CN110068831A - 闪光雷达及其发射装置和探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种闪光雷达及其发射装置和探测方法，所述发射装置包括激光器线阵、振镜阵列和驱动模块，通过激光器线阵的多个激光器发射出射信号并利用一一对应设置在所述激光器发射的所述出射信号的出射光轴上所述振镜，接收并反射与所述振镜对应设置激光器发射的出射信号；且利用驱动模块驱动所述振镜阵列在预设角度范围内往复振动，以控制所述出射信号周期性的发射至目标视场内的每个目标区域，一个周期内完成对整个目标区域的依次扫描。利用VCSEL阵列作为光源光束质量好，空间能量密度高，且出射信号一次性发射至目标视场内的每个目标区域，提高了与光束传播方向垂直的目标视场的能量密度，进而增加了探测距离，提升了探测精度。

Description

闪光雷达及其发射装置和探测方法

技术领域

本发明涉及激光雷达检测领域，尤其是涉及一种闪光雷达及其发射装置和探测方法。

背景技术

目前，激光雷达已被广泛应用于诸如深度感知、测绘测距、跟踪测量、武器制导、大气监测、交通管理、人脸或手势识别、机器人避障等众多领域。根据扫描方式的不同，固态激光雷达分为基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)、相控振式(Optical Phase Array，OPA)和闪光(Flash)三种。

闪光激光雷达往往基于调幅连续波原理测距，即光源将出射信号一次性“照亮”整个视场。然而，发射装置发射的出射信号能力衰减较快使得无法达到较远的探测距离，特别是室外远距离探测易受环境背景光或杂散信号光的干扰，探测距离受到很大的限制。

发明内容

基于此，有必要针对Flash激光雷达探测距离受限的问题，提供一种闪光雷达及其发射装置和环境方法。

一种闪光雷达发射装置，所述发射装置包括：

激光器线阵，包括线性排列的多个激光器，用于发射出射信号；

振镜阵列，包括多个振镜，所述振镜一一对应设置在所述激光器发射的所述出射信号的出射光轴上，用于接收并反射与所述振镜对应设置的所述激光器发射的出射信号；

驱动模块，与所述振镜阵列连接，用于驱动所述振镜阵列在预设角度范围内往复振动，以控制所述出射信号周期性的发射至目标视场内的每个目标区域。

在其中一个实施例中，所述激光器为垂直腔面发射激光器。

在其中一个实施例中，所述发射装置还包括准直镜组，所述准直镜组设置在所述激光器出射信号的出射光轴上，用于对所述激光器发射的所述出射信号进行准直。

在其中一个实施例中，所述驱动模块，包括驱动电路，通过调节所述驱动电路的驱动电压来调节预设角度，以调整所述目标视场的范围。

在其中一个实施例中，所述振镜阵列为微机电系统振镜。

在其中一个实施例中，所述发射装置还包括：所述扩束衍射模块，设置于所述振镜阵列反射所述出射信号的光路上，用于对所述出射信号进行扩束和衍射。

一种闪光雷达，所述雷达装置包括：上述实施例中的发射装置，所述发射装置用于周期性的发射出射信号至目标视场内的每个目标区域；及接收装置，用于接收所述目标视场内探测物反射的回波信号，并根据所述回波信号获取所述目标视场的环境信息。

在其中一个实施例中，所述接收装置包括：探测阵列，包括多个探测器，所述探测器用于接收对应所述目标区域的反射的回波信号；处理模块，与所述探测阵列连接，用于对所述回波信号进行处理，以获取所述目标视场的环境信息。

在其中一个实施例中，所述接收装置还包括：聚焦镜组，对应设置于所述回波信号反射光轴上，用于对所述回波信号进行聚焦并透射至所述探测阵列。

一种探测方法，应用于闪光雷达，所述闪光雷达的发射装置包括：多个激光器和振镜阵列，所述方法包括：

控制所述多个激光器产生出射信号并发射至振镜阵列，其中，所述振镜阵列包括多个振镜，所述振镜一一对应设置在所述激光器发射的所述出射信号的出射光轴上，每个所述振镜接收并反射与所述振镜对应设置的所述激光器发射的出射信号；

驱动所述振镜阵列在预设角范围内往复振动，以使所述出射信号周期性的发射至目标视场内的每个目标区域；接收所述出射信号经所述目标视场内探测物反射形成的回波信号，根据所述回波信号，获取所述目标视场的环境信息，所述环境信息至少包括距离信息。

在其中一个实施例中，所述驱动模块，所述发射装置还包括驱动电路，所述方法还包括：调节所述驱动电路的驱动电压来调节预设角度，以调整所述目标视场的范围。

在其中一个实施例中，所述接收装置包括探测阵列，所述探测阵列为多个探测器，所述探测器与所述目标区域成映射关系，所述接收所述出射信号经所述目标视场内探测物反射形成的回波信号，包括：控制所述探测器线依次接收接收对应的目标区域内探测物反射的回波信号。

在其中一个实施例中，所述根据所述回波信号获取所述目标视场的环境信息，包括：解析所述回波信号，并获取所述回波信号的接收时刻信息；获取与所述回波信号对应所述出射信号的所述发射时刻信息；根据飞行时间原理，获取所述回波信号对应的所述目标视场的距离信息。

在其中一个实施例中，所述根据所述回波信号获取所述目标视场的环境信息，包括：基于多普勒效应，获取所述回波信号对应的所述目标视场内处于运动状态的探测物的速度信息。

上述闪光雷达及其发射装置和探测方法，所述发射装置包括激光器线阵、振镜阵列和驱动模块，通过激光器线阵的多个激光器发射出射信号并利用一一对应设置在所述激光器发射的所述出射信号的出射光轴上的所述振镜，接收并反射与所述振镜对应设置激光器发射的出射信号；且利用驱动模块驱动所述振镜阵列在预设角度范围内往复振动，以控制所述出射信号周期性的发射至目标视场内的每个目标区域，一个周期内完成对整个目标区域的依次扫描；振镜阵列的往复频率高，扫描的刷新速率高，激光器线阵发射的出射信号在振镜往复振动的一个周期内完成对整个目标区域的扫描，速度非常快，激光器线阵类一次性的“照亮”整个视场。利用VCSEL阵列作为光源光束质量好，空间能量密度高，且出射信号一次性发射至目标视场内的每个目标区域而不是一次性地分布于整个探测区域，提高了与光束传播方向垂直的目标视场的能量密度，进而增加了探测距离，提升了探测精度。

附图说明

图1为本发明一实施例的闪光雷达发射装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例的闪光雷达的结构示意图；

图3为本发明一实施例的闪光雷达的工作流程；

图4为本发明一实施例根据所述回波信号获取所述目标视场的环境信息方法的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示本申请实施例提供一种闪光雷达的发射装置10包括：激光器线阵110、振镜阵列140和驱动模块130。其中，激光器线阵110，包括线性排列的多个激光器，在其中一个实施例中，多个激光器为垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-EmittingLaser，VCSEL)(111a、111b、…、111n)，其中n∈Z)，用于发射出射信号。

VCSEL是从集成电路的顶面发出激光。由于工艺技术成熟，VCSEL作为光源成本较低，易实现大规模集成，且空间排布更为密集，利于实现小尺寸的封装组合。激光器线阵110指的是多个激光器(111a、111b、…、111n)排成一行或一列，也就是线性排列即可。激光器线阵110的制作不只是一维，也可以是二维的排列，且VCSEL输出孔径较大，输出光束的发散角较低，使得光纤的连线效率更高。

振镜阵列140，包括多个振镜(141a、141b、…、141n)，振镜(141a、141b、…、141n)一一对应设置在激光器(111a、111b、…、111n)发射的出射信号的出射光轴上，用于接收并反射与振镜对应设置的激光器发射的出射信号。

振镜(141a、141b、…、141n)包括光学扫描头、电子驱动放大器和光学反射镜片。振镜(141a、141b、…、141n)一一对应设置在激光器(111a、111b、…、111n)发射的出射信号的出射光轴上。举例来说，其对应关系可以是：振镜121a与激光器111a对应，振镜121b与激光器111b对应，...，振镜121n与激光器111n对应。振镜(141a、141b、…、141n)工作过程如下例：激光器111a发射的出射信号经与之对应的振镜121a反射到其中任一个目标区域。多个激光器(111a、111b、…、111n)同时发射出射信号，该出射信号按列或按行经过振镜阵列140反射到目标视场30中。

驱动模块130，与振镜阵列140连接，用于驱动振镜阵列140在预设角度范围内往复振动，以控制出射信号周期性的发射至目标视场内的每个目标区域。

驱动模块130控制振镜(141a、141b、…、141n)的光学扫描头在预设角度范围内往复振动，以使其反射出射信号，以使出射信号周期性的发射至目标视场内的每个目标区域。其中，往复振动方向可以是先逆时针再顺时针，也可以先顺时针再逆时针，此处不作限制。预设角度可以为-2°-+2°、-2°-+5°、-5°-+5°、-10°-+10°等任意角度，具体预设角度范围可由工程师根据实际需求自行设置，此处不作限制。

在驱动模块130作用下，发射装置10一个周期内过程如下：在第一时刻，激光器线阵110发射第一出射信号至振镜阵列140，经振镜阵列140反射，将使第一出射信号以第一投射方向投射至目标视场30的第一目标区域。在第二时刻，激光器线阵110发射第二出射信号至振镜阵列140，驱动模块130驱动振镜阵列140向第一振动方向振动，经振镜阵列140反射，将使第二出射信号以第二投射方向投射至目标视场30的其第二目标区域，...，在第N时刻，激光器线阵110发射第N出射信号至振镜阵列140，驱动模块130驱动振镜阵列140向第一振动方向振动，经振镜阵列140反射，将使第N出射信号以第N投射方向投射至目标视场30的第N目标区域。在第N+1时刻，激光器线阵110发射第N+1出射信号至振镜阵列140，驱动模块130驱动振镜阵列140向第二振动方向振动经振镜阵列140反射，将使第N+1出射信号以第N-1投射方向投射至目标视场30的第N-1目标区域。...，在第2N时刻，激光器线阵110发射第2N出射信号至振镜阵列140，驱动模块130驱动振镜阵列140向第二振动方向振动经振镜阵列140反射，将使第2N出射信号以第一投射方向投射至目标视场30的第一目标区域。其中，第一个目标区域、第二个目标区域，...，第N个目标区域相邻，依次拼接起来组成目标视场。其中，第一振动方向与第二振动方向相反即可，即若第一振动方向为顺时针，则第二振动方向为逆时针；若第一振动方向为逆时针，则第二振动方向为顺时针。预设角度与驱动模块的产生驱动力的参数相关，可以由工程师自行设置，此处不再赘述。

在其中一个实施例中，发射装置还包括准直镜组120，包括多个准直镜(121a、121b、…、121n)设置在激光器(111a、111b、…、111n)发射的出射信号的出射光轴上，用于对与准直镜对应设置的激光器111发射的出射信号进行准直。

即准直镜141a与振镜121a一一对应，可以如下例：准直镜141a与振镜121a对应，准直镜141b与振镜121b对应，...，准直镜141n与振镜121n对应。准直镜(121a、121b、…、121n)工作过程如下：激光器111a经准直镜121a透射所述出射信号至振镜阵列140，即准直镜141的作用可以是对激光器阵列110发射的出射信号进行准直，准直通俗说就是保持透射的出射信号的光线平行。

在其中一个实施例中，发射装置可以包括单个准直镜，该准直镜尺寸较大，能够对激光器阵列110发射的全部出射光信号进行准直，并将出射光信号透射至振镜阵列140。

在其中一个实施例中，驱动模块130包括驱动电路，通过调节驱动电路的驱动电压来调节预设角度，以调整目标视场的范围。

驱动模块130通过改变驱动电路的输入电压、电流或功率实现对振镜阵列140往复振动最大角度进行控制，以使控制出振镜阵列140对出射信号的投射目标视场的范围进行调整。驱动电路可以实时地控制、调整振镜阵列140的最大往复振动范围，调控闪光雷达目标视场范围，满足对远、近场景的不同探测需求。

在其中一个实施例中，振镜阵列140为微机电系统振镜。

微机电系统(MEMS,Micro-Electro-Mechanical System)振镜指的是将振镜与MEMS集成一体，MEMS指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置。MEMS振镜可以实现最小体积、最低功耗，工艺相对简单，可靠性和成品率高，同时成本也最低。

在其中一个实施例中，发射装置10还包括：所述扩束衍射模块，设置于所述振镜阵列140反射出射信号的光路上，用于对出射信号进行扩束和衍射。

扩束衍射模块，设置于振镜阵列140反射所述出射信号的反射光路上，即设置在振镜阵列140和目标视场30之间设置，用于对振镜阵列140反射的出射光信号进行扩束和衍射。扩束和衍射使出射信号的光斑变大，对应的探测视场范围也变大，每束光对应的目标区域变大，整个振镜振动周期结束后，整个视场区域大。

上述闪光雷达发射装置10包括激光器线阵110、振镜阵列140和驱动模块130，通过激光器线阵110的多个激光器(111a、111b、…、111n)发射出射信号并利用一一对应设置在所述激光器(111a、111b、…、111n)发射的所述出射信号的出射光轴上的所述振镜(141a、141b、…、141n)，接收并反射对应设置激光器发射的出射信号；且利用驱动模块130驱动所述振镜阵列140在预设角度范围内往复振动，以控制所述出射信号周期性的发射至目标视场内的每个目标区域，一个周期内完成对整个目标区域的依次扫描；振镜阵列的往复频率高，扫描的刷新速率高，激光器线阵发射的出射信号在振镜往复振动的一个周期内完成对整个目标区域的扫描，速度非常快，激光器线阵类一次性的“照亮”整个视场。利用VCSEL作为光源光束质量好，空间能量密度高，且出射信号一次性发射至目标视场内的每个目标区域而不是一次性地分布于整个探测区域，提高了与光束传播方向垂直的目标视场的能量密度，进而增加了探测距离，提升了探测精度。且利用扩束衍射模块使出射信号的光斑变大，对应的探测视场范围也变大，每束光对应的目标区域变大，整个振镜振动周期结束后，整个视场区域大。

如图2所示本申请实施例提供一种闪光雷达，包括：上述任意实施例中的发射装置10，发射装置10用于周期性的发射出射信号至目标视场30内的每个目标区域；及接收装置，用于接收目标视场30内探测物反射的回波信号，并根据回波信号获取目标视场30的环境信息。

发射装置10包括：激光器线阵110、振镜阵列140和驱动模块130，其中，激光器线阵110，包括多个激光器，用于按行或者按列发射出射信号。振镜阵列140，包括多个振镜(141a、141b、…、141n)，振镜一一对应设置在激光器发射的出射信号的出射光轴上，用于接收并反射对与振镜对应设置的激光器发射的出射信号。驱动模块130，与振镜阵列140连接，用于驱动振镜阵列140在预设角度范围内往复振动，以控制出射信号周期性的发射至目标视场内的每个目标区域。

发射装置10一个周期内过程如下：在第一时刻，激光器线阵110发射第一出射信号至振镜阵列140，经振镜阵列140反射，将使第一出射信号以第一投射方向投射至目标视场30的第一目标区域。在第二时刻，激光器线阵110发射第二出射信号至振镜阵列140，驱动模块130驱动振镜阵列140向第一振动方向振动，经振镜阵列140反射，将使第二出射信号以第二投射方向投射至目标视场30的其第二目标区域，...，在第N时刻，激光器线阵110发射第N出射信号至振镜阵列140，驱动模块130驱动振镜阵列140向第一振动方向振动，经振镜阵列140反射，将使第N出射信号以第N投射方向投射至目标视场30的第N目标区域。在第N+1时刻，激光器线阵110发射第N+1出射信号至振镜阵列140，驱动模块130驱动振镜阵列140向第二振动方向振动经振镜阵列140反射，将使第N+1出射信号以第N-1投射方向投射至目标视场30的第N-1目标区域。...，在第2N时刻，激光器线阵110发射第2N出射信号至振镜阵列140，驱动模块130驱动振镜阵列140向第二振动方向振动经振镜阵列140反射，将使第2N出射信号以第一投射方向投射至目标视场30的第一目标区域。其中，第一个目标区域、第二个目标区域，...，第N个目标区域相邻，依次拼接起来组成目标视场。其中，第一振动方向与第二振动方向相反即可，即若第一振动方向为顺时针，则第二振动方向为逆时针；若第一振动方向为逆时针，则第二振动方向为顺时针。预设角度与驱动模块的产生驱动力的参数相关，可以由工程师自行设置，此处不再赘述。

接收装置20用于接收回波信号并解析回波信号并获取回波信号的携带的接收时刻信息、波形变换信息和/或回波强度信息，获取目标视场的环境信息。比如说，基于飞行时间、三角测距法或相位测距法获取目标视场内探测物的距离信息。基于多普勒效应，获取目标视场内处于运动状态的探测物的速度信息等。

在其中一个实施例中，接收装置包括：探测阵列210，包括多个探测器，探测器与激光器线阵对应设置，用于接收对应目标区域的反射的回波信号；处理模块220，与探测阵列210连接，用于对回波信号进行处理，以获取目标视场的环境信息。

在该实施例中，探测阵列210，包括多个探测器，探测阵列的接收方式与激光器线阵对应设置，当激光器线阵为行阵，则将目标视场分为多个行目标区域依次照亮，与该行目标区域对应探测阵列按行进行接收，探测阵列依次接收对应的行目标区域内探测物反射的回波信号；当激光器线阵为列阵，则将目标视场分为多个列目标区域一次照亮，与该列目标区域对应探测阵列按列进行接收，探测阵列依次接收对应的列目标区域内探测物反射的回波信号。举例来说，若激光器线阵为列阵，如图2所示，探测阵列分成N列，探测阵列的第一列与目标视场的第一列目标区域301a对应，探测阵列的第二列与目标视场的第二列目标区域301b对应，依次对应。处理模块220解析回波信号并获取回波信号的携带的接收时刻信息、波形变换信息、回波强度信息，获取目标视场的环境信息。比如说，基于飞行时间、三角测距法或相位测距法获取目标视场内探测物的距离信息。基于多普勒效应，获取目标视场内处于运动状态的探测物的速度信息等，上述说明仅用于举例说明，此处并不对环境信息进行限制。

在其中一个实施例中，接收装置20还包括：聚焦镜组，对应设置于所述回波信号的光轴上，用于对所述回波信号进行聚焦并透射至所述探测阵列210。

聚焦镜组设置在目标视场30与探测阵列210之间，用于聚焦并透射回波信号。聚焦是指控制一束光或粒子流使其尽可能会聚于一点的过程。例如凸透镜能使平行光线聚焦于透镜的焦点；在电子显微镜中利用磁场和电场可使电子流聚焦；雷达利用凹面镜使甚高频聚焦。聚焦是成像的必要条件。

上述闪光雷达发射装置10包括激光器线阵110、振镜阵列140和驱动模块130，通过激光器线阵110的多个激光器(111a、111b、…、111n)发射出射信号并利用一一对应设置在所述激光器(111a、111b、…、111n)发射的所述出射信号的出射光轴上所述振镜(141a、141b、…、141n)，接收并反射对应设置激光器发射的出射信号；且利用驱动模块130驱动所述振镜阵列140在预设角度范围内往复振动，以控制所述出射信号周期性的发射至目标视场内的每个目标区域，一个周期内完成对整个目标区域的依次扫描；振镜阵列的往复频率高，扫描的刷新速率高，激光器线阵发射的出射信号在振镜往复振动的一个周期内完成对整个目标区域的扫描，速度非常快，激光器线阵类一次性的“照亮”整个视场。利用VCSEL作为光源光束质量好，空间能量密度高，且出射信号一次性发射至目标视场30内的每个目标区域而不是一次性地分布于整个探测区域，提高了与光束传播方向垂直的目标视场的能量密度，进而增加了探测距离，提升了探测精度。且扩束和衍射使出射信号的光斑变大，对应的探测视场范围也变大，每束光对应的目标区域变大，整个振镜阵列振动一个周期，整个视场区域大。

如图3所示本申请实施例提供一种探测方法，应闪光雷达，闪光雷达的发射装置包括：多个激光器和振镜阵列，方法包括：

步骤302、控制多个激光器产生出射信号并发射至振镜阵列，其中，振镜阵列包括多个振镜，振镜一一对应设置在激光器发射的出射信号的出射光轴上，每个振镜接收并反射对与振镜对应设置的激光器发射的出射信号。

激光器线阵包括多个激光器，在其中一个实施例中，该激光器为垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL)，VCSEL是从集成电路的顶面发出激光。由于工艺技术成熟，VCSEL作为光源成本较低，易实现大规模集成，且空间排布更为密集，利于实现小尺寸的封装组合。激光器线阵指的是多个激光器排成一行或一列，也就是在一条之间上即可。VCSEL的制作不只是一维，也可以是二维的排列，且VCSEL输出孔径较大，输出光束的发散角较低，且光纤的连线效率更高。振镜阵列包括多个振镜，振镜由光学扫描头,电子驱动放大器和光学反射镜片组成。控制振镜一一对应设置在激光器发射的出射信号的出射光轴上。

步骤304、驱动振镜阵列在预设角范围内往复振动，以使出射信号周期性的发射至目标视场内的每个目标区域。

驱动模块控制振镜的光学扫描头在预设角度范围内往复振动，以使其反射出射信号以使出射信号周期性的发射至目标视场内的每个目标区域。其中，往复振动方向可以是先逆时针再顺时针，也可以先顺时针再逆时针，此处不作限制。预设角度可以为-2°-+2°、-2°-+5°、-5°-+5°、-10°-+10°等任意角度，具体预设角度范围可由工程师根据实际需求自行设置，此处不作限制。

在驱动模块作用下，发射装置一个周期内过程如下：在第一时刻，激光器线阵发射第一出射信号至振镜阵列，经振镜阵列反射，将使第一出射信号以第一投射方向投射至目标视场的第一目标区域。在第二时刻，激光器线阵发射第二出射信号至振镜阵列，驱动模块驱动振镜阵列向第一振动方向振动预设角度，经振镜阵列反射，将使第二出射信号以第二投射方向投射至目标视场的其第二目标区域，...，在第N时刻，激光器线阵发射第N出射信号至振镜阵列，驱动模块驱动振镜阵列向第一振动方向振动预设角度，经振镜阵列反射，将使第N出射信号以第N投射方向投射至目标视场的第N目标区域。在第N+1时刻，激光器线阵发射第N-1出射信号至振镜阵列，驱动模块驱动振镜阵列向第二振动方向振动预设角度经振镜阵列反射，将使第N-1出射信号以第N-1投射方向投射至目标视场的第N-1目标区域。...，在第2N时刻，激光器线阵发射第一出射信号至振镜阵列，驱动模块驱动振镜阵列向第二振动方向振动预设角度经振镜阵列反射，将使第一出射信号以第一投射方向投射至目标视场的第一目标区域。其中，第一个目标区域、第二个目标区域，...，第N个目标区域相邻，依次拼接起来组成目标视场。

步骤306、接收出射信号经目标视场内探测物反射形成的回波信号，根据回波信号，获取目标视场的环境信息，环境信息至少包括距离信息。

控制接收装置接收回波信号并解析回波信号并获取回波信号的携带的接收时刻信息、波形变换信息和/或回波强度信息，获取目标视场的环境信息。比如说，基于飞行时间、三角测距法或相位测距法获取目标视场内探测物的距离信息。基于多普勒效应，获取目标视场内处于运动状态的探测物的速度信息等。

在其中一个实施例中，驱动模块，发射装置还包括驱动电路，探测方法还包括：调节驱动电路的驱动电压来调节预设角度，以调整目标视场的范围。

驱动模块通过改变驱动电路的输入电压、电流或功率实现对振镜阵列往复振动最大角度进行控制，以使控制出振镜阵列对出射信号的投射目标视场的范围进行调整。驱动电路可以实时地控制、调整振镜阵列的最大往复振动范围，调控闪光雷达目标视场范围，满足对远、近场景的不同探测需求。

在其中一个实施例中，接收装置包括探测阵列，探测阵列为多个探测器，探测器与目标区域成映射关系，接收出射信号经目标视场内探测物反射形成的回波信号，包括：控制探测器线接收对应的目标区域内探测物反射的回波信号。

探测阵列的接收方式与激光器线阵对应设置，当激光器线阵为行阵，则将目标视场分为多个行目标区域依次照亮，与该行目标区域对应探测阵列按行进行接收，探测阵列依次接收对应的行目标区域内探测物反射的回波信号；当激光器线阵为列阵，则将目标视场分为多个列目标区域一次照亮，与该列目标区域对应探测阵列按列进行接收，探测阵列依次接收对应的列目标区域内探测物反射的回波信号。举例来说，若激光器线阵为列阵，探测阵列分成N列，探测阵列的第一列与目标视场的第一列目标区域对应，探测阵列的第二列与目标视场的第二列目标区域对应，依次对应。

如图4所示本申请实施例提供根据回波信号获取目标视场的环境信息的方法，包括：

步骤402、解析回波信号，并获取回波信号的接收时刻信息；

步骤404、获取与回波信号对应出射信号的发射时刻信息；

步骤406、根据飞行时间原理，获取回波信号对应的目标视场的距离信息。

若接收到第一目标区域反射的第一回波信号，则获取发射装置记录的第一出射信号的发射时刻信息T1，并记录第一回波信号的第一接收时刻D1，则根据第一回波信号第一接收时刻D1和第一出射信号发射时刻信息T1，获取反射第一回波信号的第一目标区域的距离信息；以此类推，若接收到第N目标区域反射的第N回波信号，则获取发射装置记录的第N出射信号的发射时刻信息TN，并记录第N回波信号的第N接收时刻DN，则根据第N回波信号第N接收时刻DN和第N出射信号发射时刻信息TN，则获取第N目标区域内探测物的距离信息。

应该理解的是，虽然图3和图4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图3和图4中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在其中一个实施例中，根据接收时刻信息和发射时刻信息，获取探测物的距离信息，包括：基于直接飞行时间原理、发射时刻信息和接收时刻信息，获取回波信号对应的目标视场内探测物的距离信息。

在其中一个实施例中，根据回波信号获取目标视场的环境信息，包括：基于多普勒效应，获取回波信号对应的目标视场内处于运动状态的探测物的速度信息。

多普勒效应指出，波在波源移向观察者接近时接收频率变高，而在波源远离观察者时接收频率变低。当观察者移动时也能得到同样的结论。其原理为：假设原有波源的波长为λ，波速为u，观察者移动速度为v(以下分析方法不适用于光波)：当观察者走近波源时观察到的波源频率为(u+v)/λ，反之则观察到的波源频率为(u-v)/λ。在已知波长为λ、波速为u及波源频率的情况下，可以得出处于运动状态的探测物的速度信息。

上述探测方法通过激光器线阵的多个激光器发射出射信号并利用一一对应设置在所述激光器发射的所述出射信号的出射光轴上所述振镜，接收并反射与所述振镜对应设置激光器发射的出射信号；且利用驱动模块驱动所述振镜阵列在预设角度范围内往复振动，以控制所述出射信号周期性的发射至目标视场内的每个目标区域，一个周期内完成对整个目标区域的依次扫描；振镜阵列的往复频率高，扫描的刷新速率高，激光器线阵发射的出射信号在振镜往复振动的一个周期内完成对整个目标区域的扫描，速度非常快，激光器线阵类一次性的“照亮”整个视场。利用VCSEL阵列作为光源光束质量好，空间能量密度高，且出射信号一次性发射至目标视场内的每个目标区域而不是一次性地分布于整个探测区域，提高了与光束传播方向垂直的目标视场的能量密度，进而增加了探测距离，提升了探测精度。且利用扩束衍射模块使出射信号的光斑变大，对应的探测视场范围也变大，每束光对应的目标区域变大，整个振镜阵列振动一个周期，整个视场区域大。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。需要说明的是，本申请的“一实施例中”、“例如”、“又如”等，旨在对本申请进行举例说明，而不是用于限制本申请。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种闪光雷达发射装置，其特征在于，所述发射装置包括：

发射装置，包括线性排列的多个激光器，用于发射出射信号；

振镜阵列，包括多个振镜，所述振镜一一对应设置在所述激光器发射的所述出射信号的出射光轴上，用于接收并反射与所述振镜对应设置的所述激光器发射的出射信号；

驱动模块，与所述振镜阵列连接，用于驱动所述振镜阵列在预设角度范围内往复振动，以控制所述出射信号周期性的发射至目标视场内的每个目标区域。

2.根据权利要求1所述的闪光雷达发射装置，其特征在于，所述激光器为垂直腔面发射激光器。

3.根据权利要求1所述的闪光雷达发射装置，其特征在于，所述发射装置还包括准直镜组，所述准直镜组设置在所述激光器出射信号的出射光轴上，用于对所述激光器发射的所述出射信号进行准直。

4.根据权利要求1所述的闪光雷达发射装置，其特征在于，所述驱动模块，包括驱动电路，通过调节所述驱动电路的驱动电压来调节预设角度，以调整所述目标视场的范围。

5.根据权利要求1所述的闪光雷达发射装置，其特征在于，所述振镜阵列为微机电系统振镜。

6.根据权利要求1所述的闪光雷达，其特征在于，所述发射装置还包括：所述扩束衍射模块，设置于所述振镜阵列反射所述出射信号的光路上，用于对所述出射信号进行扩束和衍射。

7.一种闪光雷达，其特征在于，所述雷达装置包括：

如权利要求1-6任一项所述的发射装置，所述发射装置用于周期性的发射出射信号至目标视场内的每个目标区域；及

接收装置，用于接收所述目标视场内探测物反射的回波信号，并根据所述回波信号获取所述目标视场的环境信息。

8.根据权利要求7所述的闪光雷达，其特征在于，所述接收装置包括：

探测阵列，包括多个探测器，所述探测器用于接收对应所述目标区域的反射的回波信号；

处理模块，与所述探测阵列连接，用于对所述回波信号进行处理，以获取所述目标视场的环境信息。

9.一种探测方法，应用于闪光雷达，其特征在于，所述闪光雷达的发射装置包括：多个激光器和振镜阵列，所述方法包括：

控制所述多个激光器产生出射信号并发射至振镜阵列，其中，所述振镜阵列包括多个振镜，所述振镜一一对应设置在所述激光器发射的所述出射信号的出射光轴上，每个所述振镜接收并反射与所述振镜对应设置的所述激光器发射的出射信号；

驱动所述振镜阵列在预设角范围内往复振动，以使所述出射信号周期性的发射至目标视场内的每个目标区域；

接收所述出射信号经所述目标视场内探测物反射形成的回波信号，根据所述回波信号，获取所述目标视场的环境信息，所述环境信息至少包括距离信息。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述接收装置包括探测阵列，所述探测阵列为多个探测器，所述探测器与所述目标区域成映射关系，

所述接收所述出射信号经所述目标视场内探测物反射形成的回波信号，包括：

控制所述探测阵列依次接收对应的目标区域内探测物反射的回波信号。