CN108614275A - 伪二维扫描激光雷达装置及探测方法 - Google Patents

Abstract

一种“伪”二维扫描的激光束阵的获取装置及方法、激光雷达扫描探测装置及方法，其中，该获取装置包括：一维光束扫描系统，对入射的一束激光进行一维方向上的偏转，所述一维方向指一维光束扫描系统的扫描方向；以及二维达曼光栅分束器，位于一维光束扫描系统之后，对偏转后的激光进行分束，得到二维方向上排布的光斑点阵；通过调节一维光束扫描系统使得光斑点阵在一维方向上移动，获取“伪”二维扫描的激光束阵。通过将一维光束扫描系统与二维达曼光栅分束器结合，能够使得激光的光斑点阵在一维方向上移动，实现目标平面的“伪”二维扫描，从而实现后续对目标全面、精细的扫描。

Description

伪二维扫描激光雷达装置及探测方法

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种“伪”二维扫描的激光束阵的获取装置及方法、激光雷达扫描探测装置及探测方法。

背景技术

与微波雷达类似，激光雷达以激光脉冲作为探测信号，通过测量发射激光脉冲与接收目标物体反射激光脉冲的时间差来获取特定方位目标距离，实现目标物体的三维图像重建。

从目前激光雷达的发展趋势来看，高精度、大覆盖范围、小型集成化一直是追求的目标。

现有多波束激光雷达技术中通常使用激光器阵列作为光源。激光器阵列中的多个激光器通过沿不同角度发出多束光来增加激光点云密度，提高空间方位分辨率。但是，激光器数目的增加也意味着对应探测器的增加，两者的增加导致这种激光雷达装置成本高、体积大。并且，现有技术中的这种多激光束角度通常是固定的，只能对这些激光照射到的空间位置进行探测，无法获得两束光之间的空间信息，得到的目标对象的三维图像空间分辨率不够高。

除此以外，现有技术中也已有相控阵扫描方式，与机械扫描相比具有体积小、重量轻易于集成等优点。然而为实现对目标平面的二维扫描，相控阵扫描方式需要二维的相控阵阵元分布，对应每个阵元都需要独立的控制单元，控制线路复杂，这一点限制了相控阵的阵元填充因子，导致这种方式扫描范围小、制作难度大，无法实现大孔径光学相控阵。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种“伪”二维扫描的激光束阵的获取装置及方法、激光雷达光束的扫描探测装置及探测方法，以解决上述的至少一项技术问题。

(二)技术方案

本发明的一方面，提供了一种“伪”二维扫描的激光束阵的获取装置，包括：

一维光束扫描系统，用于对入射的一束激光进行一维方向上的偏转，所述一维方向指一维光束扫描系统的扫描方向；以及

二维达曼光栅分束器，位于所述一维光束扫描系统之后，用于对偏转后的激光进行分束，得到二维方向上排布的光斑点阵；通过调节所述一维光束扫描系统使得所述光斑点阵在一维方向上移动，获取“伪”二维扫描的激光束阵。

在本发明的一些实施例中，所述一维光束扫描系统的扫描方向与所述二维达曼光栅分束器的周期方向的夹角为α，且arctanα＝m/n或者 arctanα＝n/m，其中n为激光在一维方向上的方位精度，即可分辨两点的最小角间隔，m为二维达曼光栅分束器的点阵角间隔。

在本发明的一些实施例中，还包括：

激光器，位于所述一维光束扫描系统之前，用于发射所述激光至所述一维光束扫描系统；以及

准直扩束光学系统，位于所述一维光束扫描系统与所述二维达曼光栅分束器之间，用于对所述偏转后的激光进行准直扩束，并将准直扩束后的激光输出至所述二维达曼光栅分束器。

在本发明的一些实施例中，所述一维光束扫描系统为一维相控阵、微机械振镜、转镜扫描系统或者双楔镜扫描系统。

在本发明的一些实施例中，所述一维相控阵为硅基相控阵、铝镓砷相控阵、液晶相控阵或电光晶体相控阵，通过调节一维相控阵的阵元的相位调制器的输入电压从而调节所述一维相控阵的出射光束偏转角度。

在本发明的一些实施例中，所述二维达曼光栅分束器的分束比为 16×16～64×64，出射二维光斑点阵覆盖范围在±70～90°。

本发明的另一方面，还提供了一种激光雷达扫描探测装置，包括：

以上任一所述的“伪”二维扫描的激光束阵的获取装置，用于向目标发射所述激光束阵；

接收光学系统，用于接收目标反射的光学回波信号；以及

探测器阵列，用于将所述光学回波信号转换为电信号，确定目标的三维图像。

在本发明的一些实施例中，所述探测器阵列的阵元数目与所述二维达曼光栅分束器的分束比一致。

本发明的再一方面，还提供了一种“伪”二维扫描的激光束阵的获取方法，采用以上任一所述的“伪”二维扫描的激光束阵的获取装置，该获取方法包括：

一维光束扫描系统对激光进行一维方向上的偏转，所述一维方向指一维光束扫描系统的扫描方向；以及

二维达曼光栅分束器对偏转后的激光进行分束，获取“伪”二维扫描的激光束阵。

本发明的又一方面，还提供了一种激光雷达扫描探测方法，采用以上任一所述的激光雷达光束的扫描装置，该探测方法包括：

一维光束扫描系统对激光进行一维方向上的偏转，所述一维方向指一维光束扫描系统的扫描方向；

二维达曼光栅分束器对偏转后的激光进行分束，获取“伪”二维扫描的激光束阵；

向目标发射激光束阵；

接收目标反射的光学回波信号；以及

将所述光学回波信号转换为电信号，确定目标的三维图像。

(三)有益效果

本发明的“伪”二维扫描的激光束阵的获取装置及方法、激光雷达光束的扫描探测装置及方法，相较于现有技术，至少具有以下优点：

1、通过将一维光束扫描系统与二维达曼光栅分束器结合，再调节一维光束扫描系统的出射光束扫描方向，能够使得激光的光斑点阵在一维方向上移动，获取一维扫描的激光束阵，由于该二维光斑点阵的一维扫描对点阵之间的二维空隙区域进行了扫描，与二维扫描的作用相同，即实现了在目标平面的“伪”二维扫描，从而实现后续对目标更为全面、精细的扫描。

2、本发明的装置具有结构紧凑、控制线路简单和成本低等优点，有利于大面阵相控阵应用。

附图说明

图1A为本发明实施例的“伪”二维扫描的激光束阵的获取装置的结构示意图。

图1B为本发明一具体实施例的“伪”二维扫描的激光束阵的获取装置的结构示意图。

图2A至图2B为本发明实施例的激光垂直入射二维达曼光栅分束器时，目标平面光场的一维分布和二维分布示意图。

图3A为本发明实施例的二维达曼光栅分束器结合一维相控阵得到“伪”二维扫描的激光束阵的示意图。

图3B为现有技术中的二维扫描的示意图。

图4A至图4B为本发明实施例的二维达曼光栅分束器后光斑点阵与一维相控阵主旁瓣对应示意图。

图5A至图5B为本发明实施例的一维相控阵阵元排列方向以及对应点阵移动方向示意图。

图6为本发明实施例的激光雷达探测装置的结构示意图。

图7为本发明实施例的“伪”二维扫描的激光束阵的获取方法的步骤示意图。

图8为本发明一具体实施例的激光雷达探测方法的步骤示意图。

具体实施方式

现有技术的相控阵扫描装置，其扫描范围小、制作难度大，无法实现大孔径光学相控阵，有鉴于此，本发明提供了一种“伪”二维扫描的激光束阵的获取装置及方法、激光雷达扫描探测装置及探测方法，通过将一维光束扫描系统与二维达曼光栅分束器结合，能够使得激光的光斑点阵在一维方向(一维光束系统的扫描方向)上移动，由于该二维光斑点阵的一维扫描对点阵之间的二维空隙区域进行了扫描，与现有技术的二维扫描的作用相同，即实现了在目标平面的“伪”二维扫描，从而实现后续对目标全面、精细的扫描。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明实施例的一方面，提供了一种“伪”二维扫描的激光束阵的获取装置，图1A为本发明实施例的“伪”二维扫描的激光束阵的获取装置的结构示意图，如图1A所示，该获取装置包括一维光束扫描系统102和二维达曼光栅分束器104。

一维光束扫描系统102，用于对入射的一束激光进行一维方向上的偏转，所述一维方向指一维光束扫描系统的扫描方向。其中，该一维光束扫描系统102可以为一维相控阵、微机械振镜、转镜扫描系统或者双楔镜扫描系统。在本发明实施例中，该一维相控阵可以为硅基相控阵、铝镓砷相控阵、液晶相控阵或电光晶体相控阵，通过调节一维相控阵的阵元的相位调制器的输入电压从而调节所述一维相控阵的阵元的出射光偏转角度。

二维达曼光栅分束器104，位于所述一维光束扫描系统102之后，用于对偏转后的激光进行分束，得到二维方向上排布的光斑点阵；通过调节所述一维光束扫描系统102的出射光偏转角度，使得所述光斑点阵在一维方向上移动，由于该二维光斑点阵的一维扫描对点阵之间的二维空隙区域进行了扫描，与二维扫描的作用相同，即实现了在目标平面的“伪”二维扫描。

所述一维光束扫描系统102的扫描方向与所述二维达曼光栅分束器 104的周期方向的夹角为α，且arctanα＝m/n或者arctanα＝n/m。其中 n为激光在一维方向上的方位精度，即可分辨两点的最小角间隔，m为二维达曼光栅分束器104的分束角间隔。

图1B为本发明一具体实施例的“伪”二维扫描的激光束阵的获取装置的结构示意图，如图1B所示，该装置还可以包括：激光器101，位于所述一维光束扫描系统102之前，用于发射所述激光至所述一维光束扫描系统102。该激光器101可以为固体激光器、液体激光器和其气体激光器等，具体类型可以根据实际情况进行选择。

该装置还可以包括准直扩束光学系统103，位于所述一维光束扫描系统102与所述二维达曼光栅分束器104之间，用于对所述偏转后的激光进行准直扩束，并将准直扩束后的激光输出至所述二维达曼光栅分束器104。准直扩束是为了减小入射二维达曼光栅分束器104的激光发散角，从而减少入射光非平面波前对光栅衍射分束的影响，同时使光束能量更均匀的充满整个光栅区域，令二维达曼光栅分束器104后出射的激光阵列的发散角小。

图2A和图2B为本发明实施例的激光垂直入射二维达曼光栅分束器时，目标平面光场的一维分布和二维分布示意图，其中，图2A为目标平面光场的一维分布，图2B为二维分布示意图，激光入射该达曼光栅后能形成均匀的32×32二维点阵分布(即分束比为32×32)，覆盖±74°的范围。还需说明的是，二维达曼光栅分束器的分束比一般选择16×16～64×64，出射二维光斑点阵覆盖范围在±70～90°。

图3A为本发明实施例的二维达曼光栅分束器结合一维相控阵得到“伪”二维扫描的激光束阵的示意图，如图3A所示，激光器出射的激光未偏转时，经过准直扩束系统和二维达曼光栅分束器后，在目标平面能形成如图2B所示的强度均匀、角度正弦值均匀的光斑点阵；而在由相控阵调制出射时，控制一维相控阵中各阵元相位调制器的输入电压，在相控阵阵元排列方向(即一维光束扫描系统102的扫描方向)上产生一维方向偏转，因此图2B中的二维光斑点阵能在相控阵阵元排列方向产生一维方向移动，获取“伪”二维扫描的激光束阵，所述“伪”二维扫描指光斑点阵沿其一维方向上的移动轨迹扫描，如图3中箭头方向所示，使得激光雷达扫描范围覆盖原光斑点阵各光斑之间的面积，类似二维扫描，即实现一维扫描代替二维的“伪”二维扫描。

更具体地，对“伪”二维扫描与目前的二维扫描进行比较。图3B为现有技术中的二维扫描的示意图，如图3B所示，对点阵之间的空隙进行小范围二维扫描，光束需要在两个方向上移动，请再参照图3A，其中的“伪”二维扫描，以一维扫描代替二维扫描，同样对点阵之间的空隙进行了“伪”二维扫描。也就是说，本发明能够实现“伪”二维扫描，达到现有技术的二维扫描的原因在于，请再参照图5A，一维扫描方向与光束阵列的二维分布方向有一定夹角(即箭头方向指示的一维扫描方向与光斑分布的方向有夹角)，导致图3A中的光束阵列的一维扫描实现了原来需要二维扫描才能达到的效果(即对光束阵列之间的二维空隙进行了扫描)。

图4A和图4B为本发明实施例的二维达曼光栅分束器后光斑点阵与一维相控阵主旁瓣对应示意图，其中，图4A是二维达曼光栅分束器后出射点阵示意图，图4B是一维相控阵在不同相邻阵元相位差下衍射场的分布示意图。

图5A至图5B为本发明实施例的一维相控阵阵元排列方向以及对应点阵移动方向示意图，其中，图5A是一维相控阵的阵元排列方式及相对相位示意图，图5B是出射二维光斑点阵扫描方向示意图，其中光栅周期方向与点阵分布方向相同，而一维相控阵阵元排布方向与光栅周期方向有一个夹角。

光栅是一种周期性调制振幅或相位的光学元件，其满足光栅方程： T sinθ＝mλ(1)，其中T是光栅周期，θ是出射光的衍射角，m是衍射级次，λ是入射光的波长。光经过光栅后发生衍射，在各衍射级次位置上均有分布，但各级次衍射效率受单周期内图案影响，通常集中在较低级次。

而二维达曼光栅分束器通过在光栅一个周期内设计特殊图案，使得光栅各衍射级次均匀分布，本实施例中采用模拟退火算法进行计算，对波长λ＝1.55μm，设计周期T＝50μm、分束比为32×32、覆盖±74°的达曼光栅，其各级次衍射效率如图2A和图2B所示。对偶数分束比的光栅，由于其偶数衍射级次缺级，相邻光斑角间隔为2λ/T。

激光由激光器出射后，若直接经二维达曼光栅分束器照射目标表面，则仅能照射目标表面部分区域，无法得到光斑点阵中各光斑之间区域的信息。但若仅通过增加衍射级次的方法来提高激光雷达的空间分辨率，意味着探测器阵列单元数的增加，造成成本升高。

由光栅的性质可知，若改变入射光的角度，则衍射场会平移。因此在二维达曼光栅分束器和激光器之间增加一维光束扫描系统，改变激光入射光栅的角度，则能使出射光斑点阵移动。这样在同一二维达曼光栅分束器下，增加了扫描点数(即空间方位分辨率)，同时既可以保证发散角和束斑大小不变，也不需要增加探测器阵列单元数。同时，由于二维达曼光栅分束器的衍射场为二维光斑点阵，因此只需要对光斑之间的区域进行小范围扫描，与单光束扫描相比缩小了扫描范围，可增加相控阵阵元间距，减小了制作困难，更利于实现。

对于现有二维相控阵技术来说，对应每个阵元的复杂二维控制线路是限制相控阵性能的一个重要原因。但由于二维达曼光栅分束器实现了图2B 中均匀分布的二维点阵这一特殊性，因此特殊方向的一维扫描能实现“伪”二维扫描的效果，足以覆盖每四个点之间的一个小单元。如图3所示，箭头代表一维扫描时二维光斑点阵移动方向，由于点阵一维方向的移动，对虚线方框中的二维区域实现了扫描覆盖。

另外，在现有的相控阵技术中，导致效率低的重要原因之一是旁瓣的损失，且由于填充因子的影响，在扫描时主瓣衍射效率随偏转角度变化，偏转角度越大，主瓣效率越低，如图4B所示。而在二维达曼光栅分束器与一维相控阵结合的扫描中，由于衍射场为均匀分布的二维点阵，当一维相控阵出射偏转方向与二维达曼光栅分束器的周期方向适当排列，且达曼光栅的周期与相控阵的周期满足一定关系时，相控阵的旁瓣和主瓣通过达曼光栅后衍射场相同，即相控阵的旁瓣对衍射场分布无影响，且光强同样贡献给出射光束。在图4A中，垂直方向的点阵角间隔为2λ/T，水平方向的点阵角间隔为8λ/T，对角线的点阵长度为二维达曼光栅分束器的周期为T＝50μm，出射光斑点阵相邻角间隔2λ/T，若要使激光雷达一维方向最小可分辨的两点间隔为λ/2T，则设计一维相控阵阵元扫描方向与二维达曼光栅分束器的周期方向的夹角正弦值为1/4，相邻阵元间隔为使得一维相控阵的第一栅瓣与主瓣间隔恰好为图4A中的达曼光栅光斑点阵中箭头所指两点间隔对应出射二维光斑点阵重合，主瓣与旁瓣的光强都贡献给二维光斑点阵。由以上分析可知，设计合适的排列方式及一维相控阵与二维达曼光栅分束器的周期，一维相控阵可以考虑尽量大的占空比和阵元周期，提高效率，同时保证稳定扫描，减小工艺难度。

在本实施例中，激光器出射的激光由相控阵调制出射时，在相控阵阵元排列方向上产生一维方向偏转，经过准直扩束后二维达曼光栅分束器后，在目标平面形成强度均匀、角度正弦值均匀的光斑点阵，且该点阵能在相控阵阵元排列方向产生一维方向移动，而使得扫描范围覆盖原光斑点阵各光斑之间的面积，类似二维扫描，即实现一维扫描代替二维的“伪”二维扫描。

如图5所示，图5A是一维相控阵的阵元排列方式及相对相位示意图，图5B是“伪”二维扫描的激光束阵扫描方向示意图，其中光栅周期方向与点阵分布方向相同，而一维相控阵阵元排布方向与光栅周期方向有一个夹角。光斑点阵由物体反射后，经接收光学系统由探测器阵列进行光电转换，通过测量不同方位激光脉冲发射和接收的时间，获得目标平面的三维信息。

本实施例中，通过一维相控阵结合二维达曼分束器，在二维达曼光栅分束器实现大范围(±74°)覆盖的32×32点阵的基础上，同时加以一维方向小范围扫描，实现离散多波束的“伪”二维扫描，减小控制电路复杂度，解决了扫描范围限制和栅瓣问题，保证扫描范围的同时提高了激光雷达方位分辨率。

本发明实施例的另一方面，还提供了一种激光雷达光束的扫描探测装置，图6为本发明实施例的激光雷达光束的扫描探测装置的结构示意图，如图6所示，该扫描探测装置包括：

前述的“伪”二维扫描的激光束阵的获取装置，用于向目标发射所述激光束阵；

接收光学系统105，用于接收目标反射的光学回波信号；以及

探测器阵列106，用于将所述光学回波信号转换为电信号，确定目标的三维图像。

所述探测器阵列106具有多个阵元(例如32×32个)，与经目标反射后的多束光信号一一对应。也就是说，探测器阵列106的阵元数目与所述二维达曼光栅分束器的分束比一致。所述阵元可以为PIN型光电二极管探测器或雪崩光电二极管APD探测器。

本发明实施例的再一方面，还提供了一种“伪”二维扫描的激光束阵的获取方法，采用前述的“伪”二维扫描的激光束阵的获取装置，图7为本发明实施例的“伪”二维扫描的激光束阵的获取方法，如图7所示，该方法包括：

S1、一维光束扫描系统对激光进行一维方向上的偏转，所述一维方向指一维光束扫描系统的扫描方向；以及

S2、二维达曼光栅分束器对偏转后的激光进行分束，获取“伪”二维扫描的激光束阵。

其中，在一些实施例中，还可以在步骤S1之后、步骤S2之前增加步骤S11、对偏转后的激光进行准直扩束。

本发明实施例的又一方面，还提供了一种激光雷达光束的扫描探测方法，采用前述的激光雷达光束的扫描探测装置，用于获取目标的三维图像。图8为本发明一具体实施例的激光雷达光束的扫描探测方法的步骤示意图，如图8所示，也就是说，其包括前述的“伪”二维扫描的激光束阵的获取方法；还包括：S3、向目标发射激光束阵；S4、接收目标反射的光学回波信号；S5、将所述光学回波信号转换为电信号，确定目标的三维图像。

其中，在一些实施例中，还可以在步骤S1之后、步骤S2之前增加步骤S11、对偏转后的激光进行准直扩束。

综上，本发明的“伪”二维扫描的激光束阵的获取、激光雷达扫描探测装置及探测方法，通过将一维光束扫描系统与二维达曼光栅分束器结合，能够使得激光的光斑点阵在一维方向(一维光束系统的扫描方向)上移动，获取“伪”二维扫描的激光束阵，从而实现后续对目标全面、精细的扫描。

除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本发明的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到“约”的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10％的变化、在一些实施例中±5％的变化、在一些实施例中±1％的变化、在一些实施例中±0.5％的变化。

再者，“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种“伪”二维扫描的激光束阵的获取装置，其中，包括：

一维光束扫描系统，用于对入射的一束激光进行一维方向上的偏转，所述一维方向指一维光束扫描系统的扫描方向；以及

二维达曼光栅分束器，位于所述一维光束扫描系统之后，用于对偏转后的激光进行分束，得到二维方向上排布的光斑点阵；通过调节所述一维光束扫描系统使得所述光斑点阵在一维方向上移动，获取“伪”二维扫描的激光束阵。

2.如权利要求1所述的“伪”二维扫描的激光束阵的获取装置，其中，所述一维光束扫描系统的扫描方向与所述二维达曼光栅分束器的周期方向的夹角为α，且arctanα＝m/n或者arctanα＝n/m，其中n为激光在一维方向上的方位精度，即可分辨两点的最小角间隔，m为二维达曼光栅分束器的点阵角间隔。

3.如权利要求1或2所述的“伪”二维扫描的激光束阵的获取装置，其中，还包括：

激光器，位于所述一维光束扫描系统之前，用于发射所述激光至所述一维光束扫描系统；以及

准直扩束光学系统，位于所述一维光束扫描系统与所述二维达曼光栅分束器之间，用于对所述偏转后的激光进行准直扩束，并将准直扩束后的激光输出至所述二维达曼光栅分束器。

4.如权利要求3所述的“伪”二维扫描的激光束阵的获取装置，其中，所述一维光束扫描系统为一维相控阵、微机械振镜、转镜扫描系统或者双楔镜扫描系统。

5.如权利要求4所述的“伪”二维扫描的激光束阵的获取装置，其中，所述一维相控阵为硅基相控阵、铝镓砷相控阵、液晶相控阵或电光晶体相控阵，通过调节一维相控阵的阵元的相位调制器的输入电压从而调节所述一维相控阵的出射光束偏转角度。

6.如权利要求1所述的“伪”二维扫描的激光束阵的获取装置，其中，所述二维达曼光栅分束器的分束比为16×16～64×64，出射二维光斑点阵覆盖范围在±70～90°。

7.一种激光雷达扫描探测装置，包括：

如权利要求1至6中任一所述的“伪”二维扫描的激光束阵的获取装置，用于向目标发射所述激光束阵；

接收光学系统，用于接收目标反射的光学回波信号；以及

探测器阵列，用于将所述光学回波信号转换为电信号，确定目标的三维图像。

8.如权利要求7所述的激光雷达扫描探测装置，其中，所述探测器阵列的阵元数目与所述二维达曼光栅分束器的分束比一致。

9.一种“伪”二维扫描的激光束阵的获取方法，采用如权利要求1至6中任一所述的“伪”二维扫描的激光束阵的获取装置，其中，该获取方法包括：

一维光束扫描系统对激光进行一维方向上的偏转，所述一维方向指一维光束扫描系统的扫描方向；以及

二维达曼光栅分束器对偏转后的激光进行分束，获取“伪”二维扫描的激光束阵。

10.一种激光雷达扫描探测方法，采用如权利要求7或8所述的激光雷达光束的扫描装置，其中，该探测方法包括：

一维光束扫描系统对激光进行一维方向上的偏转，所述一维方向指一维光束扫描系统的扫描方向；

二维达曼光栅分束器对偏转后的激光进行分束，获取“伪”二维扫描的激光束阵；

向目标发射激光束阵；

接收目标反射的光学回波信号；以及

将所述光学回波信号转换为电信号，确定目标的三维图像。