具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

激光雷达（light detection and ranging，LiDAR）是一种目标探测技术。激光雷达通过激光器发出激光光束，激光光束遇到目标物体后发生漫反射，通过探测器接收反射回的光束，并根据发射的光束和反射回的光束确定目标物体的距离、方位、高度、速度、姿态、形状等特征量。

激光雷达的应用领域非常广泛。除了运用在军事领域之外，目前还被广泛应用于生活领域，包括但不限于：智能驾驶车辆、智能驾驶飞机、三维（3D）打印、虚拟现实、增强现实、服务机器人等领域。以智能驾驶技术为例，在智能驾驶车辆中设置激光雷达，激光雷达可通过快速且重复地发射激光束来扫描周围环境，以获取反映周围环境中的一个或多个目标对象的形貌、位置、运动的点云数据等。

需要说明的是，上述智能驾驶技术可以指无人驾驶、自动驾驶、辅助驾驶等技术。

图1为相关技术中的一种激光雷达的结构示意图。如图1所示，激光雷达10可以包括：光发射装置101、光接收装置102和处理器103。其中，光发射装置101、光接收装置102均与处理器103连接。

其中，上述各器件之间的连接关系可以是电性连接，还可以是光纤连接。更具体的，在光发射装置101和光接收装置102中，还可能分别包括多个光学器件，这些光学器件之间的连接关系还可能是空间光传输连接。

处理器103用于实现对光发射装置101和光接收装置102的控制，以使光发射装置101和光接收装置102能够正常工作。示例性的，处理器103可以为光发射装置101和光接收装置102分别提供驱动电压，处理器103还可以为光发射装置101和光接收装置102提供控制信号。

示例性的，处理器103可以是通用处理器，如中央处理器（central processingunit，CPU）、网络处理器（network processor，NP）等；处理器103还可以是数字信号处理器（digital signal processing，DSP）、专用集成电路（application specific integratedcircuit，ASIC）、现场可编程门阵列（field-programmable gate array，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。

光发射装置101中还包括光源（图1未示出）。可以理解的，上述光源可以指激光器，激光器的数量可以是一个或者多个。可选的，激光器可以具体包括脉冲激光二极管（pulsedlaser diode，PLD）、半导体激光器、光纤激光器等。上述光源用于发射激光束。具体的，处理器103可以向光源发送发射控制信号，从而触发光源发射激光束。

可以理解的，上述激光束也可以称为激光脉冲、激光、发射光束等。

激光雷达10还可以包括：一个或多个束整形光学元件和束扫描装置（图1未示出）。在一方面，束整形光学元件和束扫描装置将激光束朝向周围环境中的特定位置（如目标物体）聚焦和投射。在另一方面，束扫描装置和一个或更多束整形光学元件将返回波光束引导并聚焦到探测器上。在束整形光学元件与目标物体之间的光路中采用束扫描装置。束扫描装置实际上扩展视场并增大激光雷达的视场内的采样密度。

下面结合图1所示的激光雷达的结构，简单描述激光雷达对被测物体104的探测过程。

参见图1所示，激光束沿发射方向进行传播，当激光束遇到被测物体104后，在被测物体104的表面发生反射，反射回的光束被激光雷达的光接收装置102接收。这里，可以将激光束被被测物体104反射回的光束称为回波光束（图1中激光束和回波光束采用实线标识）。

光接收装置102接收到回波光束后，对回波光束进行光电转换，即将回波光束转换为电信号，光接收装置102将回波光束对应的电信号输出至处理器103，处理器103可以根据回波光束的电信号，获取被测物体104的形貌、位置、运动的点云数据等。

在激光雷达测距技术中，当激光雷达与被测物体之间不存在其他反射物体时，激光器发射一束激光束，光接收装置就只会接收到由被测物体反射的一个回波信号，从而通过这个回波信号可以得到被测物体的测距信息。但是，在实际应用中，激光雷达与被测物体之间往往会存在其他的反射物体，例如路面积水、玻璃障碍物、雨雪天的水珠和雪花等。那么，当激光束照射到这些物体上时，也会发生反射，并产生回波信号。如此，仅根据单回波模式下的最强回波信号不一定会得到真实的测距信息，影响激光雷达测距的准确性。

为了解决上述问题，本申请实施例提供一种回波信号的处理方法，该方法可以应用于上述激光雷达中，以对被测物体进行测距。

那么，图2为本申请实施例中的回波信号的处理方法的第一种实施流程示意图，参见图2所示，该回波信号的处理方法可以包括：

S201，获得预设时间段内的最强回波信号、次强回波信号、首回波信号、末回波信号以及目标场景信息；

其中，最强回波信号为预设时间段内幅值最大的回波信号，次强回波信号为预设时间段内幅值次大的回波信号，首回波信号为预设时间段内第一个回波信号，末回波信号为预设时间段内最后一个回波信号。

可以理解的，激光雷达可以在预设时间段内持续接收回波光束，进而得到多个回波信号，并从这些回波信号中提取最强回波信号、次强回波信号、首回波信号以及末回波信号。示例性的，图3为本申请实施例中的回波信号的示意图，参见图3所示，在预设时间段内，激光雷达接收到了4个回波信号（即回波信号A、回波信号B、回波信号C以及回波信号D），其中，回波信号A为首回波信号、回波信号B为最强回波信号、回波信号C为次强回波信号以及回波信号D为末回波信号。当然，在一些情况下，回波信号A也可以既是首回波信号，又是最强回波信号或者次强回波信号；同理，回波信号D可以既是末回波信号，又是最强回波信号或者次强回波信号。

进一步地，激光雷达可以获得用于表示激光雷达与被测物体当前所处场景的目标场景信息。例如，激光雷达的扫描范围内存在反射率较高的反射物体（如地面积水的水面、结冰的路面、雪地、玻璃障碍物等）、激光雷达的扫描范围内发生极端天气（如下雨、下雪、有雾等）、激光雷达的扫描范围内存在逆反射物体（如交通指示牌）。当然，目标场景还可以存在其他情况，本申请实施例对此不作具体限定。

在本申请实施例中，预设时间段可以理解为激光雷达的采样周期、单点测量周期等，也可以理解为根据测距需求设置的时间段。示例性的，预设时间段可以为100ns、500ns、700ns等。当然，还可以存在其他情况，本申请实施例对此不做具体限定。

需要说明的是，激光雷达提取最强回波信号、次强回波信号、首回波信号以及末回波信号的步骤与获得目标场景信息的步骤可以顺序执行、也可以同时执行，还可以先执行获得目标场景信息的步骤再执行提取最强回波信号、次强回波信号、首回波信号以及末回波信号的步骤，本申请实施例对此不做具体限定。

可选的，在S201中，激光雷达可以通过以下方法获得预设时间段内的最强回波信号、次强回波信号、首回波信号、末回波信号，具体来说：在预设时间段内接收多个回波信号，并根据接收时间（也可以理解为接收时刻）从多个回波信号中提取出首回波信号和末回波信号；以及，激光雷达比较多个回波信号的幅值，从而提取出最强回波信号和次强回波信号。这里，首回波信号与最强回波信号或次强回波信号可以为同一回波信号，也可以为不同回波信号。同理，末回波信号与最强回波信号或次强回波信号可以为同一回波信号，也可以为不同回波信号。

在一些可能的实施方式中，激光雷达可以通过其他传感器获得目标场景信息，也可以通过自身接收的杂波（clutter）分析得到的目标场景信息。例如，激光雷达安装在智能驾驶车辆上，该车辆可以通过图像系统对当前场景进行图像采集，并对采集到的图像进行分析，以确定当前场景，并将当前场景作为目标场景，以场景标识（即目标场景信息）的方式通知激光雷达，使得激光雷达能够获得目标场景信息。

在一些可能的实施方式中，提取出的最强回波信号、次强回波信号、首回波信号以及末回波信号可以在存储器（如双口随机存取存储器（random access memory，RAM））中存储，以供后续测距计算使用。

S202，在最强回波信号、次强回波信号、首回波信号以及末回波信号中，根据预设的场景信息和双回波组合的映射关系，确定目标场景信息对应的第一回波信号和第二回波信号。

可以理解的，可以预先设置两个回波信号（可以称为双回波组合）与场景信息的映射关系。那么，激光雷达在通过S201获得多个回波信号（即图3中的回波信号A、回波信号B、回波信号C、回波信号D）以及目标场景信息后，可以根据该映射关系，确定出对应的双回波组合（即第一回波信号和第二回波信号）。进一步地，激光雷达可以采用第一回波信号和第二回波信号计算被测物体的测距信息。

示例性的，双回波组合可以包括以下任一回波组合：首回波信号和最强回波信号（如图3所示的回波信号A和回波信号B）、最强回波信号和末回波信号（如图3所示的回波信号B和回波信号D）、首回波信号和末回波信号（如图3所示的回波信号A和回波信号D）。此时，在S202中，激光雷达在确定出上述任一回波组合后，可以基于该回波组合进行测距计算，也可以将该回波组合上报发给下一级处理器（如智能驾驶的中控处理器、应用处理器、传感器处理器等），以供下一级处理器进行测距计算。

在一些可能的实施方式中，上述映射关系可以采用映射表的形式实现，该映射表中包括场景信息以及双回波组合。示例性的，场景一：激光雷达的扫描范围内存在反射率较高的反射物体；场景二：激光雷达的扫描范围内发生极端天气；场景三：激光雷达的扫描范围内存在路牌等逆反射物体。对应的双回波组合可以为：首回波信号和最强回波信号、最强回波信号和末回波信号、首回波信号和末回波信号。那么，上述映射表可以参见表1所示。

进一步地，激光雷达还可以存在缺省设置，即存在默认场景。如果激光雷达通过S201未获得目标场景信息，则可以将目标场景信息设置为空信息、默认信息等。相应的，默认场景可以与场景一类似，与首回波信号和最强回波信号对应。那么，上述映射关系仍可以参见下表1所示。

表1

当然，上述映射关系可以采用如链表、位图（bitmap）等方式实现，本申请实施例对此不做具体限定。

在一些可能的实施方式中，可能会出现通过S201所获得的首回波信号与最强回波信号或次强回波信号为同一回波信号，和/或末回波信号与最强回波信号或次强回波信号为同一回波信号的情况，那么，若采用两个相同的回波信号进行测距信息的计算，仍然是无法获得准确的测距信息。所以，为了提高测距信息的准确度，上述S202可以包括S401至S403，以保证上报的第一回波信号和第二回波信号是不同的，进而保证得到的测距信息是准确的。具体来说，图4为本申请实施例中的回波信号的处理方法的另一种实施流程示意图，参见图4所示，在S201之后，执行S401至S403。

S401，在最强回波信号、次强回波信号、首回波信号以及末回波信号中，根据上述映射关系，获得目标场景信息对应的第三回波信号和第四回波信号。

可以理解的，激光雷达根据S201获得目标场景信息，能够确定该目标场景信息对应的回波信号，即第三回波信号和第四回波信号。

S402，确定第三回波信号与第四回波信号是否为同一回波信号。

其中，若第三回波信号与第四回波信号为同一回波信号，则执行S403；若第三回波信号与第四回波信号为不同回波信号，则执行S404。

S403，将第三回波信号确定为第一回波信号，以及将第四回波信号确定为第二回波信号。

S404，将第三回波信号或第四回波信号确定为第一回波信号，以及将第五回波信号确定为第二回波信号。

首先，需要说明的是，第三回波信号和第四回波信号为与目标场景信息对应的信号类型的回波信号。第五回波信号为最强回波信号、次强回波信号、首回波信号以及末回波信号中不同于第三回波信号和第四回波信号的一个回波信号，如次强回波信号。第五回波信号用于在第三回波信号与第四回波信号为同一回波信号时，与第三回波信号或第四回波信号一起，组成双回波组合（即将第三回波信号或第四回波信号确定为第一回波信号，将第五回波信号确定为第二回波信号）。

在S403至S404中，若第三回波信号与第四回波信号为不同回波信号，则可以直接将第三回波信号确认为第一回波信号，以及将第四回波信号确认为第二回波信号，进而组成双回波组合。反之，若第三回波信号与第四回波信号为同一回波信号，则可以先获取目标场景信息对应的第五回波信号，然后将第三回波信号确认为第一回波信号，以及将第五回波信号确认为第二回波信号，进而组成双回波组合。

需要说明的是，在S404中，由于第三回波信号与第四回波信号为同一回波信号，那么可以选择第三回波信号或第四回波信号与第五回波信号一起组成双回波组合。也就是说，可以由第三回波信号和第五回波信号组成双回波组合（即将第三回波信号确认为第一回波信号，以及将第五回波信号确认为第二回波信号）；或者，由第四回波信号和第五回波信号组成双回波组合（即将第四回波信号确认为第一回波信号，以及将第五回波信号确认为第二回波信号）。当然，激光雷达还可以采取其他策略确认双回波组合，本申请实施例对此不作具体限定。

示例性的，若第五回波信号为次强回波信号，则上述双回波组合可以包括：首回波信号和次强回波信号、最强回波信号和次强回波信号。

可选的，在S404中，若第三回波信号为首回波信号以及第四回波信号为最强回波信号，则第五回波信号为次强回波信号；或，若第三回波信号为最强回波信号以及第四回波信号为末回波信号，则第五回波信号为次强回波信号。

可以理解的，结合图3和表1，当目标场景信息为默认场景或场景一时，若首回波信号与最强回波信号为同一回波信号，则双回波组合可以包括回波信号A/回波信号B和回波信号C；在场景二下，若最强回波信号与末回波信号为同一回波信号，则双回波组合可以包括回波信号B/回波信号D和回波信号C。

下面以具体实例对上述回波信号的处理方法进行说明。

假设，图5为本申请实施例中的回波信号的示意图，参见图5中（a）所示，激光雷达在700ns内接收到5个回波信号：回波信号a、回波信号b、回波信号c、回波信号d以及回波信号e。

步骤一、激光雷达按照接收时间以及幅值，从回波信号a、回波信号b、回波信号c、回波信号d以及回波信号e中提取出最强回波信号、次强回波信号、首回波信号以及末回波信号（如回波信号c、回波信号d、回波信号a和回波信号e）。

步骤二、激光雷达接收图像系统发送的目标场景信息，如场景一。

这里，步骤一和步骤二可以顺序执行、也可以同时执行，还可以先执行步骤二再执行步骤一，本申请实施例对此不做具体限定。

步骤三、激光雷达参考表1所示，获得场景一对应的首回波信号和最强回波信号（即第三回波信号和第四回波信号），如回波信号a和回波信号c。

步骤四、激光雷达比较首回波信号（如回波信号a）和最强回波信号（如回波信号c）是否为同一回波信号。

步骤五、当确定回波信号a和回波信号c为不同的回波信号时，激光雷达将回波信号a确定为第一回波信号，以及将回波信号c确定为第二回波信号，以此组成双回波组合。

进一步地，激光雷达根据回波信号a和回波信号c进行测距计算，获得被测物体的测距信息。

在另一实施例中，假设，参见图5中（b）所示，激光雷达在700ns内接收到5个回波信号：回波信号a'、回波信号b'、回波信号c'、回波信号d'以及回波信号e'。

步骤一、激光雷达按照接收时间以及幅值，从回波信号a'、回波信号b'、回波信号c'、回波信号d'以及回波信号e'中提取出最强回波信号、次强回波信号、首回波信号以及末回波信号（如回波信号a'、回波信号d'、回波信号a'和回波信号e'）。

步骤二、激光雷达接收图像系统发送的目标场景信息，如场景一。

这里，步骤一和步骤二可以顺序执行、也可以同时执行，还可以先执行步骤二再执行步骤一，本申请实施例对此不做具体限定。

步骤三、激光雷达参考表1所示，获得场景一对应的首回波信号和最强回波信号（即第三回波信号和第四回波信号），如回波信号a'和回波信号a'。

步骤四、激光雷达比较首回波信号（如回波信号a'）和最强回波信号（回波信号a'）是否为同一回波信号。

步骤五、当确定首回波信号和最强回波信号均为回波信号a'时，激光雷达获得次强回波信号（如回波信号d'），并将回波信号a'确定为第一回波信号，以及将回波信号d'确定为第二回波信号，以此组成双回波组合。

进一步地，激光雷达根据回波信号a'和回波信号d'进行测距计算，获得被测物体的测距信息。

至此，便实现了对回波信号的处理过程。

由此可见，激光雷达在发射一束激光后，可以从接收到的回波信号中提取出两个回波信号，从而根据这两个回波信号进行测距，可以得到较为真实的测距信息，从而提高激光雷达的测距准确性，进而提升激光雷达的性能。

基于相同的发明构思，本申请实施例还提供一种回波信号的处理装置，该装置可以为激光雷达中的芯片或者片上系统，还可以为激光雷达中用于上述一个或者多个实施例所述方法的功能模块。该回波信号的处理装置可以实现上述一个或者多个实施例所述激光雷达所执行的功能，这些功能可以通过硬件执行相应的软件实现。这些硬件或软件包括一个或多个上述功能相应的模块。图6为本申请实施例中的回波信号的处理装置的结构示意图，参见图6所示，该回波信号的处理装置600可以包括：获得模块601，用于获得预设时间段内的最强回波信号、次强回波信号、首回波信号、末回波信号以及目标场景信息；其中，最强回波信号为预设时间段内幅值最大的回波信号，次强回波信号为预设时间段内幅值次大的回波信号，首回波信号为预设时间段内第一个回波信号，末回波信号为预设时间段内最后一个回波信号；确定模块602，用于在最强回波信号、次强回波信号、首回波信号以及末回波信号中，根据预设的场景信息与双回波组合的映射关系，确定目标场景信息对应的第一回波信号和第二回波信号。

在一种可能的实施方式中，第一回波信号和第二回波信号，可以包括：首回波信号和最强回波信号；或，最强回波信号和末回波信号；或，首回波信号和末回波信号；或，首回波信号和次强回波信号；或，最强回波信号和次强回波信号。

在一种可能的实施方式中，确定模块602，具体用于：在最强回波信号、次强回波信号、首回波信号以及末回波信号中，根据预设的场景信息与双回波组合的映射关系，获得目标场景信息对应的第三回波信号和第四回波信号；若第三回波信号与第四回波信号为不同的回波信号，则将第三回波信号确定为第一回波信号，以及将第四回波信号确定为第二回波信号；若第三回波信号与第四回波信号为同一回波信号，则将第三回波信号确定为第一回波信号，以及将第五回波信号确定为第二回波信号；其中，第五回波信号为最强回波信号、次强回波信号、首回波信号以及末回波信号中，不同于第三回波信号和第四回波信号的一个回波信号。

在一种可能的实施方式中，第三回波信号为首回波信号，第四回波信号为最强回波信号，第五回波信号为次强回波信号；或，第三回波信号为最强回波信号，第四回波信号为末回波信号，第五回波信号为次强回波信号。

在一种可能的实施方式中，当目标场景信息表示激光雷达的扫描范围内包括积水路面或玻璃障碍物时，第三回波信号为首回波信号，以及第四回波信号为最强回波信号；或，当目标场景信息表示激光雷达的扫描范围内发生极端天气时，第三回波信号为最强回波信号，以及第四回波信号为末回波信号。

在一种可能的实施方式中，获得模块601，具体用于：在预设时间段内接收多个回波信号；根据接收时间从多个回波信号中提取出首回波信号和末回波信号；比较多个回波信号的幅值，提取出最强回波信号和次强回波信号。

需要说明的是，上述获得模块601和确定模块602的具体实现过程可参考图2至图5实施例的详细描述，为了说明书的简洁，这里不再赘述。

本申请实施例中提到的获得模块601和确定模块602可以为一个或者多个处理器。

基于相同的发明构思，本申请实施例提供一种激光雷达，该激光雷达可以为上述一个或者多个实施例中所述的激光雷达。图7为本申请实施例中的一种激光雷达的结构示意图，参见图7所示，激光雷达700，可以采用通用的计算机硬件，包括处理器701和存储器702。

可选的，处理器701和存储器702可以通过总线703通信。

在一些可能的实施方式中，至少一个处理器701可以构成具有对一个或多个输入执行逻辑运算的电路的任何物理设备。例如，至少一个处理器可以包括一个或多个集成电路（integrated circuit，IC），包括专用集成电路（application specific integratedcircuit，ASIC）、微芯片、微控制器、微处理器、中央处理单元（central processing unit，CPU）的全部或部分、图形处理单元（graphics processing unit，GPU）、数字信号处理器（digital signal process，DSP)、现场可编程门阵列（field programmable gate array，FPGA）或者适于执行指令或执行逻辑运算的其它电路。由至少一个处理器执行的指令可以例如被预加载到与控制器集成的或嵌入在控制器中的存储器中，或者可以存储在分离的存储器中。存储器可以包括随机存取存储器（random access memory，RAM）、只读存储器（read-only memory，ROM）、硬盘、光盘、磁介质、闪存，其它永久、固定或易失性存储器，或者能够存储指令的任何其它机制。在一些实施例中，至少一个处理器可以包括多于一个处理器。每个处理器可以具有相似的结构，或者处理器可以具有彼此电连接或断开的不同构造。例如，处理器可以是分离的电路或集成在单个电路中。当使用多于一个处理器时，处理器可以被配置为独立地或协作地操作。处理器可以以电、磁、光学、声学、机械或通过允许它们交互的其它手段来耦合。根据本申请的一个实施例，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行上述标定方法的步骤。存储器702可以包括以易失性和／或非易失性存储器形式的计算机存储媒体，如只读存储器和／或随机存取存储器。存储器702可以存储操作系统、应用程序、其他程序模块、可执行代码、程序数据、用户数据等。

此外，上述存储器702中存储有用于实现图6中的获得模块601和确定模块602的功能的计算机执行指令。图6中的获得模块601和确定模块602的功能/实现过程均可以通过图7中的处理器701调用存储器702中存储的计算机执行指令来实现，具体实现过程和功能参考上述相关实施例。

基于相同的发明构思，本申请提供一种激光雷达，包括：存储器，存储有计算机可执行指令；处理器，与存储器相连，用于通过执行计算机可执行指令，并能够实现如上述一个或者多个实施例所述的回波信号的处理方法。

基于相同的发明构思，本申请提供一种计算机存储介质，计算机存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令被处理器执行后，能够实现如上述一个或者多个实施例所述的回波信号的处理方法。

本领域技术人员可以理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。