CN113109790B - 一种激光雷达飞行时间测量的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光雷达领域，特别是涉及一种激光雷达飞行时间测量的方法及装置。主要包括：向测量电容内充电，直至测量电容的电压值达到预设充电电压值上限；当接收到第一个发射回波时，测量电容开始放电；每接收到一个发射回波时，记录测量电容的当前电压，作为第一电压值；当接收到发射回波对应的接收回波时，记录测量电容的当前电压，作为第二电压值；根据每个第一电压值和对应的第二电压值之差，计算发射回波到接收回波之间经历的飞行时间。本发明可以降低了激光雷达的硬件成本，使激光雷达能够在各领域得到广泛的应用。

Description

一种激光雷达飞行时间测量的方法及装置

【技术领域】

本发明涉及激光雷达领域，特别是涉及一种激光雷达飞行时间测量的方法及装置。

【背景技术】

激光雷达通过发射激光信号对周围空间进行扫描并获取空间参数的设备，广泛应用于地理测绘、环境探测、工业扫描或无人驾驶等行业。按照不同的技术路线，可将激光雷达分为飞行时间(Time of flight，简写为TOF)激光雷达及三角测距激光雷达两大类型。TOF激光雷达采用的是飞行时间测距技术，通过激光器发射出一道激光，利用雪崩光电二极管来进行目标物反射激光的回波检测，使用一个高精度的计时电路去测量光波发射到目标物再反射回来的时间差，而光速不变的情况下，再将时间差乘以光速再除以二便可得到目标物体的距离。飞行时间的测量精度，将直接决定激光雷达产品的测距精度。

目前的激光雷达为了实现高精度的飞行时间测量，一般都采用了转换频率大于2GHz的高速模数转换(analog to digital converter，简写为ADC)器件来对激光器发射回波和雪崩光电二极管接收回波进行高速采样。这类高速ADC数据吞吐量巨大，通常采用SERDES数据接口传输采样数据，所以数据处理芯片通常要采用集成SERDES接口的高端FPGA芯片。而高速ADC和高性能FPGA的价格昂贵，直接导致了激光雷达的硬件成本大幅攀升，阻碍了激光雷达产品在各领域的大面积推广应用。

鉴于此，如何克服现有技术所存在的缺陷，解决现有激光雷达产品测量飞行时间的模块成本较高的现象，是本技术领域待解决的问题。

【发明内容】

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明解决了现有激光雷达需要使用高速ADC和FPGA等高速硬件，导致硬件成本过高的问题。

本发明实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种激光雷达飞行时间测量的装置，具体为：向测量电容内充电，直至测量电容的电压值达到预设充电电压值上限；当接收到第一个发射回波时，测量电容开始放电；每接收到一个发射回波时，记录测量电容的当前电压，作为第一电压值；当接收到发射回波对应的接收回波时，记录测量电容的当前电压，作为第二电压值；根据每个第一电压值和对应的第二电压值之差，计算发射回波到接收回波之间经历的飞行时间。

优选的，还包括：当测量电容的电压低于预设充电电压值下限时，向测量电容内充电，直至测量电容的电压达到预设充电电压值上限。

优选的，测量电容开始放电，具体包括：打开测量电容的放电回路，以恒定电流对测量电容进行放电。

优选的，记录测量电容的当前电压，还包括：当测量电容的电压值大于预设测量电压值上限，或电压值小于预设测量电压值下限时，不使用当前电压数据，并向激光雷达发送相应信号。

优选的，计算发射回波到接收回波之间经历的飞行时间，具体包括：根据放电回路的放电电流值，计算测量电容由第一电压值放电至第二电压值所需的时间作为飞行时间。

优选的，计算测量电容由第一电压值放电至第二电压值所需的时间，还包括：获取测量电容的电容量与恒流源的电流值之比作为飞行时间的计算常量，使用第一电压值、第二电压值和计算常量进行计算。

优选的，获取测量电容的电容量与恒流源的电流值之比作为飞行时间的计算常量，还包括：获取至少二组不同放电时间对应的第一电压值和第二电压值，根据放电时间、第一电压值和第二电压值进行线性拟合，获取飞行时间的计算常量。

另一方面，本发明提供了激光雷达飞行时间测量的方法，包括：模拟开关10、测量电容20、放电回路30和数据处理模块40，具体的：模拟开关10的第一侧与外部充电电压连接，第二侧与测量电容20、放电回路30和数据处理模块40的电路接口连接；测量电容20的第一侧与电源电压连接，测量电容20的第二侧与放电回路30的第一侧连接；放电回路30为恒流放电回路，放电回路30的第二侧接地；数据处理模块40的信号接口用于接收激光雷达连接的回波信号，数据处理模块40的控制接口与模拟开关10的控制接口连接。

优选的，放电回路30包括射频三极管31和恒流源32，具体的：射频三极管31的第一发射极作为放电回路30的第一侧外部接口，射频三极管31的第二发射极与恒流源32的第一侧连接；恒流源32的第二侧作为放电回路30的第二侧外部接口。

优选的，数据处理模块40包括放大器41、模数转换电路42和数据处理电路43，具体的：放大器41的第一输入端作为数据处理模块40的电路接口，放大器41的发射端与模数转换电路42的输入端连接，模数转换电路42的输出端与数据处理电路43的数据接口连接；数据处理电路43的信号接口作为数据处理模块40的信号接口，数据处理电路43包括至少一个处理器和存储器，所述至少一个处理器和存储器之间通过数据总线连接，所述存储器存储能被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令在被所述处理器执行后，用于完成第一方面提供的激光雷达飞行时间测量的方法

与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：使用电容放电前后的电压差作为时间计算的参考量，数据获取和处理的器件成本低、电路结构简单，无需高速ADC和高端FPGA芯片即可实现飞行时间的准确测量，降低了激光雷达的硬件成本，可以推动激光雷达在各领域得到广泛的应用。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述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附图。

图1为本发明实施例提供的一种激光雷达飞行时间测量的方法流程图；

图2本发明实施例提供的一种激光雷达飞行时间测量的方法所使用的参考电路示意图；

图3为本发明实施例提供的一种激光雷达飞行时间测量的方法的测量电容电压曲线示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种激光雷达飞行时间测量的方法的测量电容电压曲线示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种激光雷达飞行时间测量的方法的测量电容电压曲线示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种激光雷达飞行时间测量的方法的测量电容电压曲线示意图；

图7为本发明实施例提供的一种激光雷达飞行时间测量的装置结构示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种激光雷达飞行时间测量的装置结构示意图；

图9为本发明实施例提供的另一种激光雷达飞行时间测量的装置结构示意图；

图10为本发明实施例提供的另一种激光雷达飞行时间测量的装置结构示意图；

其中，附图标记如下：

10：模拟开关，20：测量电容，

30：放电回路，31：射频三极管，32：恒流源，

40：数据处理模块，41：放大器，42：模数转换电路，43：数据处理电路，44：处理器；45：存储器。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明是一种特定功能系统的体系结构，因此在具体实施例中主要说明各结构模组的功能逻辑关系，并不对具体软件和硬件实施方式做限定。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本发明。

实施例1：

使用恒流源对电流进行充电或放电时，在电容值恒定的情况下，电容的充放电时的电压值可以视为随时间线性变化，因此可以通过电容的电压值变化计算时间的变化。在实际使用时，先将电容充电至预设充电电压上限，在收到激光雷达的激光发射回波时获取第一电压值，收到激光雷达接收电路的接收回波时获取第二电压值，得到两者之间的差值，即可根据电容的电压、电流特性计算得到发射回波到接收回波之间经历的飞行时间。

如图1所示，本发明实施例提供的激光雷达飞行时间测量的方法具体步骤如下。

为了便于描述，本实施例中提供的方法以使用实施例2中提供的激光雷达飞行时间测量的装置为例进行描述，装置的具体结构如图2所示，在具体实施中，也可以根据需要使用其它能够满足测量需要的能够对电容进行充放电的电路结构进行测量。

测量过程中，电压变化曲线如图3所示，其中纵坐标为电容的电压值，横坐标为时间轴，曲线为电压变化曲线，虚线为电压和时间值参考线。为了便于描述，以下步骤和图3中仅以电容放电时获取一组电压差为例进行说明。

步骤101：向测量电容20内充电，直至测量电容20的电压值达到预设充电电压值上限。

为了在放电时获取电压差，首先需要对测量电容20进行充电。图3中的T1时刻，在模拟开关10的控制管脚上施加高电平打开充电回路，在射频三极管301控制基级上施加低电平，关闭放电回路30，外部充电电压VCC开始给测量电容20充电。直至将测量电容20与放电回路30连接的第二侧的电压充电至预设充电电压值上限，预设充电电压值由外部充电电压值决定。T2时刻，在模拟开关10的控制管脚上施加低电平，停止向测量电容20充电。

步骤102：当接收到第一个发射回波时，测量电容20开始放电。

激光雷达在T3时刻发射脉冲激光信号，并同时给装置中的数据处理模块40提供一个同步的脉冲信号，当数据处理模块40收到该脉冲信号后，立刻在射频三极管31的控制基级上施加高电平，打开放电回路30，使测量电容20以恒定电流进行放电。在具体使用中，放电电流大小由恒流源32决定，放电电流不能过大，以避免测量电容30放电至电压为0的时长小于一次飞行时间，无法获取正确的电压差；同时，放电电流也不能过小，以避免电压变化过小，测量进度降低。

步骤103：每接收到一个发射回波时，记录测量电容20的当前电压，作为第一电压值。

为了获取收到发射回波时和收到接收回波时的电压差，当数据处理模块40收到发射回波的脉冲信号后，除了控制测量电容20开始放电之外，还要同时获取测量电容第二侧的电压V₀，作为第一电压值。

进一步的，根据实际数据，测量电容20的放电曲线中段更符合线性规律，为了提高测量计算的精确度，仅在测量电容20的电压值位于放电曲线的中段时获取电压差进行计算，而不获取电压值位于放电曲线两端的数据。具体的，可以根据测量电容20的实际电压曲线，确定预设电压值上限和预测测量电压值下限，当测量电容20的电压值大于预设测量电压值上限，或电压值小于预设测量电压值下限时，不使用当前电压数据，并向激光雷达发送相应信号，避免激光雷达使用错误的数据。

进一步的，当测量电容20的电压值过低时，可能会造成收到接收回波前测量电容20就放电至电压为0。因此，当测量电容20的电压低于预设充电电压值下限时，停止获取发射回波，也停止获取该发射回波对应的接收回波，开始向测量电容20内充电，直至测量电容20的电压达到预设充电电压值上限。

步骤104：当接收到发射回波对应的接收回波时，记录测量电容20的当前电压，作为第二电压值。

当激光雷达发射的脉冲激光照射到被测物体反射回来后，激光雷达的接收电路在T4时刻接收到返回的脉冲信号，并将之提供给数据处理模块40，数据处理模块40收到该脉冲信号后，立即采集此时电容第二侧的电压V₁，作为第二电压值。

步骤105：根据每个第一电压值和对应的第二电压值之差，计算发射回波到接收回波之间经历的飞行时间。

根据电容公式：

It＝C×U

其中，C为测量电容20的电容值，Q为测量电容20的带电量，I为电流值，t为时间，U为电压。

则T3时刻

IT₃＝C×V₀

其中，V₀为T3时刻测量电容20的电压值，即第一电压值。

T4时刻

IT₄＝C×V₁

其中，V₁为T4时刻测量电容20的电压值，即第二电压值。

由上述两公式相减即可得到公式1。

IT₄-IT₃＝C×V₁-C×V₀

I(T₄-T₃)＝C×(V₁-V₀)

其中，t₁为即T3和T4的时间差，即飞行时间；C为测量电容20的电容值，V₀为第一电压值，V₁为第二电压值，I为电流值。

根据公式1，在测量电容20的容值C和电流I都恒定的情况下，只要准确采样第一电压值V₀和第二电压值V₁，即可将放电回路30的放电电流值I、第一电压值V₀和第二电压值V₁代入公式1，即可计算测量电容20由第一电压值放电至第二电压值所需的时间作为飞行时间t₁。

经过本实施例中提供的步骤101-步骤105，简单的控制电容的充放电，并获取接收到发射回波时的第一电压值和接收到接收回波的第二电压值，即可简单的通过电容电压值的变化获取测量激光的飞行时间，使用的装置成本较低，控制方法和计算过程都较为简单。

进一步的，目前使用的激光雷达，尤其是多线激光雷达，激光发射频率较高，但是，测量电容20充电需要消耗一定时间。为了进一步减少充电造成的时间占用，以下简单列举一些对步骤101-步骤105进行调整以减少充电等待时间的方案。

(1)如图4所示，当两次发射回波的时间间隔大于飞行时间时，依次获取每组发射回波和接收回波。该方案中，可以在每次接收到接收回波的同时，在射频三极管31控制基级上施加低电平，关闭放电回路结束放电，减少测量电容20的电量消耗，增加放电过程对飞行时间的测量次数。

(2)如图5所示，当两次发射回波的时间间隔小于飞行时间时，每组发射回波和接收回波之间的飞行时间互相交叉，需要对每个发射回波和接收回波进行对应标记以避免第一电压值和第二电压值对应错误，导致飞行时间计算结果错误。该方案中，接收到接收回波时需要继续放电，以确保每组T3和T4之间的电压都为线性变化。

(3)如图6所示，在(1)或(2)的基础上，不仅放电时获取第一电压值和第二电压值，在充电时也获取第一电压值和第二电压值，图6中以接收到接收回波时不停止充电和放电为例，实际使用中可以根据需要选择是否在接收到接收回波时停止放电。该方案中，无需等待测试电容20电量充满即可进行飞行时间的测量，提高了测量效率，但控制复杂度较高。

上述方案都能够提高飞行时间的测量效率，在具体实施中，可以根据具体需要选用合适的方案，或在上述方案基础上进行调整。

进一步的，在实际进行测量时，由于射频三极管31存在集电极-发射极关断电流，从T2时刻关闭充电回路，到T3时刻开始放电的过程中，由于射频三极管31集电极-发射极关断电流的存在，充电电容20第二侧的电压已经漏掉了一部分。虽然集电极-发射极关断电流为nA级别，但是由于T2到T3时刻会执行一些机械或电气动作占用一定的时间，因此T2至T3所经历的时间相对于飞行时间可能较长，该误差导致的第一电压值测量误差仍然会对系统的飞行时间测量精度带来较大影响。同时，由于加工误差等原因，充电电容的实际电容值与标称电容值、以及恒流放电回路的实际电流值与设定电流值之间，均会存在一定的误差,如果直接使用上述公式来计算飞行时间，系统的测量精度将无法满足实际测量需要。

在公式1中，虽然电容值C和恒流放电电流I均会存在误差，但是对于每一套飞行时间测量电路来说，C和I都不会变化，可以将

看做常量。直接获取测量电容20的电容量与恒流源32的电流值之比作为飞行时间的计算常量，使用第一电压值、第二电压值和计算常量进行计算。t₁的计算公式1将变为公式2。

t₁＝K×(V₁-V₀) (公式2)

其中，K为飞行时间的计算常量，V₀为第一电压值，V₁为第二电压值。

另一方面，由于T2到T3的时间是一定的，对于同一片射频三极管31集电极-发射极关断电流也是一定的，那么T2到T3时刻关断电流导致的第一电压值V₁测量误差△V也是一个常量。那么t₁的计算公式将变为：

t₁＝K×(V₁+ΔV-V₀)

t₁＝K×(V₁-V₀)+K×ΔV

t₁＝K×(V₁-V₀)+C (公式3)

其中，K为飞行时间的计算常量，C为测量电容20的电容值，V₀为第一电压值，V₁为第二电压值。

使用公式3，可以对公式1中电容值C的误差和恒流放电电流I的误差、以及关断电流产生的误差△V进行一定程度的修正，使得飞行时间的获取更加精确。

在实际实施中，K的值需要通过实际测量获取。为了避免测量误差，可以获取至少二组不同放电时间对应的第一电压值和第二电压值，根据放电时间、第一电压值和第二电压值，代入公式2中进行线性拟合，以获取飞行时间的计算常量。在实际实施中，可以进行N次测试，每次测试时的放电时长t₁分别为t_p1、t_p2、t_p3……t_pN，测得每个放电时长对应的第一电压值V₀与第二电压值V₁，每组第一电压值V₀与第二电压值V₁的差值分别为△V₁、△V₂、△V……△V_N。将放电时长和电压差值代入公式3进行线性拟合，即可到对应的常量K和C的值。这样就可消除射频三极管31集电极-发射极关断电流、充电电容容值误差及恒流放电电路电流误差带来的飞行时间测量误差，提高了测量精度。经实际实验测试，采用该飞行时间测量方法的激光雷达，在10％反射率的情况下，50米处的测量误差小于3mm，完全满足实际应用的需求。

本实施例提供的激光雷达飞行时间测量的方法，通过电容恒流放电产生的电压差作为计时参考获取飞行时间，仅需使用简单低成本的器件及电路结构即可完成控制和计算。同时，在本实施例的优选方案中，还提供了了通过获取计算常数减小设备误差的技术方案，提高了飞行时间测量的精度。

实施例2：

在上述实施例1提供的激光雷达飞行时间测量的方法的基础上，本发明还提供了一种可用于实现上述方法的激光雷达飞行时间测量的装置，

如图7所示，是本发明实施例的装置架构示意图。具体的，包括模拟开关10、测量电容20、放电回路30和数据处理模块40。

模拟开关10的第一侧与外部充电电压连接，通过调节外部充电电压的电压值来设置预设充电电压值上限。第二侧与测量电容20、放电回路30和数据处理模块40的电路接口连接，控制测量电容20的充电和放电。

测量电容20的第一侧与电源电压V_CC连接，当需要充电时，在模拟开关10的控制管脚上施加高电平打开充电回路，同时关闭放电回路，电源电源电压V_CC向测量电容20内充电，在测量电容20的电压值达到预设充电电压值上限时，在模拟开关10的控制管脚上施加低电平关闭充电回路，完成电容充电。测量电容20的第二侧与放电回路30的第一侧连接，当需要放电时，打开放电回路开始放电。

为了保证测量飞行时间时测量电容20的充电和放电电压线性变换，放电回路30需要使用恒流放电回路，在测量电容C进行放电时，放电回路以恒定电流进行放电，放电电流大小由放电回路的电流值决定。图8中体提供了一种使用射频三极管31和恒流源32组成的简单的放电回路实例，射频三极管31的第一发射极作为放电回路30的第一侧外部接口，射频三极管31的第二发射极与恒流源32的第一侧连接；恒流源32的第二侧作为放电回路30的第二侧外部接口。当需要放电时，在射频三极管31的控制基级上施加高电平，打开放电回路30开始放电，此时放电电路30以恒定电流进行放电，放电电流大小由恒流源32决定。当需要停止放电时，在射频三极管31的控制基级上施加低电平关闭放电回路结束放电。在实际实施中，放电回路可以根据实际需要进行设计。

数据处理模块40的信号接口用于接收激光雷达连接的回波信号。在本实施例的具体实施中，可以使用各种能够收发激光雷达回波信号、收发电路控制信号、并进行电容电压值数据采集和计算的电路或电气元件和电路组合都可以作为数据处理模块40使用，如单片机、FPGA、片上系统等。图9中提供一种简单的数据处理模块40的结构图以供参考。数据处理模块40包括放大器41、模数转换电路42和数据处理电路43。放大器41的第一输入端作为数据处理模块40的电路接口，接收并放大测量电容20的电压值信号，放大器41的发射端与模数转换电路42的输入端连接，将放大后的电压值信号输出至模数转换电路42。模数转换电路42的输出端与数据处理电路43的数据接口连接，将放大器41的获取到的模拟电信号形式的电压值转换为数字信号，数据处理电路43的信号接口作为数据处理模块40的信号接口，将数字信号形式的电压值传输至数据处理电路43进行处理。

进一步的，数据处理电路43的控制接口作为数据处理模块40的控制接口与模拟开关10的控制接口连接，通过控制模拟开关10的连通和关断控制测量电容20的充电和放电，数据处理电路43包括一个或多个处理器44以及存储器45。其中，图10中以一个处理器44为例。处理器44和存储器45可以通过总线或者其他方式连接，图10中以通过总线连接为例。存储器44作为一种激光雷达飞行时间测量的方法非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如实施例1中的激光雷达飞行时间测量方法。处理器44通过运行存储在存储器45中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行激光雷达飞行时间测量的装置的各种功能应用以及数据处理，即实现实施例1的激光雷达飞行时间测量的方法。存储器45可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器44可选包括相对于处理器45远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器44。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。程序指令/模块存储在存储器44中，当被一个或者多个处理器45执行时，执行上述实施例1中的激光雷达飞行时间测量的方法，例如，执行以上描述的图1所示的各个步骤。

本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(Read Only Memory，简写为：ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，简写为：RAM)、磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光雷达飞行时间测量的方法，其特征在于，具体的：

向测量电容内充电，直至测量电容的电压值达到预设充电电压值上限；

当接收到第一个发射回波时，测量电容开始放电，直至测量电容的电压低于预设测量电压值上限，其中，预设测量电压值上限位于电容放电曲线的线性段内；

每接收到一个发射回波时，记录测量电容的当前电压，作为第一电压值；

当接收到发射回波对应的接收回波时，若测量电容的电压值不小于预设测量电压值下限，记录测量电容的当前电压，作为第二电压值，其中，预设测量电压值下限位于电容放电曲线的线性段内；

对测量电容的放电时间和电压差的比值进行线性拟合，获取飞行时间计算常量；

根据每个第一电压值和对应的第二电压值之差，以及飞行时间计算常量，计算发射回波到接收回波之间经历的飞行时间。

2.根据权利要求1所述的激光雷达飞行时间测量的方法，其特征在于，还包括：

当测量电容的电压低于预设充电电压值下限时，向测量电容内充电，直至测量电容的电压达到预设充电电压值上限。

3.根据权利要求1或2所述的激光雷达飞行时间测量的方法，其特征在于，所述测量电容开始放电，具体包括：

打开测量电容的放电回路，以恒定电流对测量电容进行放电。

4.根据权利要求1所述的激光雷达飞行时间测量的方法，其特征在于，所述记录测量电容的当前电压，还包括：

当测量电容的电压值大于预设测量电压值上限，或电压值小于预设测量电压值下限时，不使用当前电压数据，并向激光雷达发送相应信号。

5.根据权利要求1所述的激光雷达飞行时间测量的方法，其特征在于，所述计算发射回波到接收回波之间经历的飞行时间，具体包括：

根据放电回路的放电电流值，计算测量电容由第一电压值放电至第二电压值所需的时间作为飞行时间。

6.根据权利要求5所述的激光雷达飞行时间测量的方法，其特征在于，所述计算测量电容由第一电压值放电至第二电压值所需的时间，还包括：

获取测量电容的电容量与恒流源的电流值之比作为飞行时间的计算常量，使用第一电压值、第二电压值和计算常量进行计算。

7.根据权利要求6所述的激光雷达飞行时间测量的方法，其特征在于，所述获取测量电容的电容量与恒流源的电流值之比作为飞行时间的计算常量，还包括：

获取至少二组不同放电时间对应的第一电压值和第二电压值，根据放电时间、第一电压值和第二电压值进行线性拟合，获取飞行时间的计算常量。

8.一种激光雷达飞行时间测量的装置，其特征在于，包括：模拟开关(10)、测量电容(20)、放电回路(30)和数据处理模块(40)，具体的：

模拟开关(10)的第一侧与外部充电电压连接，第二侧与测量电容(20)、放电回路(30)和数据处理模块(40)的电路接口连接；

测量电容(20)的第一侧与电源电压连接，测量电容(20)的第二侧与放电回路(30)的第一侧连接，当获取测量所需的第一电压值和第二电压值时，测量电容(20)的电压值位于预设测量电压值上限和预设测量电压值下限之间，并且预设测量电压值上限和预设测量电压值下限位于电容放电曲线的线性段内；

放电回路(30)为恒流放电回路，放电回路(30)的第二侧接地；

数据处理模块(40)的信号接口用于接收激光雷达连接的回波信号，数据处理模块(40)的控制接口与模拟开关(10)的控制接口连接。

9.根据权利要求8所述的激光雷达飞行时间测量的装置，其特征在于，所述放电回路(30)包括射频三极管(31)和恒流源(32)，具体的：

射频三极管(31)的第一发射极作为放电回路(30)的第一侧外部接口，射频三极管(31)的第二发射极与恒流源(32)的第一侧连接；

恒流源(32)的第二侧作为放电回路(30)的第二侧外部接口。

10.根据权利要求8所述的激光雷达飞行时间测量的装置，其特征在于，所述数据处理模块(40)包括放大器(41)、模数转换电路(42)和数据处理电路(43)，具体的：

放大器(41)的第一输入端作为数据处理模块(40)的电路接口，放大器(41)的发射端与模数转换电路(42)的输入端连接，模数转换电路(42)的输出端与数据处理电路(43)的数据接口连接；

数据处理电路(43)的信号接口作为数据处理模块(40)的信号接口，数据处理电路(43)包括至少一个处理器和存储器，所述至少一个处理器和存储器之间通过数据总线连接，所述存储器存储能被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令在被所述处理器执行后，用于完成权利要求1-7中任一项所述的激光雷达飞行时间测量的方法。

Images