CN109884610A - 一种激光雷达扫描方法和激光雷达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光雷达扫描方法和激光雷达。此激光雷达的扫描方法包括：按照预设时间比例交替发射近帧光束和远帧光束；其中，所述近帧光束具有第一视场宽度A1和第一脉冲频率F1，所述远帧光束具有第二视场宽度A2和第二脉冲频率F2；A1＞A2，F1＞F2。本发明实施例提供的技术方案，通过近帧光束和远帧光束交替发射，可实现使用不同的视场宽度和脉冲频率满足不同探测距离的探测需求，同时扫描方法简单，有利于降低对生产调试的要求。

Description

一种激光雷达扫描方法和激光雷达

技术领域

本发明实施例涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种激光雷达扫描方法和激光雷达。

背景技术

激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。激光雷达的工作原理是：向目标发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波，或称回波信号)与发射信号进行比较，作适当处理即可获得目标的相关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而对目标进行探测、跟踪和识别。激光雷达的性能指标包括探测距离、视场宽度、角度分辨率以及帧刷新率(也可理解为脉冲频率)，以基于飞行时间模式(Time of Flight，TOF)的激光雷达为例，探测光束发射的脉冲频率越高，最大探测距离越短；探测光束发射的脉冲频率一定的情况下，视场宽度越大，角度分辨率数值越大，即角分辨性能越低，从而激光雷达的上述多个性能指标之间不能有效平衡。

目前，为综合优化激光雷达的性能指标，通常采用多光源多视场拼接方案，该方案使用多个激光光源，每一个激光光源可用于扫描一个较小宽度的视场，通过将多个较小宽度的视场拼接可形成较大宽度的扫描视场；如此，利于保证每个较小宽度的视场内均具有较高的角度分辨性能；同时，每个激光光源可使用较低的脉冲频率，有利于增大探测距离。但是，该多光源多视场拼接方案包括了多个视场的拼接过程，方法复杂，且对生产调试要求较高。

发明内容

本发明实施例提供一种激光雷达扫描方法和激光雷达，可简化扫描方法，且有利于降低对生产调试的要求。

第一方面，本发明实施例提出一种激光雷达扫描方法，该激光雷达扫描方法包括：

按照预设时间比例交替发射近帧光束和远帧光束；

其中，所述近帧光束具有第一视场宽度A1和第一脉冲频率F1，所述远帧光束具有第二视场宽度A2和第二脉冲频率F2；A1＞A2，F1＞F2。

进一步地，按照预设时间比例交替发射近帧光束和远帧光束包括：

在第一时间段内，发射具有所述第一脉冲频率F1的初始光束，并将所述初始光束偏转，以形成具有所述第一视场宽度A1的所述近帧光束；

在第二时间段内，发射具有所述第二脉冲频率F2的初始光束，并将所述初始光束偏转，以形成具有所述第二视场宽度A2的所述远帧光束；

其中，所述第一时间段与所述第二时间段的比值等于所述预设时间比例。

进一步地，所述在第一时间段内，发射具有所述第一脉冲频率F1的初始光束包括：在第一时间段内，发射M帧具有所述第一脉冲频率F1的所述初始光束；

所述在第二时间段内，发射具有所述第二脉冲频率F2的初始光束包括：在第二时间段内，发射N帧具有所述第二脉冲频率F2的所述初始光束；

其中，M和N均为整数，且M≥1，N≥1。

进一步地，发射每帧具有所述第一脉冲频率F1的所述初始光束的时间T0范围为10ms≤T0≤100ms；发射每帧具有所述第二脉冲频率F2的所述初始光束的时间T1范围为10ms≤T1≤100ms。

进一步地，T0＝T1；

所述近帧光束与所述远帧光束的切换时间T2满足T2≤T0。

进一步地，所述第一脉冲频率F1和所述第二脉冲频率F2满足：10kHz≤F1＜F2≤10MHz。

进一步地，400kHz≤F2≤500kHz，1MHz≤F1≤10MHz。

进一步地，所述第一视场宽度A1包括第一水平视场宽度A11和第一垂直视场宽度A12，所述第二视场宽度A2包括第二水平视场宽度A21和第二垂直视场宽度A22；

所述第一水平视场宽度A11和所述第二水平视场宽度A21满足：

180°≥A11＞A21＞0°；

所述第一垂直视场宽度A12和所述第二垂直视场宽度A22满足：

180°≥A12＞A22＞0°。

进一步地，180°≥A11≥100°，80°≥A21≥30°；

50°≥A12≥18°，15°≥A22≥3°。

第二方面，本发明实施例提供一种激光雷达，该激光雷达应用第一方面提供的激光雷达扫描方法进行扫描，该激光雷达按照预设时间比例交替发射近帧光束和远帧光束；

其中，所述近帧光束具有第一视场宽度A1和第一脉冲频率F1，所述远帧光束具有第二视场宽度A2和第二脉冲频率F2；A1＞A2，F1＞F2。

进一步地，所述激光雷达包括：控制器、激光器和扫描器，所述激光器和所述扫描器分别与所述控制器连接；

所述控制器用于控制所述激光器在第一时间段内发射具有所述第一脉冲频率F1的初始光束，并控制所述扫描器将所述初始光束偏转，以形成具有所述第一视场宽度A1的所述近帧光束；

所述控制器还用于控制所述激光器在第二时间段内发射具有所述第二脉冲频率F2的初始光束，并控制所述扫描器将所述初始光束偏转，以形成具有所述第二视场宽度A2的所述远帧光束；

其中，所述第一时间段与所述第二时间段的比值等于所述预设时间比例。

本发明实施例提供了一种激光雷达扫描方法，该激光雷达扫描方法通过按照预设时间比例交替发射近帧光束和远帧光束；其中，所述近帧光束具有第一视场宽度A1和第一脉冲频率F1，所述远帧光束具有第二视场宽度A2和第二脉冲频率F2；A1＞A2，F1＞F2，可在较高脉冲频率(即第一脉冲频率F1)下实现较大的视场宽度(即第一视场宽度A1)，在较低脉冲频率(即第二脉冲频率F2)下实现较小的视场宽度(即第二视场宽度A2)；由于脉冲频率越高，对应可探测的数据量越大，从而可在近距离探测实现较大的视场宽度的同时实现较高的角度分辨性能，在远距离探测实现较小的视场宽度的同时也可实现合适的角度分辨性能，由此，可实现使用不同的视场宽度和脉冲频率满足不同探测距离和角分辨率的探测需求，同时扫描方法简单，有利于降低对生产调试的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明实施例提供的一种激光雷达扫描方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种激光雷达扫描方法的扫描视场示意图；

图3是本发明实施例提供的一种激光雷达扫描方法的扫描距离示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种激光雷达扫描方法的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的又一种激光雷达扫描方法的流程示意图；

图6是本发明实施例提供的一种激光雷达的结构示意图；

图7是基于图6的一种激光雷达扫描方法的流程示意图；

图8是本发明实施例提供的一种激光雷应用到汽车自动驾驶领域的探测范围示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是本发明实施例提供的一种激光雷达扫描方法的流程示意图。参照图1，该激光雷达扫描方法包括：

S100、开始。

示例性的，该步骤可包括激光雷达开机上电、模式设定、参数设定以及本领域技术人员可知的发射探测光束之前的其他准备工作，本发明实施例对此不作限定。

S110、按照预设时间比例交替发射近帧光束和远帧光束。

其中，近帧光束具有第一视场宽度A1和第一脉冲频率F1，远帧光束具有第二视场宽度A2和第二脉冲频率F2；A1＞A2，F1＞F2。

其中，近帧光束可理解为近距离工作模式下的探测光束，该近帧光束扫描视场范围大，同时脉冲频率较高，对应单位时间内可获得的探测数据点较多，从而探测数据量较大，有利于分辨近距离处的目标。

其中，远帧光束可理解为远距离工作模式下的探测光束，该远帧光束扫描视场范围小，同时脉冲频率较低，对应单位时间内可获得的探测数据点较少，从而探测数据量较小，可确保分辨远距离处的目标。

示例性的，图2是本发明实施例提供的一种激光雷达扫描方法的扫描视场示意图。其中，第一视场601代表近帧光束的扫描视场，第二视场602代表远帧光束的扫描视场。示例性的，第一视场601大于第二视场602。

示例性的，图3是本发明实施例提供的一种激光雷达扫描方法的扫描距离示意图。其中，第一距离L1代表近帧光束的探测距离，第二距离L2代表远帧光束的探测距离。示例性的，第一距离L1小于第二距离L2。

其中，预设时间比例可理解为近帧光束和远帧光束在一个扫描循环周期内占据的时间比例，该预设时间比例可根据应用场景的需求设定。示例性的，在近距离扫描探测较重要时，近帧光束所占的时间比例较多；同理，在远距离探测扫描较重要时，远帧光束所占的时间比例较多，本发明实施例对预设时间比的具体比例数值不作限定。

如此，该步骤可保证在近距离探测时具有较大的视场宽度，以便及时应对各种突发情况；同时，在远距离探测时视场角可较小，以便分辨较远距离的目标。同时，该扫描方法简单，有利于降低激光雷达的调试生产要求。

S120、结束。

示例性的，该步骤可包括停止发射探测光束、激光雷达断电以及本领域技术人员可知的其他扫描结束后的步骤，本发明实施例对此不作限定。

需要说明的是，图2中示出的第一视场601和第二视场602对应于激光雷达在一个扫描循环周期内的不同时刻可扫描的视场范围的相对大小，本发明实施例对第一视场601和第二视场602的绝对大小不作限定。

需要说明的是，图3中示出的第一距离L1和第二距离L2对应于激光雷达在一个扫描循环周期内的不同扫描时刻可探测的最大距离的相对大小，本发明实施例对第一距离L1和第二距离L2的绝对大小不作限定。

可选的，图4是本发明实施例提供的另一种激光雷达扫描方法的流程示意图，示出了一种对图1中S110的细化方式。参照图4，该激光雷达扫描方法可包括：

S410、在第一时间段内，发射具有第一脉冲频率F1的初始光束，并将初始光束偏转，以形成具有第一视场宽度A1的近帧光束。

S420、在第二时间段内，发射具有第二脉冲频率F2的初始光束，并将初始光束偏转，以形成具有第二视场宽度A2的远帧光束。

其中，第一时间段与第二时间段的比值等于预设时间比例。

示例性的，在近距离扫描探测较重要时，第一时间段长于第二时间段；同理，在远距离探测扫描较重要时，第二时间段长于第一时间段，本发明实施例对第一时间段和第二时间段的绝对大小不作限定。

其中，初始光束的脉冲频率决定了激光雷达的探测光束(可指代近帧光束或远帧光束)对应的脉冲频率，初始光束的偏转角度决定了探测光束对应的视场宽度。

其中，S410和S420交替执行，由此可实现按照预设时间比例交替发射近帧光束和远帧光束。

需要说明的是，图4中仅示例性的示出了先发射近帧光束，后发射远帧光束，但并不构成对本发明实施例提供的激光雷达扫描方法的限定。在其他实施方式中，还可根据激光雷达扫描方法的实际需求，设置先发射远帧光束，后发射近帧光束，本发明实施例对此不作限定。

可选的，图5是本发明实施例提供的又一种激光雷达扫描方法的流程示意图，示出了另一种对图1中S110的细化方式。参照图5，该激光雷达扫描方法可包括：

S510、在第一时间段内，发射M帧具有第一脉冲频率F1的初始光束，并将初始光束偏转，以形成M帧具有第一视场宽度A1的近帧光束。

S520、在第二时间段内，发射N帧具有第二脉冲频率F2的初始光束，并将初始光束偏转，以形成N帧具有第二视场宽度A2的远帧光束。

其中，M和N均为整数，且M≥1，N≥1。

其中，近帧光束与远帧光束的比例还可表示为M:N。

示例性的，在近距离扫描探测较重要时，M＞N；同理，在远距离探测扫描较重要时，N＞M，本发明实施例对M和N的绝对大小不作限定。

其中，S510和S520交替执行，由此可实现激光雷达在近距离模式下工作M帧，然后切换到在远距离模式下工作N帧，依次交替重复上述近距离模式和远距离模式，即实现按照预设帧数比例交替发射近帧光束和远帧光束，也可理解为实现了按照预设时间比例交替发射近帧光束和远帧光束。

需要说明的是，图5中仅示例性的示出了先发射近帧光束，后发射远帧光束，但并不构成对本发明实施例提供的激光雷达扫描方法的限定。在其他实施方式中，还可根据激光雷达扫描方法的实际需求，设置先发射远帧光束，后发射近帧光束，本发明实施例对此不作限定。

可选的，发射每帧具有第一脉冲频率F1的初始光束的时间T0范围为10ms≤T0≤100ms；发射每帧具有第二脉冲频率F2的初始光束的时间T1范围为10ms≤T1≤100ms。

其中，帧也可称为“扫描帧”，对应于对规定的视场(可指第一视场或第二视场)完成一次扫描的单位，每帧初始光束可对应多个脉冲。

如此设置，可基于上述时间范围对第一时间段和第二时间段的时长，也即对预设时间比进行设置。

需要说明的是，在上述时间范围内，发射每帧具有第一脉冲频率F1的初始光束的时间T0与发射每帧具有第二脉冲频率F2的初始光束的时间T1的大小可相等，也可不等，可根据激光雷达扫描方法的实际需求设置，本发明实施例对此不作限定。

可选的，T0＝T1；近帧光束与远帧光束的切换时间T2满足T2≤T0。

其中，每帧初始光束的时间均与由上位机控制，设置近帧光束与远帧光束中每帧初始光束的时间均相等，有利于降低上位机中算法处理的难度。

其中，近帧光束和远帧光束的切换时间可理解为扫描视场宽度的切换所耗用的时间。

示例性的，T1＝TO＝20ms，则T2≤20ms。

如此设置，可使近帧光束与远帧光束之间的切换时间不超过一个帧的时长，有利于实现近帧光束与远帧光束的快速切换，从而有利于确保激光雷达扫描方法中的各扫描帧的连续性较好。

需要说明的是，上述TO＝20ms，T1＝18ms的具体时间值仅为示例性的说明，并不构成对本发明实施例提供的激光雷达扫描方法的限定。在其他实施方式中，可根据激光雷达扫描方法的实际需求，设置T0和T1的取值，本发明实施例对此不作限定。

可选的，第一脉冲频率F1和第二脉冲频率F2满足：10kHz≤F2＜F1≤10MHz。

其中，脉冲频率越高，可探测的距离越近，可获得的数据量越大。

如此设置，可满足不同近距离工作模式和远距离工作模式的扫描探测需求。

示例性的，以飞行时间模式的激光雷达为例，探测距离与脉冲频率之间的关系可如下理解：激光雷达发射一个脉冲，该脉冲在目标表面被反射形成反射回波，发射回波被激光雷达接收，测量从发射脉冲到反射回波被接收的这段时间长度，将这个时间长度乘以光束传播的速度(即光速)再除以2，即可得到该目标与激光雷达之间的距离。基于此，对激光雷达的脉冲频率进行设置。

示例性的，光速是3*10⁸米每秒，如果要测量200米远的物体，脉冲光至少需要飞越400米距离，这就需要1.33微秒。在前一个脉冲返回之间，下一个脉冲不能发射，以避免干扰前一脉冲的接收。那么两个脉冲之间的时间间隔必须大于1.33微秒，对应的脉冲频率为752KHz；从而连续发射脉冲的频率则不能大于752KHz。此仅为示例性的说明，并不构成对本发明实施例提供的激光雷达扫描方法的限定。

可选的，400kHz≤F2≤500kHz，1MHz≤F1≤10MHz。

如此设置，可使远距离工作模式的最大探测距离为300～375m，近距离工作模式的最大探测距离为15～150m。

示例性的，F1＝1MHz，对应可探测的距离为0.5～120m；F2＝450KHz，对应可探测的距离为0.5～300m。

需要说明的是，在同一个扫描循环周期内的不同的第一时间段内，第一脉冲频率F1的大小可相同，也可不同；在同一个扫描循环周期内的不同的第二时间段内，第二脉冲频率F2的大小可相同，也可不同，本发明实施例对此均不作限定。

可选的，继续参照图2，第一视场宽度A1包括第一水平视场宽度A11和第一垂直视场宽度A12，第二视场宽度A2包括第二水平视场宽度A21和第二垂直视场宽度A22；第一水平视场宽度A11和第二水平视场宽度A21满足：180°≥A11＞A21＞0°；第一垂直视场宽度A12和第二垂直视场宽度A22满足：180°≥A12＞A22＞0°。

如此设置，可实现第一视场宽度A1在水平方向X和垂直方向Z上均大于第二视场宽度A2。

可选的，180°≥A11≥100°，80°≥A21≥30°。

如此，可实现第一水平视场宽度A11大于第二水平视场宽度A21。

可选的，50°≥A12≥18°，15°≥A22≥3°。

如此，可实现第一垂直视场宽度A12大于第二垂直视场宽度A22。

示例性的，表1中示出了近帧光束和远帧光束的参数对比。

表1近帧光束和远帧光束的参数对比

	水平视场宽度	垂直视场宽度	帧率	脉冲频率	角分辨率
						远帧光束	45°	8°	30	450KHz	0.154919334°
近帧光束	120°	20°	30	1MHz	0.268328157°

其中，A11＝120°，A12＝20°，F1＝1MHz，M＝30，角分辨率为0.154919334°；A21＝45°，A22＝8°，F2＝45KHz，N＝30，角分辨率为0.268328157°。

示例性的，通过角分辨率计算线分辨率可为：

线分辨率＝tan(角分辨率)*探测距离

根据此计算公式，远距离模式工作时，虽然角分辨率较小，但探测距离较大，由此仍可获得足够的线分辨率。示例性的，上述表1中示出的近帧光束在100米距离上可分辨0.47米*0.47米大小的目标，上述表1中的远帧光束在200米距离上可分辨0.53米*0.53米大小的目标。

从而，在激光雷达扫描过程中，通过交替发射近帧光束和远帧光束，即交替进行近距离扫描和远距离扫描，即可得到线分辨率较为均衡的扫描图像。

需要说明的是，上述具体参数值仅为示例性的说明，但并非对本发明实施例提供的激光雷达扫描方法的限定。在其他实施方式中，可根据激光雷达扫描方法的实际需求，设置近帧光束和远帧光束的各参数值，本发明实施例对此不作限定。

需要说明的是，上文中的“足够的线分辨率”中的线分辨率的大小需要根据实际应用场景确定。示例性的，车载雷达通常需要分辨孩童、宠物等，地铁雷达需要分辨铁轨等，本发明实施例对线分辨率的绝对大小不作限定。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种激光雷达，该激光雷达应用上述实施方式提供的任一种激光雷达扫描方法进行扫描，因此该激光雷达也具有上述实施方式提供的激光雷达扫描方法所具有的有益效果，相同之处可参照上文理解，在下文中不再赘述。

本发明实施例提供的激光雷达按照预设时间比例交替发射近帧光束和远帧光束；其中，近帧光束具有第一视场宽度A1和第一脉冲频率F1，远帧光束具有第二视场宽度A2和第二脉冲频率F2；A1＞A2，F1＞F2。

由此，通过灵活切换远距离工作模式和远距离工作模式，既能提供远距离高分辨率信息，又能提供近距离大视场范围信息，可满足不同探测距离的探测需求，同时可保证较好的线分辨率，此外该激光雷达的扫描方式简单，利于降低对激光雷达的调试生产要求。

可选的，图6是本发明实施例提供的一种激光雷达的结构示意图。参照图6，该激光雷达60包括：控制器610、激光器620和扫描器630，激光器620和扫描器630分别与控制器610连接；控制器610用于控制激光器620在第一时间段内发射具有第一脉冲频率F1的初始光束，并控制扫描器630将初始光束偏转，以形成具有第一视场宽度A1的近帧光束；控制器610还用于控制激光器620在第二时间段内发射具有第二脉冲频率F2的初始光束，并控制扫描器630将初始光束偏转，以形成具有第二视场宽度A2的远帧光束；其中，第一时间段与第二时间段的比值等于预设时间比例。

其中，该激光雷达60还包括接收器640，接收器640用于接收由目标001反射形成的反射回波，并将反射回波对应的信号传输至控制器610；控制器610通过比较探测光束(近帧光束或远帧光束)和该探测光束对应的反射回波信息，以得到目标001的相关信息。

可选的，控制器610可通过控制施加到激光器620上的电信号，控制激光器610发射的初始光束的脉冲频率变化。

可选的，扫描器630包括电驱动扫描反射镜；控制器610控制扫描器630将初始光束偏转包括：控制器610控制施加至电驱动扫描反射镜的电信号的频率和幅值，以使电驱动扫描反射镜振动或转动以使初始光束偏转。

如此，可实现近帧光束和远帧光束的视场宽度的变化。

需要说明的是，扫描器630还可采用机械驱动扫描放射镜或本领域技术人员可知的其他类型的扫描反射镜，本发明实施例对此不作限定。

可选的，电驱动扫描反射镜包括微振镜、机械振镜或旋转棱镜。

其中，微振镜体积较小，所需的驱动力较小，有利于减小激光雷达的整体体积和整体功耗。

其中，机械振镜和旋转棱镜的成本较低，有利于降低激光雷达的整体成本。

需要说明的是，电驱动扫描反射镜还可为本领域技术人员可知的其他类型的电驱动扫描反射镜，本发明实施例对此不作限定。

示例性的，图7是基于图6的一种激光雷达扫描方法的流程示意图。参照图7，该激光雷达扫描方法可包括：

S710、开始/切换状态1。

其中，该步骤可为开始步骤，也可为近帧光束和远帧光束交替过程中的状态切换步骤。

S720、设置扫描器参数为大视场扫描，设置激光器高频率发射，设置短距离接收窗口。

其中，该步骤对应于近帧光束参数设置，在改变探测距离时需要一并改变接收时间窗口。近距离工作模式的接收时间窗口较短，远距离工作模式的接收时间窗口较长。

S730、发射近帧光束(大视场近距离工作)。

其中，该步骤中可发射多个近帧光束，每个近帧光束可包括多个脉冲激光。

S740、切换状态2。

示例性的，该步骤将激光雷达的工作状态由近距离工作模式切换为远距离工作模式。

S750、设置扫描器参数为小视场扫描，设置激光器低频率发射，设置远距离接收窗口。

需要说明的是，S720和S750中的大视场、高频率、短距离、小视场、低频率以及远距离均为相对概念，本发明实施例对上述各参数取值的绝对大小均不作限定。

S760、发射远帧光束(小视场远距离工作)。

其中，该步骤中可发射多个远帧光束，每个远帧光束可包括多个脉冲激光。

其后，返回S710，循环执行此过程。如此，实现交替发射近帧光束和远帧光束。

需要说明的是，图7中仅示例性的示出了先发射近帧光束，后发射远帧光束，但并不构成对本发明实施例提供的激光雷达及其扫描方法的限定。在其他实施方式中，还可根据激光雷达及其扫描方法的实际需求，设置先发射远帧光束，后发射近帧光束，本发明实施例对此不作限定。

图8是本发明实施例提供的一种激光雷达应用到汽车自动驾驶领域的探测范围示意图。其中，第一探测范围603代表近距离探测范围，第二探测范围604代表远距离探测范围。自动驾驶车载激光雷达往往在正前方一个比较窄的角度范围内(行驶方向)要求远距离探测且分辨率高，而在其他方向上不需要这么大的探测距离。为了充分掌握周边势态，该激光雷达在近距离处又需要一个较大的视场，这个大视场内探测距离要求则不高。

示例性的，第一探测范围603对应的水平视场角度的需求一般在120度左右，第二探测范围604对应的水平视场角度的需求一般在45度左右，即最大距离探测方向(即车辆行驶方向)仅需要45度左右的水平视场角；其余角度范围可以缩短探测距离。同理，第一探测范围603对应的垂直视场角度在20度～30度范围内，第二探测范围604对应的垂直视场角度为5度～10度。

关于角度分辨率的需求：车载雷达一般采用0.5m*0.5m尺寸的靶板作为测试标准，0.5m尺寸在100米距离上对应大约0.3度角分辨率。即要在100m距离上发现0.5m尺寸目标，角度分辨率不能小于0.3度。如果距离增大到300米，发现0.5m尺寸目标就需要叫分辨率提高3倍，此时角度分辨率不能小于0.1度。

需要说明的是，上文中仅示例性的以车载激光雷达为例说明了本发明实施例可应用的场景，但并非对本发明实施例提供的激光雷达及其扫描方法的限定。在其他实施方式中，该激光雷达还可应用于其他场景，本发明实施例对此不作限定。

本发明实施例提供的激光雷达的扫描方法和激光雷达，通过按照预设时间比例交替发射近帧光束和远帧光束，可实现使用不同的扫描视场宽度和不同的脉冲频率来满足远近目标探测的需求，同时又保证较好的角度分辨率；此外，方法简单，有利于降低调试生产要求。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (11)

1.一种激光雷达扫描方法，其特征在于，包括：

按照预设时间比例交替发射近帧光束和远帧光束；

其中，所述近帧光束具有第一视场宽度A1和第一脉冲频率F1，所述远帧光束具有第二视场宽度A2和第二脉冲频率F2；A1＞A2，F1＞F2。

2.根据权利要求1所述的激光雷达扫描方法，其特征在于，按照预设时间比例交替发射近帧光束和远帧光束包括：

在第一时间段内，发射具有所述第一脉冲频率F1的初始光束，并将所述初始光束偏转，以形成具有所述第一视场宽度A1的所述近帧光束；

在第二时间段内，发射具有所述第二脉冲频率F2的初始光束，并将所述初始光束偏转，以形成具有所述第二视场宽度A2的所述远帧光束；

其中，所述第一时间段与所述第二时间段的比值等于所述预设时间比例。

3.根据权利要求2所述的激光雷达扫描方法，其特征在于：

所述在第一时间段内，发射具有所述第一脉冲频率F1的初始光束包括：在第一时间段内，发射M帧具有所述第一脉冲频率F1的所述初始光束；

所述在第二时间段内，发射具有所述第二脉冲频率F2的初始光束包括：在第二时间段内，发射N帧具有所述第二脉冲频率F2的所述初始光束；

其中，M和N均为整数，且M≥1，N≥1。

4.根据权利要求3所述的激光雷达扫描方法，其特征在于，发射每帧具有所述第一脉冲频率F1的所述初始光束的时间T0范围为10ms≤T0≤100ms；发射每帧具有所述第二脉冲频率F2的所述初始光束的时间T1范围为10ms≤T1≤100ms。

5.根据权利要求4所述的激光雷达扫描方法，其特征在于，T0＝T1；

所述近帧光束与所述远帧光束的切换时间T2满足T2≤T0。

6.根据权利要求1-5任一项所述的激光雷达扫描方法，其特征在于，所述第一脉冲频率F1和所述第二脉冲频率F2满足：10kHz≤F2＜F1≤10MHz。

7.根据权利要求6所述的激光雷达扫描方法，其特征在于：

400kHz≤F2≤500kHz，1MHz≤F1≤10MHz。

8.根据权利要求1-5任一项所述的激光雷达扫描方法，其特征在于，所述第一视场宽度A1包括第一水平视场宽度A11和第一垂直视场宽度A12，所述第二视场宽度A2包括第二水平视场宽度A21和第二垂直视场宽度A22；

所述第一水平视场宽度A11和所述第二水平视场宽度A21满足：

180°≥A11＞A21＞0°；

所述第一垂直视场宽度A12和所述第二垂直视场宽度A22满足：

180°≥A12＞A22＞0°。

9.根据权利要求8所述的激光雷达扫描方法，其特征在于：

180°≥A11≥100°，80°≥A21≥30°；

50°≥A12≥18°，15°≥A22≥3°。

10.一种激光雷达，其特征在于，应用权利要求1-9任一项所述的激光雷达扫描方法进行扫描，所述激光雷达按照预设时间比例交替发射近帧光束和远帧光束；

其中，所述近帧光束具有第一视场宽度A1和第一脉冲频率F1，所述远帧光束具有第二视场宽度A2和第二脉冲频率F2；A1＞A2，F1＞F2。

11.根据权利要求10所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达包括：控制器、激光器和扫描器，所述激光器和所述扫描器分别与所述控制器连接；

所述控制器用于控制所述激光器在第一时间段内发射具有所述第一脉冲频率F1的初始光束，并控制所述扫描器将所述初始光束偏转，以形成具有所述第一视场宽度A1的所述近帧光束；

所述控制器还用于控制所述激光器在第二时间段内发射具有所述第二脉冲频率F2的初始光束，并控制所述扫描器将所述初始光束偏转，以形成具有所述第二视场宽度A2的所述远帧光束；

其中，所述第一时间段与所述第二时间段的比值等于所述预设时间比例。