CN110161516B - 激光雷达测距装置和激光扫描控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种激光雷达测距装置和激光扫描控制方法，包括：发射系统、分光镜、光束分离组件、振镜、四分之一波片和接收系统；分光镜，用于使激光束的A偏振光穿过分光镜成为入射光束；光束分离组件，用于使入射光束从第一光口入射、出射光束从第二光口出射，出射光束包括第一B偏振光和第一A偏振光；振镜，用于改变出射光束的方向以及接收回波光束；光束分离组件，还用于使回波光束从第二光口入射、接收光束从第一光口出射；接收光束包括第二B偏振光和第二A偏振光；第二B偏振光相对于第二A偏振光向第二方向偏移距离D；四分之一波片，用于将部分第二A偏振光转化成B偏振光；分光镜，还用于偏转接收光束中B偏振光；该装置能够降低漏检。

Description

激光雷达测距装置和激光扫描控制方法

技术领域

本申请涉及激光雷达技术领域，特别是涉及一种激光雷达测距装置和激光扫描控制方法。

背景技术

目前针对自动驾驶行业的商业化激光雷达主要有同轴方案和离轴方案；其中，同轴方案中常需要采用偏振分光平片(PBSW，Polarizing Beam Splitter Wedge)或半反射棱镜等偏振分光镜实现发射光束和回波光束的分离。偏振分光镜可以透过几乎全部的P偏振光、而偏转几乎全部的S偏振光，和P偏振光输出的发射模组结合，发射端可以有较好的光能量透过率。

但是带来的问题是，如果标靶样品(目标对象)的退偏效果不好，也就是从标靶样品反射回来的回波光束主要是P偏振光，那么回波光束到达偏振分光镜后就会透射，到达发射系统的位置，而不是被偏振分光镜反射到达接收系统。而在工程实际中，金属材料、光滑的衣服都是退偏微弱的反射标靶。

这种情况会导致激光雷达严重漏检，影响测距结果。如果使用在自动驾驶的车辆中，甚至会使车辆撞到标靶样品，造成财物损失、人员伤亡。同时，对回波光束的能量利用率低，探测性能有待提高。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够降低漏检、提高探测性能的激光雷达测距装置和激光扫描控制方法。

第一方面，一种激光雷达测距装置，包括：

发射系统，用于发射激光束；

分光镜，用于使所述激光束的A偏振光穿过所述分光镜成为入射光束；

光束分离组件，用于使所述入射光束从第一光口入射、出射光束从第二光口出射，出射光束包括第一B偏振光和第一A偏振光，所述第一A偏振光与所述入射光束共轴，所述第一B偏振光相对于所述第一A偏振光向第一方向偏移距离D；其中，A和B为不同的偏振态；

振镜，用于改变所述出射光束的方向向外出射，还用于接收回波光束，所述回波光束为所述出射光束被物体反射后返回的激光；

所述光束分离组件，还用于接收所述振镜接收的所述回波光束，使所述回波光束从第二光口入射、接收光束从第一光口出射；所述接收光束包括第二B偏振光和第二A偏振光；所述第二A偏振光与所述回波光束共轴，所述第二B偏振光相对于所述第二A偏振光向第二方向偏移距离D，所述第二A偏振光和所述第二B偏振光部分重叠；所述第一方向和所述第二方向相反；

四分之一波片，用于将部分所述第二A偏振光转化成B偏振光；

所述分光镜，还用于将射向所述分光镜的所述接收光束的中B偏振光发生偏转；

接收系统，用于接收所述分光镜偏转的所述接收光束。

在其中一个实施例中，所述偏移距离D与所述入射光束的光斑在第一方向上的直径相等，所述第二A偏振光和所述第二B偏振光重叠的部分与所述入射光束的光斑在第一方向上的直径相等且与所述入射光束共轴。

在其中一个实施例中，所述四分之一波片不接触所述第二B偏振光。

在其中一个实施例中，所述光束分离组件包括：半波片和双折射晶体；

所述半波片，位于所述分光镜和所述双折射晶体之间的光路上，并与所述入射光束同轴，用于将入射到所述半波片的所述入射光束转换为圆偏振光，以及将入射到所述半波片的部分回波光束转换为圆偏振光。

在其中一个实施例中，所述半波片的面积等于所述入射光束的光斑面积。

在其中一个实施例中，所述双折射晶体为方解石晶体。

在其中一个实施例中，A为P偏振态时，B为S偏振态；A为S偏振态时，B为P偏振态。

在其中一个实施例中，还包括反射镜；所述反射镜用于将所述偏转的B偏振光反射至所述接收系统。

在其中一个实施例中，所述发射系统包括光源和光束准直透镜；所述接收系统包括光束聚焦透镜组和探测器；

所述光源，用于发射所述激光束；

所述光束准直透镜，用于对所述激光束进行准直处理；

所述光束聚焦透镜组，用于对所述分光镜偏转的所述接收光束进行聚焦，形成聚焦光束；

所述探测器，用于接收并检测所述聚焦光束。

第二方面，一种激光扫描控制方法，应用于上述的激光雷达测距装置；所述方法包括：

所述发射系统发射激光束；

所述分光镜使所述激光束的A偏振光穿过所述分光镜成为入射光束；

所述光束分离组件使所述入射光束从第一光口入射、出射光束从第二光口出射，出射光束包括第一B偏振光和第一A偏振光，所述第一A偏振光与所述入射光束共轴，所述第一B偏振光相对于所述第一A偏振光向第一方向偏移距离D；其中，A和B为不同的偏振态；

所述振镜改变所述出射光束的方向向外出射，并接收回波光束，所述回波光束为所述出射光束被物体反射后返回的激光；

所述光束分离组件接收所述振镜接收的所述回波光束，使所述回波光束从第二光口入射、接收光束从第一光口出射；所述接收光束包括第二B偏振光和第二A偏振光；所述第二A偏振光与所述回波光束共轴，所述第二B偏振光相对于所述第二A偏振光向第二方向偏移距离D，所述第二A偏振光和所述第二B偏振光部分重叠；所述第一方向和所述第二方向相反；

所述四分之一波片将部分所述第二A偏振光转化成B偏振光；

所述分光镜将射向所述分光镜的所述接收光束的中B偏振光发生偏转；

所述接收系统接收所述分光镜偏转的所述接收光束。

上述激光雷达测距装置和激光扫描控制方法，以A偏振光为P偏振光、B偏振光为S偏振光为例，假设所扫描的物体为完全退偏，以回波光束总能量为1为例，光束传输过程中无损耗。相应地，对本实施例而言，回波光束中P偏振光和S偏振光各占50％，则接收光束中第二A偏振光为能量0.5的P偏振光，第二B偏振光为能量0.5的S偏振光；四分之一波片可以将部分第二A偏振光转化成B偏振光，因此分光镜接收到的B偏振光至少可以包括：四分之一波片转化部分第二A偏振光得到的B偏振光以及第二B偏振光，增加了对回波光束中P偏振光的接收，从而降低了漏检概率，能量超过0.5的S偏振光可以被分光镜反射至接收系统，进一步提高激光雷达测距装置的探测能力；同时，当所扫描的物体退偏微弱时，即使回波光束少部分是S偏振光，即第二B偏振光占比较小，但四分之一波片仍可以将占比较大的第二A偏振光中的部分第二A偏振光转化为B偏振光，因此仍然可以增加接收系统接收到的P偏振光，从而降低漏检概率，进一步提高激光雷达测距装置的探测能力。而当A偏振光为S偏振光时，与上面类似，这里不再赘述。

附图说明

图1a为一个实施例中激光雷达测距装置的结构示意图；

图1b为一个实施例中分光镜、光束分离组件和四分之一波片的示意图；

图2为一个实施例中分光镜、光束分离组件和四分之一波片的示意图；

图3为一个实施例中分光镜、光束分离组件、四分之一波片和振镜的示意图；

图4为一个实施例中激光雷达测距装置的结构示意图；

图5为一个实施例中双折射晶体的光束分离示意图；

图6为一个实施例中激光扫描控制方法的流程示意图。

具体实施方式

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

针对上述漏检问题，以A偏振光为P偏振光为例，有必要将回波光束中的P偏振光尽可能多地转化为S偏振光，增加接收系统接收到的P偏振光，从而提高探测效率，提高探测距离。可以理解的是，当A偏振光为P偏振光时，B偏振光为S偏振光；当A偏振光为S偏振光时，B偏振光为P偏振光。如无特殊说明，以下实施例以A偏振光为P偏振光为例来进行描述说明。

参照图1a和图1b所示，本实施例提供一种激光雷达测距装置，可以包括：

发射系统10，用于发射激光束；

分光镜20，用于使激光束的P偏振光穿过分光镜20成为入射光束；

光束分离组件30，用于使入射光束从第一光口入射、出射光束从第二光口出射，出射光束包括第一S偏振光和第一P偏振光，第一P偏振光与入射光束共轴，第一S偏振光相对于第一P偏振光向第一方向偏移距离D；

振镜40，用于改变出射光束的方向向外出射，还用于接收回波光束，回波光束为出射光束被物体反射后返回的激光；

光束分离组件30，还用于接收振镜40接收的回波光束，使回波光束从第二光口入射、接收光束从第一光口出射；接收光束包括第二S偏振光和第二P偏振光；第二P偏振光与回波光束共轴，第二S偏振光相对于第二P偏振光向第二方向偏移距离D，第二P偏振光和第二S偏振光部分重叠；第一方向和第二方向相反；

四分之一波片60，用于将部分第二P偏振光转化成S偏振光；

分光镜20，还用于将射向分光镜20的接收光束的中S偏振光发生偏转；

接收系统50，用于接收分光镜20偏转的接收光束。

其中，第一光口位于光束分离组件中朝向分光镜的一侧，第二光口位于光束分离组件中朝向振镜的一侧。

在图1a和图1b中，虚线为发射的激光光束，实线为回波光束，均示出了上述技术方案中入射光束、第一P偏振光、第一S偏振光、回波光束、第二P偏振光、第二S偏振光等各偏振光的相对位置和示意图；此外，在图1b中，还示出了各偏振光的偏振态的变化，其中，P偏振态的各偏振光通过带双向箭头的实线表示，S偏振态的各偏振光通过实心点表示，相应地，带双向箭头的实线和实心点示出于不同偏振光的光轴位置；此外，还通过带双向箭头的虚线示出了不同偏振光的光斑直径。

其中，分光镜可以是一个分光器件或多个分光器件的组合；分光器件可以包括偏振分光棱镜、偏振分光片等；总之，分光镜可以实现对P偏振光的透过，以及对S偏振光的反射。

其中，光束分离组件可以是由具有光束分离功能的光器件、具有光束转换功能(偏振态的转换)的光器件组成的，而对其组成和结构并不限制；例如，具有光束分离功能的光器件可以为棱镜等，具有光束转换功能的光器件可以为波片等，总之，本实施例的光束分离组件能够实现将上述从第一光口入射的入射光束转换并分离为从第二光口出射的第一S偏振光和第一P偏振光，第一S偏振光相对于第一P偏振光向第一方向偏移距离D；以及从第二光口接收回波光束，并将回波光束转换并分离为从第一光口出射的第二S偏振光和第二P偏振光，第二S偏振光相对于第二P偏振光向第二方向偏移距离D；即实现了上述光束转换处理和光束分离处理。其中，第一方向和第二方向均垂直于入射光束的光路方向。

其中，振镜可以但不限于是机械式、电子式振镜；特别地，可以为MEMS微振镜，包括但不限于静电式、压电式、电磁式、热电式等不同驱动方式的MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)微振镜，存在重量轻、尺寸小、易控制、精度高等诸多优势。需要说明的是，从第二光口出射向振镜的出射光束，可以被振镜偏转至待扫描物体，振镜还可以通过扫描方式，改变出射光束的扫描方向，形成扫描图案，实现大范围扫描；振镜还可以接收出射光束被物体反射后返回的回波光束，该回波光束携带有该物体的相关信息，其中，相关信息可以包括该物体的距离、表面光学特性等中的至少一种。

其中，四分之一波片可以为具有一定厚度的双折射晶体(厚度与半波片不同)，当法向入射的光透过该波片时，寻常光(o光)和非常光(e光)之间的位相差等于π/2或其奇数倍，可以将入射的P偏振光转换为S偏振光，或者将S偏振光转换为P偏振光。可选地，四分之一波片可以位于第二P偏振光的光路上，便于将部分第二P偏振光转化成S偏振光。

需要说明的是，虽然出射光束包括上述第一S偏振光和第一P偏振光，且第一S偏振光相对于第一P偏振光存在偏移，但由于漫反射等诸多因素的影响，接收的回波光束是一束。相应地，P偏振光和S偏振光两种成分填充了整个回波光束，不过由于不同的标靶(所扫描的物体)退偏效果不同，所以回波光束中P偏振光和S偏振光比例并不确定；当完全退偏时，如果不考虑出射光束的影响，回波光束中P偏振光和S偏振光比例一般为各占50％。

假设目标对象为完全退偏，光束传输过程中无损耗，以回波光束总能量为1，则对于传统方案而言，回波光束中存在能量0.5的S偏振光可以被偏振分光组件反射至激光接收模组。

相应地，对本实施例而言，回波光束中P偏振光和S偏振光各占50％，则接收光束中第二P偏振光为能量0.5的P偏振光，第二S偏振光为能量0.5的S偏振光；四分之一波片可以将部分第二P偏振光转化成S偏振光，因此分光镜接收到的S偏振光至少可以包括：四分之一波片转化部分第二P偏振光得到的S偏振光以及第二S偏振光，增加了对回波光束中P偏振光的接收，从而降低了漏检率，接受光束中能量超过0.5的S偏振光可以被分光镜反射至接收系统，进一步提高激光雷达测距装置的探测能力；同时，当所扫描的物体退偏微弱时，即使回波光束少部分是S偏振光，即第二S偏振光占比较小，但四分之一波片仍可以将占比较大的第二P偏振光中的部分转化为S偏振光，因此仍然可以增加接收系统接收到的P偏振光，从而降低漏检概率，进一步提高激光雷达测距装置的探测能力。

可选地，偏移距离D与入射光束的光斑在第一方向上的直径相等，则第二P偏振光和第二S偏振光重叠的部分与入射光束的光斑在第一方向上的直径相等且与入射光束共轴。可以理解的是，光斑一般是椭圆形的，存在两个方向上的直径；在本实施例中，如无特殊说明，光斑直径默认为竖直方向(即第一方向)上的直径。

可以理解的是，参照图1b、图2和图3所示，通过振镜进行扫描时，此时入射光束(P偏振光)入射在光束分离组件上，经过光束分离组件转换分离为第一S偏振光和第一P偏振光，因为偏移距离D与入射光束的光斑在第一方向上的直径相等，因此第一S偏振光和第一P偏振光恰好在竖直方向(第一方向)上形成错位。如图3中右下方的子图(左视图)表示了MEMS振镜表面光斑的特征，可见此时，第一S偏振光和第一P偏振光，二者光斑恰好相接，既不存在间隙，也不存在重叠。而由于漫反射等影响，整个MEMS镜面均用于接收回波光束，回波光束中的P偏振光将保持原光路前进，但S偏振光将会整体向下方偏移，因此同样在竖直方向上形成错位，即从第一光口出射的第二S偏振光和第二P偏振光部分重叠，重叠部分在竖直方向上的尺寸等于偏移距离D，即与入射光束的光斑直径相等且与入射光束共轴，从而在接收光束的顶部区域(在竖直方向上的尺寸与入射光束的光斑直径相等，仅存在第二P偏振光)只有P偏振光，中部区域(即第二S偏振光和第二P偏振光的重叠部分)存在P偏振光和S偏振光，下部区域(在竖直方向上的尺寸与入射光束的光斑直径相等，仅存在第二S偏振光)只存在S偏振光，因此采用四分之一波片将顶部区域的第二P偏振光全部转换为S偏振光，可以实现将一半的第二P偏振光转换为S偏振光，可以极大地提高接收系统接收到的回波光束中的P偏振光，从而降低漏检概率，进一步提高激光雷达测距装置的探测能力。

示例性地，假设目标对象为完全退偏，光束传输过程中无损耗，则接收光束中第二P偏振光为能量0.5的P偏振光，第二S偏振光为能量0.5的S偏振光；四分之一波片可以将一半的第二P偏振光转化为能量0.25的S偏振光，因此接收系统可以接收到能量为0.5的S偏振光和0.25的P偏振光，相比于传统方案，接收系统增加了对回波光束中0.25的P偏振光的接收，并提高了激光雷达测距装置的探测能力。

可选地，四分之一波片不接触第二S偏振光，位于第二S偏振光的光路之外；因此如果四分之一波片接触第二S偏振光，则四分之一波片会将部分S偏振光转换为P偏振光，影响S偏振光的接收，会削弱激光雷达测距装置的探测能力，因此本实施例避免了这种不利情况。具体地，四分之一波片的下沿与入射光束的光轴在竖直方向上的距离可以为偏移距离D的一半。

参照图2、图3和图4，还示出了本实施例中的一种光束分离组件的结构示意图。其中，光束分离组件30可以包括：半波片31和双折射晶体32；半波片31，位于分光镜20和双折射晶体32之间的光路上，并与入射光束同轴，用于将入射到半波片的入射光束转换为圆偏振光，以及将入射到半波片的部分回波光束转换为圆偏振光。

示例性地，半波片可以为具有一定厚度的双折射晶体，当法向入射的光透过该波片时，寻常光(o光)和非常光(e光)之间的位相差等于π或其奇数倍，可以将P偏振光转换为圆偏振光，可以将S偏振光转换为圆偏振光。因此，半波片可以将入射到半波片的入射光束转换为圆偏振光，并入射到双折射晶体中，具体地，入射到双折射晶体中的S偏振光和P偏振光各为50％。

参照图5所示，对于双折射晶体而言，当一束入射的激光光束投射到晶体界面上，一般会产生两束相互平行且相互存在偏移(偏移方向垂直于光路方向)的折射光束，由于晶体材料各向异性，一束折射光束为光路未发生偏移的o光，另一束折射光束为光路发生偏移的e光；例如，o光可以为P偏振光，e光为S偏振光。因此，采用双折射晶体，以入射光束为P偏振态为例，可以实现将从第一光口入射的圆偏振光，分离为从第二光口出射的第一S偏振光和第一P偏振光；其中，第一P偏振光未偏移，而第一S偏振光发生偏移。同样地，双折射晶体可以将从第二光口接收的回波光束分离为从第一光口出射的第二S偏振光和第二P偏振光，其中，第二P偏振光未偏移，而第二S偏振光发生偏移，但偏移方向相反。

双折射晶体对入射光束的偏移距离与双折射晶体的尺寸和材料相关，因而可以根据实际需求设计偏移距离。示例性地，上述双折射晶体可以为以下内容中的至少一种：石英晶体、氟化镁晶体、α-偏硼酸钡(α-BBO)晶体、方解石晶体；可以分为单轴晶体和双轴晶体。例如，双折射晶体为方解石晶体，可以提供相对其他材料更大的偏移距离。因此在实际应用中，可以根据不同的需求选用不同的双折射晶体。

在本实施例中，光束分离组件中的半波片可以将入射光束转换为圆偏振光，因此出射光束包括50％的第一S偏振光和50％的第一P偏振光，即出射光束中存在50％的S偏振光，相比于传统方案中不存在S偏振光的出射光束而言，本实施例中入射光束中S偏振光的比例达到50％，因此考虑到入射光束对回波光束中S偏振光占比的影响，本实施例的回波光束中S偏振光的比例更大，相应地，接收光束中S偏振光的比例更大，从而相比传统方案而言，更多的S偏振光可以被分光镜反射至接收系统。同样地，当激光雷达测距装置还包括四分之一波片时，四分之一波片将能量0.5的P偏振光的一半转换为能量0.25的S偏振光，则分光镜接收到的S偏振光的能量至少为0.75，相比于传统方案，接收系统接收到的S偏振光提高了50％，并将激光雷达测距装置的探测能力提高了50％。

可选地，半波片的面积等于入射光束的光斑面积。此时入射光束(P偏振光)恰好全部入射在半波片上并转换为圆偏振光，相应地，接收光束中仅第二S偏振光和第二P偏振光的重叠部分(圆偏振光)穿过半波片后仍为圆偏振光；而对第二P偏振光中非重叠部分和第二S偏振光中非重叠部分，半波片均不遮挡；因此半波片可以将全部入射光束转换为圆偏振光且不对接收光束造成影响，实现了最优处理，保证了中间重叠部分的S偏振光能够被接收，确保探测能力。

此外，四分之一波片的尺寸可以大于或等于半波片的尺寸，半波片可以布置于垂直于入射光束的光路所在的平面上，四分之一波片也可以布置于垂直于入射光束的光路所在的平面上，二者可以共面也可以不共面。当四分之一波片的尺寸等于半波片的尺寸等于入射光束的光斑直径等于偏移距离D时，四分之一波片的中心可以与入射光束的光轴在第一方向上的距离可以为偏移距离D，半波片可以与入射光束共轴。另外，在第一方向上，半波片和四分之一波片之间的距离为0或者小于预设距离阈值(尽可能接近)，以避免部分入射光束从半波片和四分之一波片之间的区域通过，以及部分第二P偏振光从半波片和四分之一波片之间的区域通过。示例性地，四分之一波片和半波片的形状可以为圆形，也可以为方形或其它形状。

参照图4所示，激光雷达测距装置还可以包括反射镜70；反射镜用于将偏转的S偏振光反射至接收系统。

其中，反射镜可以是平面反射镜、柱面反射镜等，其形状、倾斜角度等均可以根据实际情况而定，本实施例对此不做限定。相比于图1a中分光镜直接将接收光束中的S偏振光反射至接收系统的技术方案而言，在图4所示的激光雷达测距装置中，反射镜可以用于将分光镜偏转的S偏振光反射至接收系统，因此接收系统的位置和接收方向可以更灵活的进行布置，例如可以实现如图4中的布置，通过反射镜实现光路折叠，发射系统和接收系统可以并排布置且距离更近，使得整个激光雷达测距装置的结构可以更紧凑，降低激光雷达测距装置的体积。

可以理解的是，当A偏振光为S偏振光时，与上述各实施例的描述类似，这里不再赘述。

在一个实施例中，发射系统10可以包括光源和光束准直透镜；接收系统50可以包括光束聚焦透镜组和探测器；光源，用于发射激光束；光束准直透镜，用于对激光束进行准直处理；光束聚焦透镜组，用于对分光镜偏转的接收光束进行聚焦，形成聚焦光束；探测器，用于接收并检测聚焦光束。

其中，光源可以为主要发射P偏振光的光源，可以为主要发射S偏振光的光源，也可以为P偏振光和S偏振光混合的光源；本实施例对此并不限制。光束准直透镜或光束聚焦透镜组可以包括以下任一种：球透镜、球透镜组、柱透镜组。可选的，探测器可以为以下器件，或以下至少一类器件组成的阵列：APD(Avalanche Photo Diode，雪崩光电二极管)、SIPM(Silicon photomultiplier，硅光电倍增管)、SPAD(Single Photon Avalanche Diode，单光子雪崩二极管)、MPPC(硅光电倍增管)、PMT(photomultiplier tube，光电倍增管)等。

需要强调的是，在本实施例中，当A偏振光为P偏振光时，B偏振光为S偏振光，相应地，分光镜可以反射S偏振光且透射P偏振光，双折射晶体可以偏移S偏振光；当A偏振光为S偏振光时，B偏振光为P偏振光，相应地，分光镜可以反射P偏振光且透射S偏振光，双折射晶体可以偏移P偏振光。双折射晶体内晶体的晶轴方向与入射光束的入射方向之间的位置关系决定了双折射晶体对P偏振光进行偏移，还是对S偏振光进行偏移。

参照图6所示，本实施例还提供了一种激光扫描控制方法，应用于上述的激光雷达测距装置；以A偏振光为P偏振光为例，该方法可以包括：

S601，发射系统发射激光束；

S602，分光镜使激光束的P偏振光穿过分光镜成为入射光束；

S603，光束分离组件使入射光束从第一光口入射、出射光束从第二光口出射，出射光束包括第一S偏振光和第一P偏振光，第一P偏振光与入射光束共轴，第一S偏振光相对于第一P偏振光向第一方向偏移距离D；

S604，振镜改变出射光束的方向向外出射，并接收回波光束，回波光束为出射光束被物体反射后返回的激光；

S605，光束分离组件接收振镜接收的回波光束，使回波光束从第二光口入射、接收光束从第一光口出射；接收光束包括第二S偏振光和第二P偏振光；第二P偏振光与回波光束共轴，第二S偏振光相对于第二P偏振光向第二方向偏移距离D，第二P偏振光和第二S偏振光部分重叠；第一方向和第二方向相反；

S606，四分之一波片将部分第二P偏振光转化成S偏振光；

S607，分光镜将射向分光镜的接收光束的中S偏振光发生偏转；

S608，接收系统接收分光镜偏转的接收光束。

而当A偏振光为S偏振光时，与上面类似，这里不再赘述。关于激光扫描控制方法的具体限定可以参见上文中对于激光雷达测距装置的限定，在此不再赘述。

本领域技术人员可以理解，图1a-4中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

以上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。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种激光雷达测距装置，其特征在于，包括：

发射系统，用于发射激光束；

分光镜，用于使所述激光束的A偏振光穿过所述分光镜成为入射光束；

光束分离组件，用于使所述入射光束从第一光口入射、出射光束从第二光口出射，出射光束包括第一B偏振光和第一A偏振光，所述第一A偏振光与所述入射光束共轴，所述第一B偏振光相对于所述第一A偏振光向第一方向偏移距离D；其中，A和B为不同的偏振态；

振镜，用于改变所述出射光束的方向向外出射，还用于接收回波光束，所述回波光束为所述出射光束被物体反射后返回的激光；

所述光束分离组件，还用于接收所述振镜接收的所述回波光束，使所述回波光束从第二光口入射、接收光束从第一光口出射；所述接收光束包括第二B偏振光和第二A偏振光；所述第二A偏振光与所述回波光束共轴，所述第二B偏振光相对于所述第二A偏振光向第二方向偏移距离D，所述第二A偏振光和所述第二B偏振光部分重叠；所述第一方向和所述第二方向相反；

四分之一波片，用于将部分所述第二A偏振光转化成B偏振光；

所述分光镜，还用于将射向所述分光镜的所述接收光束中的B偏振光发生偏转；

接收系统，用于接收所述分光镜偏转的所述接收光束。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述偏移距离D与所述入射光束的光斑在第一方向上的直径相等，所述第二A偏振光和所述第二B偏振光重叠的部分与所述入射光束的光斑在第一方向上的直径相等且与所述入射光束共轴。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述四分之一波片不接触所述第二B偏振光。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，所述光束分离组件包括：半波片和双折射晶体；

所述半波片，位于所述分光镜和所述双折射晶体之间的光路上，并与所述入射光束同轴，用于将入射到所述半波片的所述入射光束转换为圆偏振光，以及将入射到所述半波片的部分回波光束转换为圆偏振光。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述半波片的面积等于所述入射光束的光斑面积。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述双折射晶体为方解石晶体。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，A为P偏振态时，B为S偏振态；A为S偏振态时，B为P偏振态。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括反射镜；所述反射镜用于将所述偏转的B偏振光反射至所述接收系统。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发射系统包括光源和光束准直透镜；所述接收系统包括光束聚焦透镜组和探测器；

所述光源，用于发射所述激光束；

所述光束准直透镜，用于对所述激光束进行准直处理；

所述光束聚焦透镜组，用于对所述分光镜偏转的所述接收光束进行聚焦，形成聚焦光束；

所述探测器，用于接收并检测所述聚焦光束。

10.一种激光扫描控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-9中任一项所述的激光雷达测距装置；所述方法包括：

所述发射系统发射激光束；

所述分光镜使所述激光束的A偏振光穿过所述分光镜成为入射光束；

所述光束分离组件使所述入射光束从第一光口入射、出射光束从第二光口出射，出射光束包括第一B偏振光和第一A偏振光，所述第一A偏振光与所述入射光束共轴，所述第一B偏振光相对于所述第一A偏振光向第一方向偏移距离D；其中，A和B为不同的偏振态；

所述振镜改变所述出射光束的方向向外出射，并接收回波光束，所述回波光束为所述出射光束被物体反射后返回的激光；

所述光束分离组件接收所述振镜接收的所述回波光束，使所述回波光束从第二光口入射、接收光束从第一光口出射；所述接收光束包括第二B偏振光和第二A偏振光；所述第二A偏振光与所述回波光束共轴，所述第二B偏振光相对于所述第二A偏振光向第二方向偏移距离D，所述第二A偏振光和所述第二B偏振光部分重叠；所述第一方向和所述第二方向相反；

所述四分之一波片将部分所述第二A偏振光转化成B偏振光；

所述分光镜将射向所述分光镜的所述接收光束中的B偏振光发生偏转；

所述接收系统接收所述分光镜偏转的所述接收光束。

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