CN110471070A

CN110471070A - 组合型探测系统及探测器件

Info

Publication number: CN110471070A
Application number: CN201910734409.9A
Authority: CN
Inventors: 谈顺毅
Original assignee: Shanghai Hui Xi Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Hui Xi Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2019-08-09
Filing date: 2019-08-09
Publication date: 2019-11-19
Anticipated expiration: 2039-08-09
Also published as: CN110471070B

Abstract

本发明提供了一种组合型探测系统及探测器件，包括：控制系统，以及两种或者超过两种的探测器件或探测子系统；所述控制系统根据至少一种探测器件或者探测子系统获取的探测信息，设定全部或部分探测器件或探测子系统的探测参数。本发明可以结合各子系统的优点，降低对于各子系统的硬件要求，在不影响或提高探测准确性的同时降低生产和使用成本；本发明通过其中的一种或多种系统做初步的探测，并根据初步探测接收的数据控制系统中的其它探测器件或子系统做进一步的探测。其优点是可以综合各种探测系统的优点，并有效避免各子系统的缺点。

Description

组合型探测系统及探测器件

技术领域

本发明涉及探测系统领域，具体地，涉及一种组合型探测系统及探测器件，尤其是一种包含多种探测器件或子系统的探测系统以及控制系统。

背景技术

激光雷达，毫米波雷达，摄像头探测等等技术手段以广泛应用到日常生活的方方面面，例如仓储物流中的AGV，汽车的ADAS及未来的无人驾驶等。在现实的探测系统使用场景中，往往包含多种探测系统，例如自动驾驶中很可能同时包含激光雷达，毫米波雷达，摄像头多种探测探测子系统，实际使用中，往往对整个探测范围的大部分区域只需要粗略的扫描，而只对小部分区域需要精确的跟踪扫描，而目前的系统集成的多种探测器都是按固定的模式工作，一般要求各探测子系统都能够同时对整个场景进行完全的探测，这样做带来的问题是导致各器件成本的增高(尤其是激光雷达)，而有些器件大多时候的探测能力是被浪费的，或者降低了其精确探测的能力。

专利文献106603925A公开了一种组合型多探头探测系统，其包括红外探头、图像探头、光传感器、处理器，所述光传感器与所述处理器连接，所述处理器分别与所述红外探头、图像传感器连接，所述光传感器用于感测外部光强度，并发送至所述处理器，所述处理器根据所述光强度值控制所述红外探头或图像探头打开。在该专利中，探测器件大多时候的探测能力是被浪费的，且降低了整个探测系统精确探测的能力。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种组合型探测系统及探测器件。

根据本发明提供的一种组合型探测系统，包括：控制系统，以及两种或者超过两种的探测器件或探测子系统；所述控制系统根据至少一种探测器件或者探测子系统获取的探测信息，设定全部或部分探测器件或探测子系统的探测参数。

优选地，探测参数包括以下任一种或者任多种参数：-角度参数；-距离参数；-扫描范围参数；-光束的模式参数；-光束的强度参数；-光束编码参数。

优选地，所述探测参数根据获得的探测信息实时变化。

优选地，所述控制系统控制至少一种探测器件或探测子系统进行粗略探测或者粗略扫描，并根据粗略探测或者粗略扫描所得的探测信息确定其它一种或多种探测器的探测范围或者扫描范围，进行精确探测或者精确扫描。

优选地，所述控制系统包括：同步控制单元：发送和/或接收同步信号，通过所述同步信号同步各探测器件或探测子系统的探测及扫描。

优选地，所述控制系统还包括：计算控制单元：根据全部或者部分探测器件、探测子系统获得的探测信息，计算出探测物体的空间位置和/或运动信息，输出空间位置和或运动信息。

优选地，所述探测器件或者探测子系统采用以下任一种或者任多种器件：-毫米波雷达器件；-激光雷达器件；-摄像头器件；-超声波雷达器件。

优选地，所述激光雷达器件包括：激光雷达发射端；激光雷达发射端包括一种或者多种扫描器件。

优选地，所述扫描器件包括SLM器件(空间光调制器)，振镜器件、波导相控阵器件、衍射器件、旋转机械器件中的任一种或者任多种器件来实现光束的扫描。

优选地，所述SLM器件采用如下任一种或者任多种器件：-相位调制的硅基液晶器件；-metasurface液晶器件；-液晶器件。

优选地，所述相位调制硅基液晶或液晶器件采用ECB模式封装。

优选地，SLM器件或者振镜器件根据控制系统发出的扫描设定位置信息控制光束扫描设定的位置。

优选地，SLM器件根据控制系统发出的调制光束模式信息调制出所需的光束模式。

优选地，所述光束模式包括以下任一种或者任多种模式：-点模式；-线模式；-面模式；-点阵模式；-线阵模式；-面阵模式。

优选地，所述光束模式对应的调制信息的生成采用如下任一种或者任多种方式：-读取预存的调制信息；-实时计算调制信息。

优选地，所述实时计算调制信息采用以下任一种或者任多种计算方式：-傅里叶变换；-傅里叶逆变换；-菲涅尔变换；-菲涅尔逆变换；-空间角频谱传播；-相位叠加。

优选地，扫描器件根据控制系统发出的调制控制信息对调制光束的强度分布进行调制；所述扫描器件为SLM器件。

优选地，扫描器件(SLM器件或者振镜器件)输出已扫描光束信息至控制系统。

优选地，所述激光雷达器件还包括发射端，所述发射端还包括：光源装置；所述光源装置包括以下任一种或者任多种器件：-EEL激光器件；-VCSEL激光器件；-光纤激光器件；-固体激光器件。

优选地，所述控制系统对光源装置所产生的发射光的强度进行调制。

优选地，所述控制系统对光源装置所产生的发射光进行编码。

优选地，所述探测器件或子系统中还包括：接收系统、发射系统；发射系统：根据发射状态信息，输出发射信息至控制系统；接收系统：根据接收状态信息，输出接收信息至控制系统。

优选地，接收系统采用以下任一种器件、阵列，或者任多种器件、阵列：-APD器件；-APD阵列；-SPAD器件；-SPAD阵列。

优选地，控制系统包括：计算控制单元；计算控制单元：根据接收信息，发射信息、探测信息中的至少一种信息，采用脉冲法、相位法、三角法、多普勒法、位置跟踪法中的一种或者多种计算方法，计算被探测物体的空间位置和/或运动信息(例如速度，加速度，运动方向等)，输出空间位置和/或运动信息。

优选地，所述控制系统采用以下任一种或者任多种芯片：-CPU芯片；-GPU芯片；-DSP芯片；-FPGA芯片；-CPLD芯片；-ASIC芯片。

优选地，所述控制系统还包括以下任一种或者任多种存储器：-DDR存储器；-FLASH存储器；-ROM存储器。

优选地，所述控制系统综合处理各探测器件或子系统获得的探测信息后输出已探测结果信息。

优选地，所述控制系统通过有线或无线方式与所述探测器件或者探测子系统相连接。

优选地，还包括：辅助设备、辅助控制系统，所述控制系统通过有线或无线方式与辅助设备或者辅助控制系统相连接。

优选地，所述控制系统通过有线或无线方式与其它探测系统相连接。

优选地，所述空间光调制器根据调制信息来控制光束扫描，所述调制信息包括：相位分布信息。

根据本发明提供的一种探测器件，所述探测器件采用激光雷达器件；所述激光雷达器件包括：激光雷达发射端、光源装置；激光雷达发射端包括一种或者多种扫描器件。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明根据其中一种或多种探测器件的探测数据来实时控制或改变其它探测器件探测参数设置，而非所有探测器件都根据固定的模式实施探测；

2、本发明可以结合各子系统的优点，降低对于各子系统的硬件要求，在不影响或提高探测准确性的同时降低生产和使用成本；

3、本发明通过其中的一种或多种系统做初步的探测，并根据所述初步探测接收的数据控制系统中的其它探测器件或子系统做进一步的探测。其优点是可以综合各种探测系统的优点，并有效避免各子系统的缺点。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明所提供的组合型探测系统的框图示意图。

图2为本发明的原理示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1、图2所示，根据本发明提供的一种组合型探测系统，包括：控制系统，以及两种或者超过两种的探测器件或探测子系统；所述控制系统根据至少一种探测器件或者探测子系统获取的探测信息，设定全部或部分探测器件或探测子系统的探测参数。具体地，在一个实施例中，组合型探测系统包括控制系统、第一探测器件、第二探测器件、第一探测子系统、第二探测子系统，可以先由第一探测器件、第一探测子系统先行粗略探测或者粗略扫描，然后由控制系统根据粗略探测信息或者粗略扫描信息确定第二探测器件、第二探测子系统的范围，继而进行精确探测。

探测参数包括以下任一种或者任多种参数：-角度参数；-距离参数；-扫描范围参数；-光束的模式参数；-光束的强度参数；-光束编码参数。

所述探测参数根据获得的探测信息实时变化。

所述控制系统控制至少一种探测器件或探测子系统进行粗略探测或者粗略扫描，并根据粗略探测或者粗略扫描所得的探测信息确定其它一种或多种探测器的探测范围或者扫描范围，进行精确探测或者精确扫描。

所述控制系统包括：同步控制单元：发送和/或接收同步信号，通过所述同步信号同步各探测器件或探测子系统的探测及扫描。

所述控制系统还包括：计算控制单元：根据全部或者部分探测器件、探测子系统输出的探测信息，计算出探测物体的空间位置和/或运动信息，输出空间位置和/或位置信息。

所述探测器件或者探测子系统采用以下任一种或者任多种器件：-毫米波雷达器件；-激光雷达器件；-摄像头器件；-超声波雷达器件。

所述激光雷达器件包括：激光雷达发射端；激光雷达发射端包括一种或者多种扫描器件。

所述扫描器件包括SLM器件，振镜器件、波导器件、衍射器件、旋转机械器件中的任一种或者任多种器件来实现光束的扫描。

例如系统中包含摄像头，毫米波雷达和激光雷达多种探测器件/子系统，通过摄像头或毫米波雷达对外部环境做粗略扫描(摄像头获取的深度信息不准或无法获取深度信息，而毫米波雷达则存在分辨率较低的问题)，获取大致的外部信息后，由控制系统处理上述信息，获得需要精确探测的外部物体的大致位置，再控制激光雷达(激光雷达精度高，但存在成本高，使用某些种类扫描元器件的激光雷达还存在扫描速度低的缺陷)对所述位置进行精确探测，通过缩小激光雷达的扫描范围来降低其成本以及使某些扫描速度较低但具有其它明显优势的扫描器件可以获得应用。例如使用基于硅基液晶的相位调制空间光调制器来做激光雷达发射端的调制器件。这种空间光调制器具有纯固态，光束输出模式灵活(自适应)、分辨率高、稳定可靠等等优点，但其刷新率较低，一般为数百Hz，若单独使用将难以满足对全部场景做扫描的速度要求，但结合其它系统，例如结合毫米波雷达或摄像头获得的外部信息，可以将扫描范围设定在需要精确扫描的较小范围内，则可以大大降低对其刷新速度的要求，同时充分发挥其光束输出模式灵活(例如可输出任意的点、线、面图案光束及其组合，可任意调节光束的聚焦位置，可任意分配输出光束的强度/能量分布等)、分辨率高(角分辨率可以达到2000x2000以上)等等优势。当然激光雷达也可以使用振镜来做扫描系统，振镜本身的使用在高速扫描较大范围时也会带来分辨率下降，刷新速度不够等问题，但通过其它探测子系统获得的探测信息，可以在一定的时间范围内将其扫描范围限定在一个或几个小区域内，提高其分辨率和/或增加刷新速度，从而可以使用低端的振镜来获得与高端振镜相同或更好的效果。或者所述扫描器件也可以使用基于波导技术的相控阵器件。

相应的，激光雷达的接收部件可以采用APD或SPAD器件，可以是单颗器件或者一维或二维的阵列。

所述SLM器件采用如下任一种或者任多种器件：相位调制硅基液晶器件；-metasurface液晶器件；-液晶器件，例如用于相位调制的透射式液晶器件，基于超材料的液晶器件等，波导相控器件等。

所述相位调制硅基液晶器件采用ECB模式封装。

SLM器件或者振镜器件根据控制系统发出的扫描设定位置信息控制光束扫描设定的位置。

SLM器件根据控制系统发出的调制光束模式信息调制出所需的光束模式。

所述光束模式包括以下任一种或者任多种模式及其组合：-点模式；-线模式；-面模式；-点阵模式；-线阵模式；-面阵模式。

所述光束模式对应的调制信息(相位分布)的生成采用如下任一种或者任多种方式及其组合：-读取预存的调制信息；-实时计算调制信息。

所述实时计算调制信息采用以下任一种或者任多种计算方式及其组合：-傅里叶变换；-傅里叶逆变换；-菲涅尔变换；-菲涅尔逆变换；-空间角频谱传播；-相位叠加等。

扫描器件根据控制系统发出的调制控制信息对调制光束的强度分布进行调制；所述扫描器件为SLM器件。

扫描器件(SLM器件或者振镜器件)输出已调制或正在调制的光束信息至控制系统。

所述激光雷达器件还包括：发射端；所述发射端还包括：光源装置；所述光源装置包括任一种或者任多种器件：-EEL激光器件(边发射半导体激光器)；-VCSEL激光器件；-光纤激光器件；-固体激光器件。

所述控制系统对光源装置所产生发射光的强度进行调制。

所述控制系统对光源装置所产生发射光进行编码。

所述探测器件或子系统中还包括：接收系统、发射系统；发射系统：根据发射状态信息，输出发射信息至控制系统；接收系统：根据接收状态信息，输出接收信息至控制系统。

接收系统采用以下任一种或者任多种器件或阵列，以及其组合：-APD器件；-APD阵列；-SPAD器件；-SPAD阵列。

控制系统包括：计算控制单元；计算控制单元：根据接收信息，发射信息、探测信息中的至少一种信息，采用脉冲法、相位法、三角法、多普勒法、跟踪物体位置并做计算等方法中的一种或者多种计算方法，计算被探测物体的空间位置和/或运动信息，输出空间位置信息和/或运动信息。

在系统中激光雷达子系统采用相位调制的空间光调制器的实施例中，空间光调制器的调制信息/相位分布可以是实时生成的，也可以是预存在存储器中，由控制系统根据探测信息选取输出的，还可以是将预存的探测信息之间进行计算和/或叠加后生成相位分布输出，或者部分实时计算的信息与预存的信息再次计算叠加后生成相位分布输出。所述实时计算可以是控制系统根据探测信息计算出激光雷达下一帧扫描所需的光束位置(空间位置或角度，聚焦位置等)，模式(点，线，面，或其组合)，通过傅里叶变换/逆变换，菲涅尔变换/逆变换，角频谱传播等等方式计算，还可以加入Gerchberg-Saxton算法及其变种算法，淬火算法，强度补偿等等算法来提高所生成相位分布的质量。

所述的两个相位分布叠加可以通过如下数学式表述

其中，A_1xy，A_2xy为光的振幅分布，λ为入射光波的波长，φ_1xy,φ_2xy为相位分布，当A_1xy＝A_2xy时，上述式子也可简化为实际输出至空间光调制器的相位分布为经过量化处理的相位分布(φ_1xy+φ_2xy)。多个相位分布叠加时可以依上式递推。需要指出的是，由于相位运算的特殊性，实际扫描过程中可以通过相位叠加的方法来降低运算量提高运算速度。例如，例如扫描系统中常用的将上一帧输出的光束平移和/或旋转一定位置的操作，可以是通过将上一帧的光束对应的相位分布叠加一个平移和/或旋转的相位分布来实现的，则扫描过程中每一帧光束的平移和/或旋转，只需要在此区域扫描的第一帧时通过前述方法实时计算相位分布(也可以是从预存的相位分布中读取)，后续的相位分布计算只需要将上一帧的相位分布叠加预存(或只需生成过一次)的平移和/或旋转相位即可。

上述相位叠加的方法还可以用在图案生成(例如计算一种光束的相位分布平移一定位置后的相位分布，再和原相位分布叠加，就能得到包含两个不同位置的光束的相位分布，或者将多种不同类型的光束的相位分布叠加，能得到包含多种光束类型的相位分布输出)，调制焦距(一种光束的相位分布叠加特定焦距的相位分布，就能改变其聚焦的距离)等等方面，从而降低运算量，提高运算速度。

所述控制系统采用以下任一种或者任多种芯片：-CPU芯片；-GPU芯片；-DSP芯片；-FPGA芯片；-CPLD芯片或订制开发的ASIC芯片。

所述控制系统还包括以下任一种或者任多种存储器：-DDR存储器；-FLASH存储器；-ROM存储器。

所述控制系统综合处理各探测器件或探测子系统获得的探测信息后输出已探测结果信息。

所述控制系统通过有线或无线方式与所述探测器件或探测子系统相连接。

所述控制系统通过有线或无线方式与其它类似或相同控制系统相连接。

还包括：辅助设备、辅助控制系统，所述控制系统通过有线或无线方式与辅助设备或者辅助控制系统相连接。

具体地，在一个实施例中，本发明应用在一种汽车的前视系统中，采用激光雷达和毫米波雷达及控制系统。其中毫米波雷达采用77GHz频率，分辨率约为20cm，探测范围为60°x10°，300m距离，用以对外部环境进行大范围的粗略扫描，并反馈探测信息至控制系统。

激光雷达子系统的光源采用980nm的EEL半导体激光器，激光雷达还包含基于硅基液晶的相位调制空间光调制器(SLM),能够在正常工作温度范围内实现对于980nm光波>2pi的调制范围。其分辨率为4096x1080，像素点为正方形(有些情况下，也可以将像素点设计为长方形，从而可以充分利用光源照明，及降低成本等)，大小为6.4um，液晶材料采用ECB模式封装，刷新率为360Hz，对980nm光波，一级衍射角～8.7°，经过光学系统(透镜，棱镜、反射镜等)对光束做调制后，输出光束的有效范围为60°x10°，对应的角分辨率约为0.015°(垂直方向由于扫描角度较小，角分辨率将大于这一数值。此外，还可以物理遮蔽垂直方向的下半区域，以屏蔽不可调制的0级杂光，由于垂直方向分辨率超出实际需求，所以这样做也不会严重损失垂直方向的角分辨率)，空间光调制器用于调制光束的扫描角度，输出模式，光强分布等参数。激光雷达使用一维阵列的APD做接收器件。

控制系统包含CPU、GPU及FPGA芯片，此例中CPU、GPU负责接收毫米波雷达及激光雷达反馈的探测信息，对所述数据进行处理，绘制空间点云，根据数据计算各子系统的探测参数(包括扫描范围，距离，输出模式，光强分布等)，并根据探测参数计算激光雷达所需的调制信息(此例中为相位分布，这部分工作也可以由FPGA完成)等工作，FPGA负责同步系统中的各子系统及器件，驱动激光雷达中的SLM芯片等工作。控制系统中还包含DDR及FLASH，FLASH用于存储控制程序，预存SLM所需的部分相位分布信息，DDR则在系统工作时充当缓存的作用。

上述系统工作时，系统启动后首先毫米波雷达发射毫米波并接收回波，根据回波信息控制系统生成初步的三维点云，包括周围环境中物体的大致信息，包括方位角度及距离，运动与否等，并计算出需要进一步精确探测的物体的大致信息，例如前方100米，水平10°～10.1°，垂直0°～0.2°的位置范围以及前方5米，水平30°～32°，垂直2°～2.5°的位置上分别有两个速度为10米/秒和0米/秒的物体需要精确探测。在下一周期开始时，控制系统根据毫米波雷达的该探测信息设定激光雷达的扫描范围和扫描模式，例如扫描范围为水平方向9.9～10.2°，垂直方向-0.1～0.3°范围，距离100米，以及水平29°～33°，垂直1.5°～3°，距离5米，假设对于物体的分辨率要求是3cm，则在100米距离上对应每一激光束的发散角度约是0.015°，在5米距离上对应每一激光束的发散角度约是0.35°。假设采取水平方向单线段扫描的模式，则100米处物体需要约20个周期完成扫描，5米处的物体需约12个周期。具体工作时，GPU(也可以是FPGA来做计算)先通过快速傅里叶变换(也可以通过菲涅尔变换或角频谱传播方式计算，这两种方法计算得出的相位分布已经包含聚焦在100米处的信息，后续可省略叠加聚焦相位的步骤)，计算出对应水平方向角度为9.9°，垂直方向-0.1°～0.3°范围的线段的相位分布(也可以是选取预存在FLASH中的相位分布数据)，从预存数据中选取聚焦在100米处的相位分布信息(也可以是通过zernike或seidel等多项式或计算光程差的方式实施计算)，叠加在前述相位上，然后输出至FPGA，FPGA加入DC BALANCE周期(可通过DDR内存做缓存)后通过RGB的数据总线格式将上述数据传输至空间光调制器，同时同步控制激光光源开启，同步控制APD阵列接收器接收并将接收数据传送回控制系统。在下一个时间周期中，此例中约为2.7ms，控制系统将上一周期中输出的相位分布叠加一个将光束平移0.015°的相位分布(此相位分布可以是预存在FLASH中，也可以是实时计算生成)，并重复前述的输出和接收步骤。在后续的时间周期中，可以直接将第二周期的相位分布叠加光束平移0.015°的相位分布并重复输出和接收的步骤，直到完成20个扫描周期。然后控制系统再计算(也可以在前述步骤中并行计算)29°，垂直1.5～3°，距离5米，发散角度0.35°(此处也可以采用发散角0.015°的线段，但下一周期扫描时对线段的平移将是0.35°而非0.015°)的相位分布，与对物体1的探测类似，完成12个探测周期。

为了提高扫描速度激光雷达的上述扫描过程还可以采用多线段同时扫描，或者同时扫描100米和5米处的两个物体(例如将上例中100米扫描线段的相位分布叠加5米扫描线段的相位分布，就可以得到同时包含100米线段和5米线段的相位分布信息)，在这种模式中，由于能量守恒，控制系统需要提高光源的输出功率，保证两个线段的能量仍都能满足探测需求。

在激光雷达的上述扫描周期中，毫米波雷达仍旧正常工作，若在此时间段中发现有新的需要精确扫描的物体出现，控制系统也可以中断激光雷达的扫描，而使激光雷达执行优先级更高的任务。或者也可以将需要扫描的相位叠加到正在执行的扫描任务的相位上(也可以一起重新计算)，从而生成同时包含新的扫描任务光束及原目标任务光束的相位分布。在这种情形中，控制系统还需要同步提高光源的输出功率，保证多个任务光束的能量仍都能满足探测需求。

所有探测完成后，假设控制系统根据激光雷达精确扫描的数据判断100米处物体1是运动的行人需要持续跟踪，而5米处的物体2是固定的路牌无需继续跟踪，则在后续处理中，激光雷达可以无需再对5米处的物体2进行扫描，激光雷达还可以改变对于物体1行人的光束模式，例如输出光束从单根线段改变为一个范围为0.3x0.3°的空心小方框，四边光束的宽度仍为0.015°。这样做的好处是由于目标的情况已经确定，后续激光雷达通过新的光束模式只需要一个时间周期就能确定其位置等信息，无须再花费20个周期做精确扫描。

上述激光雷达的接收系统采用相位法测距(也可使用TOF法)，在空间光调制器的每一个时间周期内(此例中约为2.7ms)，控制系统需要对光源的输出进行调制(例如将光源的输出强度调制成随时间的正弦分布)，根据接收系统接收到的信号与发出信号的相位差即可计算出扫描物体的精确距离。控制系统还可以将上述数据与毫米波雷达得出的数据相比较，相互验证，提高准确性。

控制系统还可以对光源发出的光进行编码，例如在一定时间内按照一定的规律发射脉冲，接收信号时只对有类似规律的返回信息进行处理，从而排除外界还有其它类似的探测系统或激光器的干扰。

激光雷达的接收系统使用APD阵列，分辨率为1x100，可以提供垂直方向的角度信息，而水平方向的角度信息则依靠控制系统控制空间光调制器生成的扫描线条来提供，加上相位法或TOF法测得的距离信息，能够还原出被测物体的3维信息。

在一个变化例中，上述实施例中激光雷达的接收系统也可以采用单个点的探测器件，例如单颗APD，只对水平方向做精确的扫描，垂直方向的角度信息则使用毫米波雷达提供的信息。或者通过改变空间光调制器的输出模式来同时或先后获取水平及垂直方向的角度信息。这样做的好处是可以降低成本。

在一个变化例中，上述实施例中还可以加入多个摄像头作为另一个探测子系统，或者替代毫米波雷达的作用，通过视差的原理初步判断外部物体的位置，然后控制系统设置激光雷达参数做精确扫描。

在一个变化例中，上述控制系统还可以增加无线系统，例如4G/5G系统，用于控制各子系统及向其传输数据。无线系统还可以和其它类似系统(例如类似的探测系统)或电子系统(例如云服务器)实现交互，发送及接收数据。

本领域技术人员可以将本发明提供的组合型探测系统的实施例，理解为本发明提供的探测器件的一个实施例。

本发明根据其中一种或多种探测器件的探测数据来实时控制或改变其它探测器件探测参数设置，而非所有探测器件都根据固定的模式实施探测；本发明可以结合各子系统的优点，降低对于各子系统的硬件要求，在不影响或提高探测准确性的同时降低生产和使用成本；本发明通过其中的一种或多种系统做初步的探测，并根据所述初步探测接收的数据控制系统控制系统中的其它探测器件或子系统做进一步的探测。其优点是可以综合各种探测系统的优点，并有效避免各子系统的缺点。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、系统、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、系统、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、系统、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、系统、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、系统、单元视为既可以是实现方法的软件系统又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims

1.一种组合型探测系统，其特征在于，包括：控制系统，以及两种或者超过两种的探测器件或探测子系统；

所述控制系统根据至少一种探测器件或者探测子系统获取的探测信息，设定全部或部分探测器件或探测子系统的探测参数。

2.根据权利要求1所述的组合型探测系统，其特征在于，探测参数包括以下任一种或者任多种参数：

-角度参数；

-距离参数；

-扫描范围参数；

-光束的模式参数；

-光束的强度参数；

-光束编码参数。

3.根据权利要求1所述的组合型探测系统，其特征在于，所述探测参数根据获得的探测信息实时变化。

4.根据权利要求1所述的组合型探测系统，其特征在于，所述控制系统控制至少一种探测器件或探测子系统进行粗略探测或者粗略扫描，并根据粗略探测或者粗略扫描所得的探测信息确定其它一种或多种探测器的探测范围或者扫描范围，进行精确探测或者精确扫描。

5.根据权利要求1所述的组合型探测系统，其特征在于，所述控制系统包括：

同步控制单元：发送和/或接收同步信号，通过所述同步信号同步各探测器件或探测子系统的探测及扫描。

6.根据权利要求1所述的组合型探测系统，其特征在于，所述控制系统还包括：

计算控制单元：根据全部或者部分探测器件、探测子系统获得的探测信息，计算出探测物体的空间位置和/或运动信息，输出空间位置和/或运动信息。

7.根据权利要求1所述的组合型探测系统，其特征在于，所述探测器件或者探测子系统采用以下任一种或者任多种器件：

-毫米波雷达器件；

-激光雷达器件；

-摄像头器件；

-超声波雷达器件。

8.根据权利要求7所述的组合型探测系统，其特征在于，所述激光雷达器件包括：激光雷达发射端；

激光雷达发射端包括一种或者多种扫描器件。

9.根据权利要求8所述的组合型探测系统，其特征在于，所述扫描器件包括SLM器件，振镜器件、波导相控阵器件、衍射器件、旋转机械器件中的任一种或者任多种器件来实现光束的扫描。

10.根据权利要求9所述的组合型探测系统，其特征在于，所述SLM器件采用如下任一种或者任多种器件：

-相位调制的硅基液晶器件；

-metasurface液晶器件；

-液晶器件。

11.根据权利要求10所述的组合型探测系统，其特征在于，所述相位调制硅基液晶或液晶器件采用ECB模式封装。

12.根据权利要求9所述的组合型探测系统，其特征在于，SLM器件或者振镜器件根据控制系统发出的扫描设定位置信息控制光束扫描设定的位置。

13.根据权利要求9所述的组合型探测系统，其特征在于，SLM器件根据控制系统发出的调制光束模式信息调制出所需的光束模式。

14.根据权利要求13所述的组合型探测系统，其特征在于，所述光束模式包括以下任一种或者任多种模式：

-点模式；

-线模式；

-面模式；

-点阵模式；

-线阵模式；

-面阵模式。

15.根据权利要求13所述的组合型探测系统，其特征在于，所述光束模式对应的调制信息的生成采用如下任一种或者任多种方式：

-读取预存的调制信息；

-实时计算调制信息。

16.根据权利要求15所述的组合型探测系统，其特征在于，所述实时计算调制信息采用以下任一种或者任多种计算方式：

-傅里叶变换；

-傅里叶逆变换；

-菲涅尔变换；

-菲涅尔逆变换；

-空间角频谱传播；

-相位叠加。

17.根据权利要求9所述的组合型探测系统，其特征在于，扫描器件根据控制系统发出的调制控制信息对调制光束的强度分布进行调制；

所述扫描器件为SLM器件。

18.根据权利要求9所述的组合型探测系统，其特征在于，扫描器件输出已扫描和/或正在扫描的光束信息至控制系统。

19.根据权利要求7所述的组合型探测系统，其特征在于，所述激光雷达器件还包括发射端，所述发射端还包括：光源装置；

所述光源装置包括以下任一种或者任多种器件：

-EEL激光器件；

-VCSEL激光器件；

-光纤激光器件；

-固体激光器件。

20.根据权利要求19所述的组合型探测系统，其特征在于，所述控制系统对光源装置所产生的发射光的强度进行调制。

21.根据权利要求19所述的组合型探测系统，其特征在于，所述控制系统对光源装置所产生的发射光进行编码。

22.根据权利要求1所述的组合型探测系统，其特征在于，所述探测器件或子系统中还包括：接收系统、发射系统；

发射系统：根据发射状态信息，输出发射信息至控制系统；

接收系统：根据接收状态信息，输出接收信息至控制系统。

23.根据权利要求22所述的组合型探测系统，其特征在于，接收系统采用以下任一种器件、阵列，或者任多种器件、阵列：

-APD器件；

-APD阵列；

-SPAD器件；

-SPAD阵列。

24.根据权利要求22所述的组合型探测系统，其特征在于，控制系统包括：计算控制单元；

计算控制单元：根据接收信息，发射信息、探测信息中的至少一种信息，采用脉冲法、相位法、三角法、多普勒法、位置跟踪法中的一种或者多种计算方法，计算被探测物体的空间位置和/或运动信息，输出空间位置和/或运动信息。

25.根据权利要求1所述的组合型探测系统，其特征在于，所述控制系统采用以下任一种或者任多种芯片：

-CPU芯片；

-GPU芯片；

-DSP芯片；

-FPGA芯片；

-CPLD芯片；

-ASIC芯片。

26.根据权利要求1所述的组合型探测系统，其特征在于，所述控制系统还包括以下任一种或者任多种存储器：

-DDR存储器；

-FLASH存储器；

-ROM存储器。

27.根据权利要求1所述的组合型探测系统，其特征在于，所述控制系统综合处理各探测器件或子系统获得的探测信息后输出已探测结果信息。

28.根据权利要求1所述的组合型探测系统，其特征在于，所述控制系统通过有线或无线方式与所述探测器件或者探测子系统相连接。

29.根据权利要求1所述的组合型探测系统，其特征在于，还包括：辅助设备、辅助控制系统，所述控制系统通过有线或无线方式与辅助设备或者辅助控制系统相连接。

30.根据权利要求1所述的组合型探测系统，其特征在于，所述控制系统通过有线或无线方式与其它探测系统相连接。

31.根据权利要求9所述的组合型探测系统，其特征在于SLM器件根据调制信息来控制光束扫描，所述调制信息包括：相位分布信息。

32.一种探测器件，其特征在于，所述探测器件采用激光雷达器件；所述激光雷达器件包括：激光雷达发射端、光源装置；激光雷达发射端包括一种或者多种扫描器件。