一种激光雷达数据处理方法及装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114994636A(43)申请公布日2022.09.02(21)申请号202210718580.2(22)申请日2022.06.23(71)申请人中国电子科技集团公司第十一研究所地址100015北京市朝阳区酒仙桥路4号(72)发明人刘波吴姿妍眭晓林赵晓龙梅博周寿桓(74)专利代理机构工业和信息化部电子专利中心11010专利代理师袁鸿(51)Int.Cl.G01S7/48(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图2页(54)发明名称一种激光雷达数据处理方法及装置(57)摘要本发明公开了一种激光雷达数据处理方法及装置，包括：采集激光激光雷达信号，其中所述激光激光雷达信号中包括激光种子源发射的本振信号和目标反射的回波信号；对所述激光激光雷达信号进行数字下变频处理，以获得第一信号，所述第一信号为复信号向量；在频域，对所述第一信号进行脉冲压缩处理，其中所述脉冲压缩处理基于所述第一信号、模板信号实现，以获得第二信号，所述第二信号为实数向量；基于所述第二信号，确定有效信号的时刻，以基于所述有效信号的时刻确定出目标的距离信息。本发明实施例实现了将脉冲压缩实际应该在脉冲调制激光雷达中，并且在一些示例中利用GPU的并行计算极大提高了数据的处理效率。CN114994636ACN114994636A权利要求书1/2页1.一种激光雷达数据处理方法，其特征在于，包括：采集激光雷达信号，其中所述激光雷达信号指激光种子源发射的本振信号和目标反射的回波信号混频后的信号；对所述激光雷达信号进行数字下变频处理，以获得第一信号，所述第一信号为复信号向量；在频域，对所述第一信号进行脉冲压缩处理，其中所述脉冲压缩处理基于所述第一信号、模板信号实现，以获得第二信号，所述第二信号为实数向量；基于所述第二信号，确定有效信号的时刻，以基于所述有效信号的时刻确定出目标的距离信息。2.如权利要求1所述的激光雷达数据处理方法，其特征在于，对所述激光雷达信号进行数字下变频处理，以获得第一信号包括：利用如下步骤进行对所述激光雷达信号进行下变频处理：对所述激光雷达信号进行混频处理，以获得I路同相分量和Q路正交分量；对任一路同相分量以及任一路正交分量，降低采样率，进行抽取滤波，以获得所述第一信号，其中降低后的采样率≥2倍信号带宽。3.如权利要求2所述的激光雷达数据处理方法，其特征在于，在频域上，对所述第一信号进行脉冲压缩处理，以获得第二信号包括：提供模板信号其中k为线性调频信号的斜率，t为调制脉冲宽度；对所述模板信号以及所述第一信号同时进行FFT运算；将经过FFT运算后的模板信号以及经过FFT运算后第一信号相乘，以获得第四信号；对所述第四信号进行IFFT运算，以获得第五信号，所述第五信号为复数向量；对所述第五信号进行取模，以获得所述第二信号。4.如权利要求3所述的激光雷达数据处理方法，其特征在于，对所述第一信号进行脉冲压缩处理，是通过GPU并行处理实现的；对所述激光雷达信号进行数字下变频处理，采集激光雷达信号，以及基于所述有效信号的时刻确定出目标的距离信息，是通过CPU实现的。5.如权利要求4所述的激光雷达数据处理方法，其特征在于，对所述模板信号以及所述第一信号同时进行FFT运算包括：采用二维FFT运算，分别设置行数和列数，且二维FFT行与列相乘与每个向量总个数一致；将列数设置为10～100之间的整数，行数设置为向量总个数除以列数，且保证行数与列数都为整数值；将经过FFT运算后的模板信号以及经过FFT运算后第一信号相乘包括：定义每一时刻GPU多处理器中能同时运行最大的线程块个数为M，每一时刻GPU多处理器中能同时运行最大的线程个数为N，复向量个数为L；若N≥L，则配置GPU的线程块的个数为M，配置每个线程块里的线程个数为N/M，只对前L个线程做运算，每个复向量单独用一个线程进行运算；若N<L，则每个线程处理的数据量≥1个，定义P＝L％N，则第一个线程处理第1、N+1……P*N+1个复向量，第i个线程处理第i、N+i……P*N+i个复向量。2CN114994636A权利要求书2/2页6.如权利要求4所述的激光雷达数据处理方法，其特征在于，基于所述第二信号，确定有效信号的时刻，以基于所述有效信号的时刻确定出目标的距离信息包括：对所述第二信号中任一数据Fx，求取其在x处的门限值，其中Fx∈F＝{F1,F2……FN}，x∈[1,N]，F表示第二信号，N表示处理向量数据长度；基于所述第二信号将所述任一数据Fx左移i个点，获得Fx‑i；取第二信号中Fx‑i左边j个点，对这j个点做一维中值滤波，滤波模板大小根据j的个数确定，并对中值滤波后的j个点求平均值，获得Mx‑i；基于所述第二信号将所述任一数据Fx右移i个点，获得Fx+i；取第二信