CN112684431A - 一种固态扫描激光雷达装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固态扫描激光雷达装置及使用方法，激光雷达装置包括接收探测器、接收透镜、旋转台、旋转控制系统、发射透镜、MEMS芯片和主控系统，其中：主控系统控制MEMS芯片旋转，发射光束经过旋转的MEMS芯片反射后，通过发射透镜向外进行扫描；接收透镜安装在旋转台上，接收探测器用于探测接收光束的光斑在接收透镜上的位置坐标，接收探测器将探测到的接收光束光轴与发射光束光轴相差角度结果发送至旋转控制系统；旋转控制系统控制旋转台进行相应角度的旋转，以维持发射光束的光轴和入射接收透镜的接收光束光轴保持平行。在固态扫描激光雷达装置中，接收光束与发射光束相互平行，扩大了固态扫描激光雷达的探测范围，探测效果稳定。
Description
技术领域
本发明属于激光探测技术领域，更具体地，涉及一种固态扫描激光雷达装置及使用方法。
背景技术
根据激光雷达的光束扫描方式，可以分为两种方案，分别是基于电机技术的机械扫描式激光雷达，以及基于非电机扫描式的固态扫描激光雷达。机械扫描式激光雷达的技术成熟，应用领域广，具有扫描角度大、可控光斑尺寸大等优势，劣势是模块尺寸大，难以实现更高的光束扫描频率。如果将激光雷达应用在自动驾驶、无人机巡航等领域，机械扫描式激光雷达存在一定的技术劣势，限制了相关领域技术的进一步发展和推广应用。基于上述原因，业界推出了固态激光雷达，去除了机械扫描元件，采用固态扫描光束元件，在保证模块小尺寸的前提下，可以实现更高的光束扫描频率。
目前，业界已有的固态扫描激光雷达大都基于光学MEMS微镜、有源相控阵等技术。其中，有源相控阵技术尚不成熟，还没有应用在正式的产品中；MEMS技术经过多年的发展，技术比较成熟，且已在多个行业得到广泛的应用，在激光雷达领域也已经有稳定的产品，是固态扫描激光雷达的主流实现技术，其光学原理结构如图1所示。MEMS激光雷达采用微振镜结构进行激光束偏转，微振镜需要具有平整的光学镜面，将机械式激光雷达的旋转部件微缩，增加集成度。
如图1所示的MEMS激光雷达技术方案存在的技术缺陷是当扫描角度范围大时，发射光学系统和接收光学系统的光轴会存在较大的角度差异，而接收透镜的接收视角有限，无法实现大范围扫描角度时的远距离探测，进而限制了MEMS激光雷达的应用场景和领域。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种固态扫描激光雷达装置及使用方法，其目的在于保持发射光束的光轴和接收光束的光轴始终保持平行，由此解决固态扫描激光雷达无法实现大范围扫描的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种固态扫描激光雷达装置，激光雷达装置包括接收探测器1、接收透镜2、旋转台3、旋转控制系统4、发射透镜5、MEMS芯片6和主控系统7，其中：
所述主控系统7控制所述MEMS芯片6旋转，发射光束经过旋转的MEMS芯片6反射后，通过所述发射透镜5向外进行扫描；
所述接收透镜2安装在所述旋转台3上，所述接收探测器1用于探测接收光束的光斑在接收透镜2上的位置坐标，接收探测器1将探测到的接收光束光轴与发射光束光轴相差角度结果发送至旋转控制系统4；
旋转控制系统4控制旋转台3进行相应角度的旋转，以维持发射光束的光轴和入射接收透镜2的接收光束光轴保持平行。
作为对上述方案进一步的完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。
优选地，所述接收探测器1为四象限探测器。
优选地，所述主控系统7设置发射控制系统71，所述发射控制系统71调整发射光源对所述MEMS芯片6产生的电压。
优选地，所述主控系统7设置MEMS控制系统72，所述MEMS控制系统72控制MEMS芯片6旋转。
优选地，所述主控系统7设置接收控制系统73，所述接收控制系统73与旋转控制系统4相连，接收控制系统73向旋转控制系统4发送旋转指令，所述旋转控制系统4向接收控制系统73反馈旋转台3旋转的角度信息。
按照本发明的另一方面，提供了一种固态扫描激光雷达装置的使用方法，所述方法包括：
固态扫描激光雷达装置由发射光源发出探测光信号，发射控制系统71控制MEMS芯片6上的电压变化速度，MEMS控制系统72预设MEMS芯片6的旋转速度范围，发射光源经MEMS芯片6反射后，由发射透镜5向外传输，MEMS芯片6旋转时，发射光束同步旋转；
所述接收透镜2安装在所述旋转台3上，所述接收探测器1用于探测接收光束的光斑在接收透镜2上的位置坐标，接收探测器1将探测到的接收光束光轴偏移角度结果通过接收控制系统73发送至旋转控制系统4；
旋转控制系统4收到接收光束的光轴角度信息后，通过调节旋转台3的角度旋转接收透镜2的方向，将入射接收透镜2的接收光束光轴调整为发射光源光轴一致的角度，旋转控制系统4将调整角度信息反馈给接收控制系统73；
接收控制系统73确认接收光束光轴的角度是否和发射光束光轴角度一致，确认后，接收控制系统73将角度信息反馈给旋转控制系统4，旋转控制系统4对旋转台3准备进行下一次的角度旋转。
优选地，所述接收探测器1确定光斑的位置方法包括：
根据光斑占用四象限的各个面积确定和差电路对应的接收光束光斑在四象限探测器上的坐标；
或者，根据光斑占用四象限的各个面积确定直差电路对应的接收光束光斑在四象限探测器上的坐标；
基于和差电路或直差电路的四象限探测器，获取接收光束光斑中心点在四象限探测器上的坐标。
优选地，所述和差电路的坐标分布计算公式为：
VX＝K1[(VA+VD)-(VB+VC)]
VY＝K1[(VA+VB)-(VC+VD)]
其中：
VA为四象限探测器中A象限内光信号转换成的象限面积；
VB为四象限探测器中B象限内光信号转换成的象限面积；
VC为四象限探测器中C象限内光信号转换成的象限面积；
VD为四象限探测器中D象限内光信号转换成的象限面积；
K1为探测器的变化系数。
优选地，所述直差电路的坐标分布计算公式为：
其中：
VA为四象限探测器中A象限内光信号转换成的象限面积；
VB为四象限探测器中B象限内光信号转换成的象限面积；
VC为四象限探测器中C象限内光信号转换成的象限面积；
VD为四象限探测器中D象限内光信号转换成的象限面积；
K2为探测器的变化系数。
优选地，所述光斑中心点坐标为PX和PY，光斑中心点坐标分布计算公式为：
PX＝rVX或PX＝rVX'
PY＝rVY或PY＝rVY'
其中：r为和差或直差方向上电压差值变换为具体坐标值的系数。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：
扩大了固态扫描激光雷达的探测范围，在固态扫描激光雷达装置中，发射光束随着MEMS芯片旋转以便于进行大角度范围扫描，发射光束的光轴发生偏转时，接收探测器可以计算接收光束与发射光束的光轴偏移角度，接收透镜根据旋转台进行相应角度的旋转，以保持接收光束与发射光束的光轴平行，确保探测效果的稳定。
附图说明
图1是现有技术中固态扫描激光雷达的光学原理结构；
图2是本实施例一中固态扫描激光雷达的光学原理结构；
图3是本实施例一中四象限探测器的四象限示意图；
图4是本实施例二中固态扫描激光雷达装置的使用方法流程图；
图5是本实施例二中固态扫描激光雷达装置工作状态示意图；
图6是本实施例二中固态扫描激光雷达装置和差电路中光斑坐标计算示意图；
图7是本实施例二中固态扫描激光雷达装置直差电路中光斑坐标示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
1-接收探测器；2-接收透镜；3-旋转台；4-旋转控制系统；5-发射透镜；6-MEMS芯片；7-主控系统；71-发射控制系统；72-MEMS控制系统；73-接收控制系统。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例一：
为了解决固态扫描激光雷达无法实现大范围扫描的技术问题，本实施例一中提供了一种固态扫描激光雷达装置，如图2所示，激光雷达装置包括接收探测器1、接收透镜2、旋转台3、旋转控制系统4、发射透镜5、MEMS芯片6和主控系统7，其中：
所述主控系统7控制所述MEMS芯片6旋转，发射光束经过旋转的MEMS芯片6反射后，通过所述发射透镜5向外进行扫描；
所述接收透镜2安装在所述旋转台3上，所述接收探测器1用于探测接收光束的光斑在接收透镜2上的位置坐标，接收探测器1将探测到的接收光束光轴与发射光束光轴相差角度结果发送至旋转控制系统4；
旋转控制系统4控制旋转台3进行相应角度的旋转，以维持发射光束的光轴和入射接收透镜2的接收光束光轴保持平行。
本实施例一中，接收探测器1可以计算接收光束与发射光束的光轴偏移角度，通过旋转台3旋转接收透镜2，保持穿过接收透镜2的接收光束与发射光束的光轴始终保持平行，在发射光束扫描角度比较大的时候，接收光束的接收范围也相应扩大，避免了因为接收透镜2的接收视角有限，无法实现大范围的探测结果接收。如图2所示，发射光源发出探测光信号，经MEMS芯片6反射后，由发射透镜5准直向外传输。当MEMS芯片6旋转时，探测光束也会随之旋转，实现各个方向的探测。
为了准确获得接收光束在接收透镜2上的位置坐标，结合本发明实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，如图3所示，所述接收探测器1为四象限探测器。四象限探测器可以获得接收光束的光斑在四象限探测器平面上的位置坐标。
本实施例一中，在接收探测器1进行光强探测的同时，也可以探测出入射接收探测器1的接收光束的光斑位置，并反推出接收光束入射接收透镜2的角度。配合接收探测器1，将接收透镜2安装在可以旋转的旋转台3上，接收探测器1将计算得到的信号光入射角度反馈给主控系统7，由主控系统7控制接收透镜2进行旋转，可以实现发射光束和穿过接收透镜2的接收光束光轴始终保持平行的功能，保证了激光雷达的稳定探测。接收探测器1选用四象限探测器，可以准确计算接收光束光轴的光斑在接收透镜2平面上的位置坐标，根据计算得到的坐标反推出接收光束的入射角度，再经过旋转台3的旋转将接收透镜2的接收光束光轴转至与发射光束的入射角度相同，保证发射光束与接收光束的光轴角度平行。
为了使得MEMS芯片6上发生旋转，需要对MEMS芯片6上施加变化的电压，结合本发明实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，如图2所示，所述主控系统7设置发射控制系统71，所述发射控制系统71调整发射光源对所述MEMS芯片6产生的电压。
本实施例一中，主控系统7设置发射控制系统71，发射控制系统71调整电压的变化速率与MEMS芯片6旋转的速率相同。发射光源发出探测光信号，经MEMS芯片6反射后，由发射透镜准直向外传输。当MEMS芯片6旋转时，发射光束也会随之旋转，实现各个方向的探测。
为了控制MEMS芯片6旋转的速率在预设范围内，结合本发明实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，如图2所示，所述主控系统7设置MEMS控制系统72，所述MEMS控制系统72控制MEMS芯片6旋转。
本实施例一中，MEMS控制系统72对MEMS芯片6旋转速率设置了预设范围，在发射控制系统71调整发射光源对所述MEMS芯片6产生的改变电压速率不超过MEMS芯片6的旋转速率时，改变电压速率即为MEMS芯片6的旋转速率。但是若发射控制系统71调整发射光源对所述MEMS芯片6产生的改变电压速率超过了MEMS控制系统72对MEMS芯片6设置的旋转速率最大范围，MEMS芯片6的旋转速率由MEMS控制系统72设置的最大值或最小值决定，此时MEMS芯片6的旋转速率达到系统的极限。
为了控制接收透镜2跟随旋转台3旋转，结合本发明实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，如图2所示，所述主控系统7设置接收控制系统73，所述接收控制系统73与旋转控制系统4相连，接收控制系统73向旋转控制系统4发送旋转指令，所述旋转控制系统4向接收控制系统73反馈旋转台3旋转的角度信息。
本实施例一中，经过四象限的接收探测器1计算接收光束的光轴与发射光束的光轴相差角度之后，接收探测器1将计算得到的相差角度结果通过接收控制系统73发送至旋转控制系统4，由旋转控制系统4控制旋转台3进行旋转，旋转的角度就是发射光束的光轴与接收光束的光轴相差角度，接收透镜2跟随旋转台3同步转动，旋转控制系统4将旋转后接收透镜2的角度信息反馈给接收控制系统73，接收控制系统73确认经过调整后接收光束光轴的角度是否和发射光束光轴角度一致，确认后，接收控制系统73将接收透镜2的角度信息反馈给旋转控制系统4，旋转控制系统4准备对旋转台3发出下一次的角度旋转指令。
实施例二：
基于实施例一的固态扫描激光雷达装置，本实施例二提供一种固态扫描激光雷达装置的使用方法，所述方法包括：
固态扫描激光雷达装置由发射光源发出探测光信号，发射控制系统71控制MEMS芯片6上的电压变化速度，MEMS控制系统72预设MEMS芯片6的旋转速度范围，发射光源经MEMS芯片6反射后，由发射透镜5向外传输，MEMS芯片6旋转时，发射光束同步旋转；
所述接收探测器1用于探测接收光束的光斑在接收透镜2上的位置坐标，所述接收透镜2安装在所述旋转台3上，接收探测器1结合接收透镜2的焦距，将探测到的接收光束光轴偏移角度结果通过接收控制系统73发送至旋转控制系统4；
旋转控制系统4收到接收光束的光轴角度信息后，通过调节旋转台3的角度旋转接收透镜2的方向，将接收透镜2的接收光束光轴调整为发射光源光轴一致的角度，旋转控制系统4将调整角度信息反馈给接收控制系统73；
接收控制系统73确认接收光束光轴的角度是否和发射光束光轴角度一致，确认后，接收控制系统73将角度信息反馈给旋转控制系统4，旋转控制系统4对旋转台3准备进行下一次的角度旋转。
本实施例二中，如图4所示，包括以下步骤：
步骤101：MEMS芯片旋转角度。控制发射光束扫描；
本实施例二中，主控系统7设置发射控制系统71，发射控制系统71调整电压的变化速率与MEMS芯片6旋转的速率相同。发射光源发出探测光信号，经MEMS芯片6反射后，由发射透镜准直向外传输。当MEMS芯片6旋转时，发射光束也会随之旋转，实现各个方向的探测。
本实施例二中，MEMS控制系统72对MEMS芯片6旋转速率设置了预设范围，在发射控制系统71调整发射光源对所述MEMS芯片6产生的改变电压速率不超过MEMS芯片6的旋转速率时，改变电压速率即为MEMS芯片6的旋转速率。但是若发射控制系统71调整发射光源对所述MEMS芯片6产生的改变电压速率超过了MEMS控制系统72对MEMS芯片6设置的旋转速率最大范围，MEMS芯片6的旋转速率由MEMS控制系统72设置的最大值或最小值决定，此时MEMS芯片6的旋转速率达到系统的极限。
步骤102：接收探测器获取接收光斑的偏移位置，反算出接收主光路的光线偏移角度，反馈给旋转控制系统；
本实施例二中，根据接收光束的光斑在接收探测器1上的位置，由接收探测器1反推出接收光束入射接收透镜2的角度。配合接收探测器1，将接收透镜2安装在可以旋转的旋转台3上，接收探测器1将计算得到的接收信号光入射角度反馈给主控系统7，由主控系统7控制接收透镜2进行旋转，可以实现发射光束和入射接收透镜2的接收光束光轴始终保持平行的功能，保证了激光雷达的稳定探测。接收探测器1选用四象限探测器，可以准确计算接收光束光轴的光斑在接收透镜2平面上的位置坐标，根据计算得到的坐标反推出发射光束的入射角度，再经过旋转台3的旋转将接收透镜2的接收光束光轴转至与发射光束的入射角度相同，发射光束与接收光束的光轴角度平行。
步骤103：旋转台将接收透镜的光轴旋转成为和返回信号光主光路一致的角度，并将角度信息反馈给接收控制系统。
经过四象限的接收探测器1计算接收光束的光轴与发射光束的光轴相差角度之后，接收探测器1将计算得到的相差角度结果通过接收控制系统73发送至旋转控制系统4，由旋转控制系统4控制旋转台3进行旋转，旋转的角度就是发射光束的光轴与接收光束的光轴相差角度，旋转台3进行旋转时接收透镜2跟随旋转台3同步转动至与发射光束的光轴平行，将旋转后的角度信息反馈给接收控制系统。
步骤104：接收控制系统确认旋转台的调节角度是否准确，并将最新的角度信息反馈给旋转控制系统。
本实施例二中，旋转控制系统4将调整后的角度信息反馈给接收控制系统73，接收控制系统73确认入射接收透镜2的接收光束光轴的角度是否和发射光束光轴角度一致，确认一致后，接收控制系统73将接收透镜2的角度信息反馈给旋转控制系统4，旋转控制系统4对旋转台3准备进行下一次的角度旋转。若确认后发现有偏差，则继续由接收控制系统73发送旋转角度的控制指令至旋转控制系统4，旋转控制系统4经过调整后再将接收透镜2的角度信息反馈给旋转控制系统4，旋转控制系统4准备对旋转台3发出下一次的角度旋转指令。
为了确定入射接收探测器1接收光束的光斑位置，结合本发明实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，如图3所示，所述接收探测器1确定光斑的位置方法包括：
根据光斑占用四象限的各个面积确定和差电路对应的接收光束光斑在四象限探测器上的坐标；
或者，根据光斑占用四象限的各个面积确定直差电路对应的接收光束光斑在四象限探测器上的坐标；
基于和差电路或直差电路的四象限探测器，获取接收光束光斑中心点在四象限探测器上的坐标。
如果四个象限内每个象限收到的激光一样多，接受光束就按原来方向保持不变，如果有一个接收器接收的激光少了，它就自动调整方向，以维持接受光束的方向与发射光束的方向一致，两者保持平行。
为了在实际应用中满足对于计算结果高精度要求的需要，结合本发明实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，如图6所示，所述和差电路的坐标分布计算公式为：
VX＝K1[(VA+VD)-(VB+VC)]
VY＝K1[(VA+VB)-(VC+VD)]
其中：
VA为四象限探测器中A象限内光信号转换成的象限面积；
VB为四象限探测器中B象限内光信号转换成的象限面积；
VC为四象限探测器中C象限内光信号转换成的象限面积；
VD为四象限探测器中D象限内光信号转换成的象限面积；
K1为探测器的变化系数。
在相同接收光强的情况下，电压信号值和占用象限面积成比例关系。同一时间内，四象限探测器的四个象限内接收到的光强一致，每个象限内接收到的光信号转换成了电压信号值，电压信号值与象限面积成线性关系，本实施例一中，象限面积的计算公式为：V＝qG，其中，V为象限面积，q为电压信号值与象限面积两者之间的特定系数，G为象限内的光信号值。和差电路计算VX和VY坐标的示意图如图6所示。为了在实际应用中满足对于探测器快速反映时间的需要，结合本发明实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，所述直差电路的坐标分布计算公式为：
其中：
VA为四象限探测器中A象限内光信号转换成的象限面积；
VB为四象限探测器中B象限内光信号转换成的象限面积；
VC为四象限探测器中C象限内光信号转换成的象限面积；
VD为四象限探测器中D象限内光信号转换成的象限面积；
K2为探测器的变化系数。
在相同接收光强的情况下，电压信号值和占用象限面积成比例关系。同一时间内，四象限探测器的四个象限内接收到的光强一致，每个象限内接收到的光信号转换成了电压信号值，电压信号值与象限面积成线性关系，本实施例一中，象限面积的计算公式为：V＝qG，其中，V为象限面积，q为电压信号值与象限面积两者之间的特定系数，G为象限内的光信号值。和差电路的精度高，但是反映速度慢，反映时间长，直差电路反应速度快，但是精度没有和差电路的高，直差电路计算VX和VY坐标的示意图如图7所示。
结合本发明实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，光斑中心点坐标分布计算公式为：
PX＝rVX或PX＝rVX'
PY＝rVY或PY＝rVY'
其中r为和差或直差方向上电压差值变换为具体坐标值的系数。
根据实际使用情况需要，在精度要求高的条件下使用和差电路的四象限探测器，在反应速度快的条件下使用直差电路的四象限探测器。
图2采用的是发射透镜和接收透镜光轴平行但不共轴的设计，当探测光束随着MEMS芯片旋转进行角度扫描时，发射光束的光轴发生偏转，此时，接收透镜的光轴也应配合发射光束的光轴进行旋转，保持二者的平行，确保探测效果的稳定。其中，接收光斑的偏转角度计算公式如下所示。
其中：
fr为接收透镜的焦距。
PX和PY为光斑在四象限探测器上的具体坐标值。
θx和θy为光斑偏离中心点的角度，方向由坐标值的正负决定。
接收旋转台控制接收透镜旋转的效果如图5所示，接收控制台优先采用万向节的控制结构，可以根据接收光束的光轴偏转角度，进行快速的调节，以期实现快速扫描的功能。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种固态扫描激光雷达装置，其特征在于，激光雷达装置包括接收探测器(1)、接收透镜(2)、旋转台(3)、旋转控制系统(4)、发射透镜(5)、MEMS芯片(6)和主控系统(7)，其中：
所述主控系统(7)控制所述MEMS芯片(6)旋转，发射光束经过旋转的MEMS芯片(6)反射后，通过所述发射透镜(5)向外进行扫描；
所述接收透镜(2)安装在所述旋转台(3)上，所述接收探测器(1)用于探测接收光束的光斑在接收透镜(2)上的位置坐标，接收探测器(1)将探测到的接收光束光轴与发射光束光轴相差角度结果发送至旋转控制系统(4)；
旋转控制系统(4)控制旋转台(3)进行相应角度的旋转，以维持发射光束的光轴和入射接收透镜(2)的接收光束光轴保持平行。
2.如权利要求1所述的固态扫描激光雷达装置，其特征在于，所述接收探测器(1)为四象限探测器。
3.如权利要求1所述的固态扫描激光雷达装置，其特征在于，所述主控系统(7)设置发射控制系统(71)，所述发射控制系统(71)调整发射光源对所述MEMS芯片(6)产生的电压。
4.如权利要求1所述的固态扫描激光雷达装置，其特征在于，所述主控系统(7)设置MEMS控制系统(72)，所述MEMS控制系统(72)控制MEMS芯片(6)旋转。
5.如权利要求1所述的固态扫描激光雷达装置，其特征在于，所述主控系统(7)设置接收控制系统(73)，所述接收控制系统(73)与旋转控制系统(4)相连，接收控制系统(73)向旋转控制系统(4)发送旋转指令，所述旋转控制系统(4)向接收控制系统(73)反馈旋转台(3)旋转的角度信息。
6.一种固态扫描激光雷达装置的使用方法，其特征在于，所述方法包括：
固态扫描激光雷达装置由发射光源发出探测光信号，发射控制系统(71)控制MEMS芯片(6)上的电压变化速度，MEMS控制系统(72)预设MEMS芯片(6)的旋转速度范围，发射光源经MEMS芯片(6)反射后，由发射透镜(5)向外传输，MEMS芯片(6)旋转时，发射光束同步旋转；
接收透镜(2)安装在旋转台(3)上，接收探测器(1)用于探测接收光束的光斑在接收透镜(2)上的位置坐标，接收探测器(1)将探测到的接收光束光轴偏移角度结果通过接收控制系统(73)发送至旋转控制系统(4)；
旋转控制系统(4)收到接收光束的光轴角度信息后，通过调节旋转台(3)的角度旋转接收透镜(2)的方向，将入射接收透镜(2)的接收光束光轴调整为发射光源光轴一致的角度，旋转控制系统(4)将调整角度信息反馈给接收控制系统(73)；
接收控制系统(73)确认接收光束光轴的角度是否和发射光束光轴角度一致，确认后，接收控制系统(73)将角度信息反馈给旋转控制系统(4)，旋转控制系统(4)对旋转台(3)准备进行下一次的角度旋转。
7.如权利要求6所述的固态扫描激光雷达装置的使用方法，其特征在于，所述接收探测器(1)确定光斑的位置方法包括：
根据光斑占用四象限的各个面积确定和差电路对应的接收光束光斑在四象限探测器上的坐标；
或者，根据光斑占用四象限的各个面积确定直差电路对应的接收光束光斑在四象限探测器上的坐标；
基于和差电路或直差电路的四象限探测器，获取接收光束光斑中心点在四象限探测器上的坐标。
8.如权利要求7所述的固态扫描激光雷达装置的使用方法，其特征在于，所述和差电路的坐标分布计算公式为：
VX＝K1[(VA+VD)-(VB+VC)]
VY＝K1[(VA+VB)-(VC+VD)]
其中：
VA为四象限探测器中A象限内光信号转换成的象限面积；
VB为四象限探测器中B象限内光信号转换成的象限面积；
VC为四象限探测器中C象限内光信号转换成的象限面积；
VD为四象限探测器中D象限内光信号转换成的象限面积；
K1为探测器的变化系数。
9.如权利要求7所述的固态扫描激光雷达装置的使用方法，其特征在于，所述直差电路的坐标分布计算公式为：
其中：
VA为四象限探测器中A象限内光信号转换成的象限面积；
VB为四象限探测器中B象限内光信号转换成的象限面积；
VC为四象限探测器中C象限内光信号转换成的象限面积；
VD为四象限探测器中D象限内光信号转换成的象限面积；
K2为探测器的变化系数。
10.如权利要求7所述的固态扫描激光雷达装置的使用方法，其特征在于，所述光斑中心点坐标为PX和PY，光斑中心点坐标分布计算公式为：
PX＝rVX或PX＝rVX'
PY＝rVY或PY＝rVY'
其中：r为和差或直差方向上电压差值变换为具体坐标值的系数。
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