰及抗干扰装置。激光雷达全视场范围被划为多个视场区域，各个所述视场区域按照相对位置被划分至多个视场区域组，且任一所述视场区域组内不存在相邻的两个所述视场区域，所述装置包括：发射模块，用于在一帧点云数据采集期间，按照各所述视场区域组对应的开启时间及开启策略，轮流发射各所述视场区域组对应的激光脉冲；其中，任意两组所述视场区域组对应的所述开启时间不重合。
15.在其中一个实施例中，所述装置还包括：确定模块，用于针对任一所述视场区域组，确定所述视场区域组对应的第一目标数量，并根据所述第一目标数量设置所述视场区域组对应的所述开启策略，其中，所述第一目标数量是所述视场区域组内，与任一所述视场区域存在共用点的视场区域个数的最大值。
16.在其中一个实施例中，所述确定模块，还用于：在所述第一目标数量为0的情况下，将所述视场区域组对应的所述开启策略设置为第一策略，所述第一策略为所述视场区域组中的各所述视场区域，对应的激光脉冲发射时刻之间不存在时间延迟。
17.在其中一个实施例中，所述确定模块，还用于：在所述第一目标数量大于0的情况下，将所述视场区域组对应的所述开启策略设置为第二策略，所述第二策略为所述视场区域组中的各所述视场区域，对应的激光脉冲发射时刻之间存在时间延迟。
18.在其中一个实施例中，执行所述第二策略的所述视场区域组被划分为第一目标数量个子组，任一所述子组内不包括存在共用点的所述视场区域，所述发送模块，还用于：按照所述时间延迟，在所述执行所述第二策略的所述视场区域组对应的开启时间内，轮流发射各子组所对应的激光脉冲，以使得一个所述子组对应的激光脉冲发射时刻、和下一个所述子组对应的激光脉冲发射时刻之间存在所述时间延迟。
19.在其中一个实施例中，所述视场区域包括第一视场区域和第二视场区域，所述第一视场区域根据感兴趣区域构建得到，所述第二视场区域根据非感兴趣区域构建得到，且所述第二视场区域的面积大于所述第一视场区域的面积。
20.在其中一个实施例中，所述预设数量大于或者等于4。
21.第三方面，本技术还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以上任一项方法。
22.第四方面，本技术还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，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以上任一项方法。
23.第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以上任一项方法。
24.上述针对激光雷达的抗串扰及抗干扰方法、装置及计算机设备，划分激光雷达的全视场范围，并按照划分出的各视场区域之间的相对位置对视场区域进行分组，一个视场区域组内不存在相邻的两个视场区域，以使得在一帧雷达探测中，相邻的两个视场区域对应的激光器和探测器不会同时开启，因而能够避免回波激光被邻近区域的探测器误接收导致串扰的问题；同时，由于在每一帧中都可以自适应调整划分全视场范围的方式和分组方式，因而针对每一个激光雷达，其划分全视场范围的方式和分组方式都可能不同，可以显著降低一个激光雷达发出的激光恰好被另一个激光雷达相应区域的接收器接收，从而导致干扰的概率。本技术实施例通过在源头上对各激光器产生的回波激光进行严格的空间隔离，可以极大降低串扰和干扰现象的发生概率，而且本技术实施例直接在点云数据的采集步骤进行抗串扰和抗干扰的处理，相较于使用点云后处理算法的方案，对激光雷达的算力要求较低。
附图说明
25.图1为一个实施例中针对激光雷达的抗串扰及抗干扰方法的流程示意图；图2为一个实施例中划分全视场范围的示意图；图3为一个实施例中对各视场区域进行分组的示意图；图4为一个实施例中各视场区域组的开启时间的示意图；图5为一个实施例中步骤104的流程示意图；图6为一个实施例中对各共边视场区域进行分组的示意图；图7为一个实施例中对各共边视场区域进行分组的示意图；图8为一个实施例中步骤504的流程示意图；图9为一个实施例中共点视场区域的示意图；图10为一个实施例中各视场区域对应的激光脉冲发射时刻的示意图；
图11为一个实施例中第一目标数量不为0的示意图；图12为一个实施例中对各共点视场区域进行分组的示意图；图13为一个实施例中各子组的激光脉冲发射时刻的示意图；图14为一个实施例中划分全视场范围的示意图；图15为一个实施例中按照四色定理划分全视场范围的示意图；图16为一个实施例中针对激光雷达的抗串扰及抗干扰装置的结构框图；图17为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
26.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
27.在一个实施例中，如图1所示，提供了一种针对激光雷达的抗串扰及抗干扰方法，本实施例以该方法应用于激光雷达的控制模块进行说明，包括以下步骤：步骤102，对激光雷达的全视场范围进行划分，得到多个视场区域。
28.本技术实施例中，激光雷达的全视场范围指由激光雷达的水平视场范围和垂直视场范围构成的二维平面，全视场范围被划分成了多个视场区域，各视场区域的形状和大小可以相同，也可以不同，且互相之间应当不存在重叠，以使得划分后的各视场区域组合后可以恰好覆盖激光雷达的全视场范围。参见图2所示，以激光雷达的全视场范围为长方形的平面为例，为划分全视场范围的两个示例。图2中每个最小单位的长方形为视场区域，多个视场区域拼接成为雷达全视场范围。
29.需要说明的是，控制模块在每一帧中均可以对全视场范围的划分方式进行调整。例如在一帧中，控制模块可以按照图2左侧所示的方式划分全视场范围，使得各视场区域的面积大小相等。假设控制模块按照本帧的点云数据，确定全视场范围中只有中心区域存在物体，则在下一帧中，控制模块可以切换至图2右侧所示的方式划分全视场范围，以使得中心区域的视场区域聚焦该物体，令负责探测该视场区域的激光器在开启时间内可以向该区域发射更密集的激光，提高该区域的成像分辨率。此外，也可以按照其他方式调整每一帧中划分全视场范围的方式，本技术实施例对此不作具体限定。
30.步骤104，按照各视场区域之间的相对位置，对各视场区域进行分组，得到多个视场区域组，针对任一视场区域组，视场区域组内不存在相邻的两个视场区域。
31.本技术实施例中，可以将相邻的视场区域分至不同的视场区域组中。其中相邻指两个视场区域存在共用边或两个视场区域之间的距离小于距离阈值，其具体标准可以由本领域技术人员按照对抗串扰的精度需求设定，本技术实施例对此不作具体限定。
32.由于需要使得各视场区域组对应的激光器在一帧扫描中既至少开启一次，又不会在同一时间开启，而激光雷达完成一帧扫描的时间是一定的，故而在视场区域组数量增加的情况下，各视场区域组对应的激光器可以开启的时间也会变短，可能会带来采集到的点数据数量下降、导致成像质量不佳的问题。因而视场区域组的数量应当在保证抗串扰质量的前提下尽可能地小。本领域技术人员可以预先设定一个不会影响激光雷达成像质量的视场区域组数量，并使得控制模块按照固定的视场区域组数量对各视场区域进行分组；或者，
也可以使得控制模块根据本次划分出的各视场区域，自适应调整视场区域组的数量。
33.参照图3所示，为自适应调整视场区域组数量的一种实现方式。在图3中，相邻的视场区域指的是存在共边的视场区域。可以首先从各视场区域中随机选择一个视场区域，并为该视场区域创建并分配一个视场区域组（图3中的黑框区域，视场区域组记为1组），进而确定与该视场区域相邻的视场区域（图3中的阴影区域，以下称为邻接视场区域）。在每次创建出视场区域组后，可以将创建出的视场区域组分别添加至各视场区域的候选分组中。在图3中，括号中的数字即表明目前各视场区域对应的候选分组。
34.假设sij表示第i行第j个视场区域，s11已被分配至1组，其相邻的s12不能再被分至1组，此时可以创建一个新的视场区域组（2组），并将s12分配至2组。同理，针对图3中s21和s22的视场区域组而言，可以重复上述操作（图3中的虚线箭头表明选取邻接视场区域进行处理的顺序，其仅为一种示例，实际上可以按照其他顺序对各邻接视场区域进行处理）。最终得到的各邻接视场区域对应的视场区域组可参见图3上半部分右侧所示。
35.重复上述选取邻接视场区域和为邻接视场区域分配视场区域组的过程，可得到各视场区域对应的视场区域组，且此时得到的视场区域组的数量为可能的最小视场区域数量。
36.也就是说，按照上述方式形成的各个视场区域组的形状并不规则，每个视场区域组内的视场区域在全视场内呈现分散分布的形式，各个视场区域组的视场区域相交错、混合，如图15所示，图15所呈现的是激光雷达的全视场范围，被划分成为多个长方形的视场区域，其中颜色相同的视场区域被划分至同一个视场区域组。
37.步骤106，在一帧点云数据采集期间，按照各视场区域组对应的开启时间及开启策略，轮流发射各视场区域组对应的激光脉冲。
38.本技术实施例中，可以为每个视场区域组整体分配与之对应的激光器和接收器，也即是，与某个视场区域组对应激光器组发射的脉冲，由与该视场区域组对应的接收器组接收，或者，分配方案也可以细化至视场区域，即可以为每个视场区域单独分配与之对应的激光器和接收器，也即是，与某个视场区域对应的激光器发射的脉冲，由与该视场区域对应的接收器接收，本实施例并不限定。
39.本实施例中的开启时间并非开启的时间点，而是指处于工作状态的持续时间，各视场区域组对应的开启时间既指各视场区域组对应的激光器的工作时间，也指各视场区域组对应的接收器的工作时间。
40.各视场区域组在一帧点云数据采集期间内具有对应的开启时间和开启策略，其中各视场区域组对应开启时间之间不存在重叠，以使得属于不同视场区域组的激光器不会在同一时间发射激光脉冲，避免与该视场区域组对应的接收器接收到其他激光器发射的脉冲的回波，减少串扰的发生。开启策略指的是视场区域组内的各激光器发射激光脉冲的策略，例如使得各激光器在同一时间发射激光脉冲；或者仅使得部分相距较远的激光器在同一时间发射激光脉冲，并使得其他激光器在这部分激光器发射过激光脉冲之后，间隔一段时间再发射激光脉冲，进一步减少串扰的发生。
41.图4为在视场区域组的数量为4的情况下，各视场区域组开启时间的一个示例，图4上半部分中，1帧时间内，4个视场区域组的发射器各自具有不同的工作时间，且不存在重叠，与之对应的，各个视场区域组的接收器各自也具有不同的工作时间，且不存在重叠。
42.需要说明的是，如图4下半部分所示，也可以使得各视场区域组对应的激光器和接收器在一帧的时间内开启多次，也即使得各视场区域组对应的激光器和接收器在一帧的时间内周期性轮流开启，只要各视场区域组每一次的开启时间足够长，能够确保在开启时间内，属于该视场区域组的接收器只有可能收到来自该视场区域组的激光器的激光回波即可，本技术实施例对此不作具体限定。
43.根据使用场景的不同，还可以在各视场区域组的开启时间之间设置一段时间延迟，以进一步提高抗串扰的效果。时间延迟的具体长度可由本领域技术人员根据需求设定，例如，在存在运动物体时，由于此时对于抗串扰的要求更高，可以将时间延迟设置的较大。本技术实施例对此不作具体限定。
44.本技术实施例提供的针对激光雷达的抗串扰及抗干扰方法，划分激光雷达的全视场范围，并按照划分出的各视场区域之间的相对位置对视场区域进行分组，一个视场区域组内不存在相邻的两个视场区域，以使得在一帧雷达探测中，相邻的两个视场区域对应的激光器和探测器不会同时开启，因而能够避免回波激光被邻近区域的探测器误接收导致串扰的问题；同时，由于在每一帧中都可以自适应调整划分全视场范围的方式和分组方式，因而针对每一个激光雷达，其划分全视场范围的方式和分组方式都可能不同，可以显著降低一个激光雷达发出的激光恰好被另一个激光雷达相应区域的接收器接收，从而导致干扰的概率。本技术实施例通过在源头上对各激光器产生的回波激光进行严格的空间隔离，可以极大降低串扰和干扰现象的发生概率，而且本技术实施例直接在点云数据的采集步骤进行抗串扰和抗干扰的处理，相较于使用点云后处理算法的方案，对激光雷达的算力要求较低。
45.在其中一个实施例中，如图5所示，步骤104中，按照各视场区域之间的相对位置，对各视场区域进行分组，包括：步骤502，建立预设数量个视场区域组，并分别将全部视场区域组作为各视场区域对应的候选分组。
46.步骤504，针对任一视场区域，确定与视场区域之间存在共用边的各共边视场区域对应的目标分组，将各共边视场区域对应的目标分组，从视场区域对应的候选分组中删除，并从候选分组中确定视场区域对应的目标分组。
47.本技术实施例中，相邻的视场区域指存在共用边的视场区域。参见图6所示，为存在共用边的视场区域的一个示例，图中全部的视场区域均和中心的视场区域存在共用边。在预先设置视场区域组的预设数量时，可以首先建立预设数量个视场区域组，进而将各视场区域组作为视场区域对应的候选分组。例如，若预设数量为3，则可以建立3个视场区域组：1组、2组、3组，并将1组、2组和3组作为各视场区域对应的候选分组。
48.视场区域对应的目标分组应当从候选分组中选取。针对任一视场区域，可以确定与该视场区域相邻的共边视场区域，进而确定各共边视场区域对应的目标分组，并将各共边视场区域对应的目标分组从视场区域对应的候选分组中删除。原理与图3所示实施例相同，分配结果见图6、7。
49.本技术实施例提供的针对激光雷达的抗串扰及抗干扰方法，将存在共用边的两个视场区域划分至不同组，以使得在一帧雷达探测中，其对应的激光器和探测器不会同时开启，因而能够避免回波激光被邻近区域的探测器误接收导致串扰的问题。
50.在一个实施例中，如图8所示，步骤504中，从候选分组中确定视场区域对应的目标
分组，包括：步骤802，根据各视场区域对应的候选分组，确定各视场区域组当前对应的视场区域数量。
51.步骤804，将候选分组中，对应的视场区域数量最少的视场区域组，作为目标分组。
52.本技术实施例中，各视场区域组中的视场区域数量应当大致相等，以避免出现某一视场区域组中的视场区域数量过少，致使激光雷达在该视场区域组的开启时间内采集到的点云数据数量较少的情况。
53.可以为各视场区域组分别设置一个计数器，在选择视场区域的目标分组时，可以获取候选分组中各视场区域组当前的计数器数值，也即视场区域数量，并从中选择视场区域数量最少的视场区域组作为目标分组，进而对该视场区域组的计数器加1。
54.本技术实施例提供的针对激光雷达的抗串扰及抗干扰方法，在每次选取目标分组时，均选取当前视场区域数量最少的视场区域组作为目标分组，因而在分组完毕后，可以使得各组中的视场区域的数量大致相等，以令激光雷达在各组的开启时间内采集到的点云数据的数量较为平均。
55.在一个实施例中，上述方法还包括：针对任一视场区域组，确定该视场区域组对应的第一目标数量，并根据第一目标数量设置视场区域组对应的开启策略，其中，第一目标数量是视场区域组内，与任一视场区域存在共用点的视场区域个数的最大值。
56.本技术实施例中，针对每一个视场区域组，可以确定视场区域组中的共点视场区域（存在共用点的两个视场区域）的数量。参照图9所示，所有的阴影区域均与中心视场区域互为共点视场区域。
57.由于相较于共边视场区域而言，共点视场区域之间相距较远，两个区域之间发生串扰的几率较小，故而共点视场区域和视场区域对应的激光器可以在同一开启时间内进行激光的发射。但为提高抗串扰效果，可以将开启策略设置为属于同一个视场区域组的两个共点视场区域不在同一时刻发射激光脉冲，以此使得共点视场区域和视场区域对应的激光器的发射时间之间存在一定间隔，相应的，共点的两个视场区域的各自对应的接收器的工作时间也会存在一定的间隔，进一步减小串扰的发生。
58.为使得视场区域组的开启策略能满足视场区域内所有视场区域的需求，可以根据各视场区域对应的共点视场区域的数量中最大的数量（第一目标数量）来设置视场区域组对应的开启策略。例如在第一目标数量大于0、也即视场区域组中至少有一个视场区域在视场区域组中拥有共点视场区域的情况下，可以令各视场区域对应的激光器发射激光脉冲的时间之间存在部分时间延迟，或者将视场区域组的开启时间划分为视场区域数量个时间分段，每一个视场区域对应的激光器仅在该视场区域对应的时间分段中开启。在第一目标数量等于0，也即视场区域组中没有共点视场区域的情况下，既可以将视场区域组的开启策略设置为与第一目标数量大于0情况下相同的策略，也可以将开启策略设置为使得组内各视场区域对应的激光器都在同一时刻发射激光脉冲，本技术实施例对此不作具体限定。
59.本技术实施例提供的针对激光雷达的抗串扰及抗干扰方法，根据视场区域组内每个视场区域的共点视场区域的数量，设置视场区域组的开启策略，以使得视场区域与其共点视场区域对应的激光器不会在同一时间发射激光，可以进一步降低串扰发生的概率。
60.在一个实施例中，根据第一目标数量设置视场区域组对应的开启策略，包括：在第一目标数量为0的情况下，将视场区域组对应的开启策略设置为第一策略，第一策略为视场区域组中的各视场区域，对应的激光脉冲发射时刻之间不存在时间延迟。
61.本技术实施例中，在第一目标数量为0的情况下，说明某个视场区域组中没有任何共点视场区域。此时可以将开启策略设置为使得该组内的各视场区域在同一时间发射激光脉冲，也即使得各视场区域对应的激光脉冲发射时刻之间不存在时间延迟，与之相应的，该组内的各视场区域对应的接收器也可以同时工作，接收到对应的激光脉冲，降低激光雷达控制模块的算力消耗。如图10所示。
62.在一个实施例中，根据第一目标数量设置视场区域组对应的开启策略，包括：在第一目标数量大于0的情况下，将视场区域组对应的开启策略设置为第二策略，第二策略为视场区域组中的各视场区域，对应的激光脉冲发射时刻之间存在时间延迟。
63.本技术实施例中，在第一目标数量不为0的情况下，说明视场区域组中存在共点视场区域，因此需要使得共点视场区域的激光脉冲发射时刻之间存在一定时间延迟。时间延迟的具体数值可以由本领域技术人员按照需求进行设定。可以将开启策略设置为每一个视场区域对应的激光器的激光脉冲发射时刻之间都存在时间延迟，或者将开启策略设置为两个共点视场区域对应的激光脉冲发射时刻之间存在时间延迟、非共点视场区域之间对应的激光脉冲发射时刻之间不存在时间延迟，以此降低串扰的发生概率。
64.参照图11所示，为第一目标数量不为0的一个示例。图中不同颜色代表不同的视场区域组，不同数字代表不能在同一时刻发射激光脉冲的视场区域。以白色的视场区域组为例进行说明，白色的视场区域组对应的第一目标数量是2（第2行第2列、以及第2行第4列等的视场区域，组内与其存在共用点的视场区域共计2个，是视场区域组中最多的），因此白色的视场区域组对应的第一目标数量不为0，需要使得组内共点的视场区域的激光脉冲发射时刻之间存在一定时间延迟。例如，在白色视场区域组的工作时间内，组内所有的视场区域并不同时发射激光脉冲，也即是，针对位于最左上角的白色视场区域1而言，其与其右下角的白色视场区域2不能在同一时刻发射激光脉冲；而针对该白色视场区域2而言，其又不能与其右下角的白色视场区域3在同一时刻发射激光脉冲，但由于白色视场区域1和白色视场区域3没有共用点，这两个视场区域可以在同一时刻发射激光脉冲。因此既可以按照图12上方所示，令存在共用点的视场区域不能在同一时刻发射激光脉冲，但允许不存在共用点的视场区域在同一时刻发射激光脉冲；或者也可以按照图12下方所示，令全部视场区域都不能在同一时刻发射激光脉冲，本技术实施例对此不作具体限定。
65.本技术实施例提供的针对激光雷达的抗串扰及抗干扰方法，在视场区域组中存在共点视场区域的情况下，使得各视场区域发射激光脉冲的时刻之间存在时间延迟，可以进一步降低串扰的发生概率。
66.在一个实施例中，执行第二策略的视场区域组被划分为多个子组，任一子组内不包括存在共用点的视场区域，步骤106中，按照各视场区域组对应的开启时间及开启策略，轮流发射各视场区域组对应的激光脉冲，包括：按照时间延迟，在执行第二策略的视场区域组对应的开启时间内，轮流发射各子组所对应的激光脉冲，以使得一个子组对应的激光脉冲发射时刻、和下一个子组对应的激光脉冲发射时刻之间存在时间延迟。
67.此时，需要为每个子组单独分配与之对应的激光器和接收器，也即是，与某个子组对应的激光器发射的脉冲，由与该子组对应的接收器接收。
68.本技术实施例中，在视场区域组对应的开启策略是第二策略的情况下，可以将视场区域组中的各视场区域划分为多个子组，共点的视场区域不属于同一个子组，并令每一个子组对应的视场区域发射激光脉冲的时间互不相同。
69.下面举例说明划分子组的过程。例如，图12中视场区域组1的第一目标数量为4（因为正中的视场区域1对应有4个共点的同组的视场区域），此时可以直接将视场区域1划分为4个子组，将对应第一目标数量的视场区域的每一个共点视场区域都划分到不同的子组中，再根据前述令视场区域与共点视场区域不属于同一个子组的原则将其他视场区域也分别划分到子组中；或者也可以参照前述实施例中自适应调整视场区域组数量的方式，自适应确定子组数量，本技术实施例对此不作具体限定。将视场区域和各共点视场区域分配至不同子组中的方式，也可参照前述实施例中将视场区域和各共边视场区域分配至不同视场区域组中的方式，本技术实施例在此不再赘述。参照图12所示，为划分子组效果的一个示例，图中上方数字为各视场区域对应的目标分组，括号中数字为子组。
70.可以通过使得各子组对应的激光器的激光脉冲发射时刻之间存在一个时间延迟来避免共点视场区域之间发生串扰。相应的，各子组对应的接收器的激活时间也应当互相错开。该时间延迟的数值可由控制模块在一个范围内随机选取，或者由本领域技术人员根据实际需求设定。由于激光的返回速度极快，因此该时间延迟取亚微秒量级，或者几纳秒至几十纳秒即可降低各子组之间发生串扰的概率。各子组对应的激光器及接收器的开启时序的一个示例可参见图13所示。
71.本技术实施例提供的针对激光雷达的抗串扰及抗干扰方法，将对应第二策略的视场区域组中的视场区域划分至视场区域组的不同子组中，并在开启视场区域组对应的激光器时，使得各视场区域组的激光脉冲发射时刻之间存在时间延迟，因而能够降低存在共用点的视场区域之间发生串扰的概率。
72.在一个实施例中，视场区域包括第一视场区域和第二视场区域，第一视场区域根据感兴趣区域构建得到，第二视场区域根据非感兴趣区域构建得到，且第二视场区域的面积大于第一视场区域的面积。
73.本技术实施例中，可以根据历史点云数据确定激光雷达全视场范围内的感兴趣区域和非感兴趣区域，并根据感兴趣区域构建第一视场区域、及根据非感兴趣区域构建第二视场区域。历史点云数据是激光雷达在本帧划分全视场范围之前采集到的点云数据。由于各视场区域组的开启时间时长一定，激光器的发射频率也一定，因此视场区域面积越小，接收器在该区域采集到的点数据的密度便越高。也即相当于视场区域面积越小，激光雷达在此视场区域的成像分辨率就越高。故而激光雷达的控制模块可以检测全视场范围中的感兴趣区域，并将感兴趣区域的视场区域划分的较小，以提高激光雷达在感兴趣区域的成像分辨率。本技术实施例对于根据历史点云数据确定感兴趣区域的方式不作具体限定，任一确定感兴趣区域的方式均适用于本技术实施例中。
74.参照图14所示，为划分全视场范围的一个示例。图中正方形的区域为检测到的感兴趣区域，除正方形之外的区域为非感兴趣区域。根据感兴趣区域，可以构建第一视场区域。如图14所示，一个感兴趣区域可以被划分为一个或多个第一视场区域。其具体被划分为
多少个第一视场区域可以根据对感兴趣区域的成像分辨率要求确定，例如，若针对某一感兴趣区域的成像分辨率要求较高，则可以将该感兴趣区域划分为多个第一视场区域；若针对某一感兴趣区域的成像分辨率要求不高，则可以将该感兴趣区域作为一个第一视场区域处理。
75.可以将全部非感兴趣区域均作为一个第二视场区域处理。若一个激光器无法完全覆盖非感兴趣区域，则可以根据激光器的最大扫描范围，将非感兴趣区域划分为多个区域，并根据划分后的区域构建各第二视场区域。本技术实施例对于划分非感兴趣区域的方式不作具体限定，只要能够确保第二视场区域的面积大于第一视场区域即可。
76.本技术实施例提供的针对激光雷达的抗串扰及抗干扰方法，可以根据感兴趣区域和非感兴趣区域，在每一帧中自适应调整全视场范围的划分方式，因而可以将感兴趣区域对应的视场区域设置的较小，以提高在感兴趣区域采集到的点云数据的密度，进而提高感兴趣区域的成像分辨率。
77.在一个实施例中，预设数量大于或者等于4。
78.本技术实施例中，基于四色定理，可以将预设数量预设为大于4的数值，以确保针对任何划分全视场范围的方式，都能够按照前述实施例中提供的方式，将两个共边的视场区域划分进不同的视场区域组中。故而控制模块也无需在视场区域组的数量发生改变时重新调整各视场区域组的开启时间，节省控制模块的计算资源。参照图15所示，为在预设数量为4时，一种划分全视场范围的方式。图中不同的颜色代表不同的视场区域组，视场区域中的数字代表不同的子组。
79.本技术实施例提供的针对激光雷达的抗串扰及抗干扰方法，基于四色定理，可以将预设数量设置为任意大于4的数值，以使得激光雷达的控制模块无需在每次划分全视场范围时都要重新计算一次视场区域组的数量和各视场区域组的开启时间，能够节省控制模块的计算资源。
80.应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
81.基于同样的发明构思，本技术实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的针对激光雷达的抗串扰及抗干扰方法的针对激光雷达的抗串扰及抗干扰装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个针对激光雷达的抗串扰及抗干扰装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于针对激光雷达的抗串扰及抗干扰方法的限定，在此不再赘述。
82.在一个实施例中，如图16所示，提供了一种针对激光雷达的抗串扰及抗干扰装置1600，激光雷达全视场范围被划为多个视场区域，各个所述视场区域按照相对位置被划分至多个视场区域组，且任一所述视场区域组内不存在相邻的两个所述视场区域，上述装置包括发射模块1602，其中：
发射模块1602，用于在一帧点云数据采集期间，按照各所述视场区域组对应的开启时间及开启策略，轮流发射各所述视场区域组对应的激光脉冲；其中，任意两组所述视场区域组对应的所述开启时间不重合。
83.本技术实施例提供的针对激光雷达的抗串扰及抗干扰装置，划分激光雷达的全视场范围，并按照划分出的各视场区域之间的相对位置对视场区域进行分组，一个视场区域组内不存在相邻的两个视场区域，以使得在一帧雷达探测中，相邻的两个视场区域对应的激光器和探测器不会同时开启，因而能够避免回波激光被邻近区域的探测器误接收导致串扰的问题；同时，由于在每一帧中都可以自适应调整划分全视场范围的方式和分组方式，因而针对每一个激光雷达，其划分全视场范围的方式和分组方式都可能不同，可以显著降低一个激光雷达发出的激光恰好被另一个激光雷达相应区域的接收器接收，从而导致干扰的概率。本技术实施例通过在源头上对各激光器产生的回波激光进行严格的空间隔离，可以极大降低串扰和干扰现象的发生概率，而且本技术实施例直接在点云数据的采集步骤进行抗串扰和抗干扰的处理，相较于使用点云后处理算法的方案，对激光雷达的算力要求较低。
84.在其中一个实施例中，所述装置还包括：确定模块，用于针对任一所述视场区域组，确定所述视场区域组对应的第一目标数量，并根据所述第一目标数量设置所述视场区域组对应的所述开启策略，其中，所述第一目标数量是所述视场区域组内，与任一所述视场区域存在共用点的视场区域个数的最大值。
85.在其中一个实施例中，所述确定模块，还用于：在所述第一目标数量为0的情况下，将所述视场区域组对应的所述开启策略设置为第一策略，所述第一策略为所述视场区域组中的各所述视场区域，对应的激光脉冲发射时刻之间不存在时间延迟。
86.在其中一个实施例中，所述确定模块，还用于：在所述第一目标数量大于0的情况下，将所述视场区域组对应的所述开启策略设置为第二策略，所述第二策略为所述视场区域组中的各所述视场区域，对应的激光脉冲发射时刻之间存在时间延迟。
87.在其中一个实施例中，执行所述第二策略的所述视场区域组被划分为第一目标数量个子组，任一所述子组内不包括存在共用点的所述视场区域，所述发送模块1602，还用于：按照所述时间延迟，在所述执行所述第二策略的所述视场区域组对应的开启时间内，周期性地轮流发射各子组所对应的激光脉冲，以使得一个所述子组对应的激光脉冲发射时刻、和下一个所述子组对应的激光脉冲发射时刻之间存在所述时间延迟。
88.在其中一个实施例中，所述视场区域包括第一视场区域和第二视场区域，所述第一视场区域根据感兴趣区域构建得到，所述第二视场区域根据非感兴趣区域构建得到，且所述第二视场区域的面积大于所述第一视场区域的面积。
89.在其中一个实施例中，所述预设数量大于或者等于4。
90.上述针对激光雷达的抗串扰及抗干扰装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个
模块对应的操作。
91.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图17所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种针对激光雷达的抗串扰及抗干扰方法。
92.本领域技术人员可以理解，图17中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
93.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
94.在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，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各方法实施例中的步骤。
95.在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
96.需要说明的是，本技术所涉及的用户信息（包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等）和数据（包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等），均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
97.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器（read-only memory，rom）、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器（reram）、磁变存储器（magnetoresistive random access memory，mram）、铁电存储器（ferroelectric random access memory，fram）、相变存储器（phase change memory，pcm）、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器（random access memory，ram）或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器（static random accessmemory，sram）或动态随机存取存储器（dynamic random access memory，dram）等。本技术所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本技术所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
98.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
99.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并
不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种针对激光雷达的抗串扰及抗干扰方法，其特征在于，激光雷达全视场范围被划为多个视场区域，各个所述视场区域按照相对位置被划分至多个视场区域组，且任一所述视场区域组内不存在相邻的两个所述视场区域，所述方法包括：在一帧点云数据采集期间，按照各所述视场区域组对应的开启时间及开启策略，轮流发射各所述视场区域组对应的激光脉冲；其中，任意两组所述视场区域组对应的所述开启时间不重合。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：针对任一所述视场区域组，确定所述视场区域组对应的第一目标数量，并根据所述第一目标数量设置所述视场区域组对应的所述开启策略，其中，所述第一目标数量是所述视场区域组内，与任一所述视场区域存在共用点的视场区域个数的最大值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一目标数量设置所述视场区域组对应的所述开启策略，包括：在所述第一目标数量为0的情况下，将所述视场区域组对应的所述开启策略设置为第一策略，所述第一策略为所述视场区域组中的各所述视场区域，对应的激光脉冲发射时刻之间不存在时间延迟。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一目标数量设置所述视场区域组对应的所述开启策略，包括：在所述第一目标数量大于0的情况下，将所述视场区域组对应的所述开启策略设置为第二策略，所述第二策略为所述视场区域组中的各所述视场区域，对应的激光脉冲发射时刻之间存在时间延迟。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，执行所述第二策略的所述视场区域组被划分为多个子组，任一所述子组内不包括存在共用点的所述视场区域，所述按照各所述视场区域组对应的开启时间及开启策略，轮流发射各所述视场区域组对应的激光脉冲，包括：按照所述时间延迟，在所述执行所述第二策略的所述视场区域组对应的开启时间内，轮流发射各子组所对应的激光脉冲，以使得一个所述子组对应的激光脉冲发射时刻、和下一个所述子组对应的激光脉冲发射时刻之间存在时间延迟。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述视场区域包括第一视场区域和第二视场区域，所述第一视场区域根据感兴趣区域构建得到，所述第二视场区域根据非感兴趣区域构建得到，且所述第二视场区域的面积大于所述第一视场区域的面积。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述视场区域组的组数大于或者等于4。8.一种针对激光雷达的抗串扰及抗干扰装置，其特征在于，激光雷达全视场范围被划为多个视场区域，各个所述视场区域按照相对位置被划分至多个视场区域组，且任一所述视场区域组内不存在相邻的两个所述视场区域，所述装置包括：发射模块，用于在一帧点云数据采集期间，按照各所述视场区域组对应的开启时间及开启策略，轮流发射各所述视场区域组对应的激光脉冲；其中，任意两组所述视场区域组对应的所述开启时间不重合。9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序
被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本申请涉及一种针对激光雷达的抗串扰及抗干扰方法及装置。激光雷达全视场范围被划为多个视场区域，各个视场区域按照相对位置被划分至多个视场区域组，且任一视场区域组内不存在相邻的两个视场区域。所述方法包括：在一帧点云数据采集期间，按照各视场区域组对应的开启时间及开启策略，轮流发射各视场区域组对应的激光脉冲；其中，任意两组视场区域组对应的开启时间不重合。采用本方法能够同时实现激光雷达的抗干扰和抗串扰，且降低在实现抗串扰及抗干扰时，对激光雷达的算力要求。对激光雷达的算力要求。对激光雷达的算力要求。


技术研发人员：王超
受保护的技术使用者：北京亮道智能汽车技术有限公司
技术研发日：2023.07.17
技术公布日：2023/8/16