CN113433564A - 激光雷达及使用激光雷达测距的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光雷达，包括：发射单元，包括激光器阵列，配置成可发出多个激光束用以探测目标物；接收单元，包括探测器阵列，所述探测器阵列配置为可接收所述激光器阵列发出的所述多个激光束被目标物反射的回波并转换为电信号，其中所述激光器阵列与所述探测器阵列形成多个探测通道，每个探测通道包括一个激光器和一个探测器；和处理单元，耦接到发射单元和接收单元，并配置成可响应于其中一个探测通道的激光器发出激光束，读取所述其中一个探测通道的探测器的第一电信号和至少另一个探测通道的探测器的第二电信号。通过本发明的实施例，能够在不影响测远能力的前提下，提高激光雷达对近处目标物的探测能力。

Description

激光雷达及使用激光雷达测距的方法

技术领域

本公开涉及激光雷达领域，尤其涉及一种激光雷达及使用激光雷达测距的方法。

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。激光雷达通常由发射系统、接收系统、信息处理等部分组成，其中发射系统通常包括各种形式的激光器和发射光学系统，接收系统通常包括采用各种形式的光电探测器和接收光学系统。发射光学系统和接收光学系统可分别独立或共用一组镜头。对于非同轴光学系统(即激光雷达发射光学系统和接收光学系统使用独立的透镜组，发射透镜组和接收透镜组的光轴不重合)的激光雷达来说，当测试远距离的目标物时，激光器发射光束与探测器的视场在远距离是对准的，即激光器发射光束经远距离物体反射后的光被探测器完全接收，该视场匹配的激光器和探测器构成一个通道，多线激光雷达即包括多个通道。在距离激光雷达较近的距离范围内，激光器发射光束被物体反射后的光在到达探测器时，光斑会发生偏移和弥散，不能被通道对应的探测器完全接收到，因此导致了近距离探测性能的劣化。

为解决非同轴光学系统带来的激光雷达近距离探测能力和精度下降的问题，现存两种主要技术方案：第一，从发射光束中分一小束，改变方向偏向探测器视场；第二，在探测器附近安装微反镜，从而扩大探测器视场。第一种方法降低了用于远距离探测的激光能量，降低了系统测距能力，且分出的一小束发射光束会在极端情况下(比如角反射路牌)产生虚假目标被探测到的问题。第二种方法扩大了探测器视场，使环境光本底增大，削弱了系统测距能力，额外增加的探测器视场在极端情况下(比如角反射路牌)同样会产生虚假目标被探测到的问题。同时，这两种方法都使得激光雷达的光路变得复杂，增加了物料和装调成本，降低了系统可靠性。

背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

本发明的激光雷达通过采用单通道发光、多通道接收的方法，解决了现有技术中激光雷达近距回波信号弱导致的探测能力不足的问题。

有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本发明提出一种激光雷达，包括：

发射单元，包括激光器阵列，配置成可发出多个激光束用以探测目标物；

接收单元，包括探测器阵列，所述探测器阵列配置为可接收所述激光器阵列发出的所述多个激光束被目标物反射的回波并转换为电信号，其中所述激光器阵列与所述探测器阵列形成多个探测通道，每个探测通道包括一个激光器和一个探测器；和

处理单元，耦接到发射单元和接收单元，并配置成可响应于其中一个探测通道的激光器发出激光束，读取所述其中一个探测通道的探测器的第一电信号和至少另一个探测通道的探测器的第二电信号。

根据本发明的一个方面，其中所述处理单元配置成：当所述第一电信号大于等于第一预设阈值时，根据所述第一电信号计算目标物和激光雷达间的距离，生成点云数据。

根据本发明的一个方面，其中所述处理单元配置成：当所述第一电信号小于第一预设阈值时，判断所述第二电信号是否大于等于第二预设阈值，并且当所述第二电信号大于等于第二预设值时，根据所述第二电信号计算目标物和激光雷达间的距离，所述第一预设阈值≤第二预设阈值。

根据本发明的一个方面，其中所述处理单元配置成：当根据所述第二电信号计算的目标物和激光雷达间的距离小于等于预设距离值时，生成点云数据。

根据本发明的一个方面，其中所述处理单元配置成：

当所述第一电信号大于等于第一预设阈值时，根据所述第一电信号计算目标物和激光雷达间的距离；

当所述第二电信号大于等于第二预设阈值时，根据所述第二电信号计算目标物和激光雷达间的距离，所述第一预设阈值≤第二预设阈值；

当根据所述第一电信号计算目标物和激光雷达间的距离大于预设距离值时，根据所述第一电信号计算的距离生成点云数据；当根据所述第一电信号和第二电信号计算的目标物和激光雷达间的距离均小于所述预设距离值时，比较所述第一电信号和第二电信号，选择强度较大的一个电信号，并根据所述强度较大的电信号所计算的距离生成点云数据。

根据本发明的一个方面，所述其中一个探测通道的探测器与所述另一个探测通道的探测器相邻或相间隔排列，且所述另一个探测通道的探测器位于所述其中一个探测通道的探测器的偏移方向上，所述偏移方向为发射光轴指向接收光轴的方向。

根据本发明的一个方面，其中所述发射单元和所述接收单元在水平方向左右布置。

根据本发明的一个方面，还包括：转轴、电机和转子，所述电机用于带动所述转子围绕所述转轴旋转，所述激光器阵列和所述探测器阵列设置于所述转子上。根据本发明的一个方面，所述探测器阵列沿着水平方向上排布为多列，每一列包括至少一个探测器，其中所述另一个探测通道的探测器包括：与所述其中一个探测通道的探测器在水平方向上相邻或相间隔并指向所述偏移方向的探测器。

根据本发明的一个方面，其中所述发射单元和所述接收单元在竖直方向上下布置。

根据本发明的一个方面，还包括：转镜和电机，所述转镜位于所述发射单元的光路下游、接收单元的光路上游，所述电机用于带动所述转镜旋转，所述发射单元发射出的激光束经所述转镜反射到激光雷达的外部，所述激光束被目标物反射的回波经所述转镜反射到所述接收单元。

根据本发明的一个方面，所述探测器阵列沿着水平方向上排布为至少一列，每一列包括沿竖直方向排布的多个探测器，其中所述另一个探测通道的探测器包括：与所述其中一个探测通道的探测器位于同一列上且相邻或相间隔，并指向所述偏移方向的探测器。根据本发明的一个方面，其中所述发射单元配置成：当所述其中一个探测通道的激光器发出激光束时，控制所述另一个探测通道的激光器不发出激光束。

本发明还涉及一种使用如上所述的激光雷达测距的方法，包括：

通过所述激光器阵列向所述激光雷达外部发射激光束；

接收所述激光束被目标物反射的回波；

响应于其中一个探测通道的激光器发出激光束，读取所述其中一个探测通道的探测器的第一电信号和至少另一个探测通道的探测器的第二电信号。

根据本发明的一个方面，还包括：

当所述第一电信号大于等于第一预设阈值时，根据所述第一电信号计算所述目标物和激光雷达间的距离，生成点云数据。

根据本发明的一个方面，还包括：

当所述第一电信号小于所述第一预设阈值时，判断所述第二电信号是否大于等于第二预设阈值；

当所述第二电信号大于等于第二预设阈值时，根据所述第二电信号计算目标物和激光雷达间的距离，所述第一预设阈值≤第二预设阈值。

根据本发明的一个方面，还包括：当根据所述第二电信号计算的目标物和激光雷达间的距离小于等于预设距离值时，生成点云数据。

根据本发明的一个方面，还包括：

当所述第一电信号大于等于第一预设阈值时，根据所述第一电信号计算目标物和激光雷达间的距离；

当所述第二电信号大于等于第二预设阈值时，根据所述第二电信号计算目标物和激光雷达间的距离，所述第一预设阈值≤第二预设阈值；

当根据所述第一电信号计算目标物和激光雷达间的距离大于预设距离值时，根据所述第一电信号计算的距离生成点云数据；当根据所述第一电信号和第二电信号计算的目标物和激光雷达间的距离均小于所述预设距离值时，比较所述第一电信号和第二电信号，选择强度较大的一个电信号，并根据所述强度较大的电信号所计算的距离生成点云数据。

根据本发明的一个方面，所述其中一个探测通道的探测器与所述另一个探测通道的探测器相邻或相间隔排列，且所述另一个探测通道的探测器位于所述其中一个探测通道的探测器的偏移方向上，所述偏移方向为发射光轴指向接收光轴的方向。

根据本发明的一个方面，还包括：

通过转镜将所述激光器阵列发射出的激光束反射到激光雷达的外部；

通过所述转镜将所述激光束被目标物反射的回波反射到所述接收单元。

根据本发明的一个方面，其中所述发射单元和所述接收单元在竖直方向上下布置，所述激光雷达还包括电机，所述电机用于带动所述转镜旋转；所述探测器阵列沿着水平方向上排布为至少一列，每一列包括沿竖直方向排布的多个探测器；其中所述另一个探测通道的探测器包括：与所述其中一个探测通道的探测器位于同一列上且相邻或相间隔，并指向所述偏移方向的探测器；

所述测距方法还包括：当所述其中一个探测通道的激光器发出激光束时，控制所述另一个探测通道的激光器不发出激光束。

根据本发明的一个方面，其中所述发射单元和所述接收单元在水平方向左右布置，所述激光雷达还包括：转轴、电机和转子，所述电机用于带动所述转子围绕所述转轴旋转，所述激光器阵列和所述探测器阵列设置于所述转子上；所述探测器阵列沿着水平方向上排布为多列，每一列包括至少一个探测器；其中所述另一个探测通道的探测器包括：与所述其中一个探测通道的探测器在水平方向上相邻或相间隔并指向所述偏移方向的探测器；

所述测距方法还包括：当所述其中一个探测通道的激光器发出激光束时，控制所述另一个探测通道的激光器不发出激光束。

本发明的实施例利用了探测器的周期排布和光斑偏移发散的特点，将激光雷达设置为单通道发光、多通道接收的模式，在不影响其测量远距离目标物的前提下，提高了激光雷达的近距离探测能力和近距离探测精度。

附图说明

构成本公开的一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的激光雷达的框图；

图2A示出了根据本发明一个实施例的发射单元和接收单元左右布置的示意图；

图2B示出了根据本发明另一个实施例的激光器阵列；

图3示出了根据本发明一个实施例的非同轴光路激光雷达对远处物体和近处物体的反射示意图；

图4示出了根据本发明一个实施例的的发射单元和接收单元上下布置的示意图；

图5示出了根据本发明另一个实施例的非同轴光路激光雷达对远处物体和近处物体的反射示意图；

图6示出了根据本发明一个实施例的激光雷达的结构图；

图7A示出了根据本发明一个实施例的远距离探测的发射接收示意图；

图7B示出了根据本发明一个实施例的近距离探测的发射接收示意图；

图8示出了根据本发明一个实施例的使用激光雷达进行距离探测的方法的流程图；

图9示出了根据本发明一个优选实施例的使用激光雷达进行距离探测的流程图；和

图10示出了根据本发明另一个优选实施例的使用激光雷达进行距离探测的流程图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。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一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了根据本发明一个实施例的激光雷达100的框图。如图所示，该激光雷达100包括发射单元110、接收单元120和处理单元130。其中发射单元110包括激光器阵列111(参见图2A、图4)，激光器阵列111配置成可发出多个激光束用以探测目标物OB。激光束被目标物OB漫反射，反射回波返回到激光雷达并且被接收单元120接收。接收单元120包括探测器阵列121(参见图2A、图4)，探测器阵列121配置成可接收激光束经探测目标物OB反射回来的回波。根据本发明的一个优选实施例，所述发射单元110还包括发射透镜组112(如图3、图5和图6所示)，所述发射透镜组112位于所述激光器阵列111的光路下游，用于将激光器阵列111出射的激光束调制(准直)并出射到激光雷达100周围的环境空间中。所述接收单元120还包括接收透镜组122(如图3、图5和图6所示)，所述接收透镜组122位于所述探测器阵列121的光路上游，用于将出射激光束经探测目标物OB反射的回波会聚到探测器阵列121。如图1所示，激光器阵列111发射的激光束L1通过发射透镜组调制后投射在目标物OB上，发生漫反射，一部分激光束则被反射回来形成回波L1′。所述探测器阵列121接收激光器发出激光束后反射回来的回波L1′，并将其转换为电信号。其中激光器阵列111与探测器阵列121形成多个探测通道，每个探测通道包括一个激光器和一个探测器，形成一一对应关系。在理想的情况下，当一个激光器发射时，在预留的时间窗口内通过与其相对应的探测器接收反射回波并产生电信号，根据探测器产生的电信号来计算目标物的距离，形成点云数据。处理单元130可耦接到发射单元110和接收单元120，并配置成响应于其中一个探测通道的激光器发出激光束，读取所述其中一个探测通道的探测器的第一电信号和至少另一个探测通道的探测器的第二电信号。所述处理单元130对例如第一电信号和第二电信号进行分析，并根据预设阈值对其进行判断和计算，生成点云数据或判断其为无效点云。因此，根据本发明的实施例，当一个激光器发射探测光束时，不仅读取与该激光器对应的探测器(即该激光器所在通道的探测器)的电信号，还要读取至少另一个探测器的电信号。这种技术方案尤其对于近距离目标物的探测是非常有利的，下面将详细描述。

根据本发明的一个实施例，所述发射单元110和所述接收单元120在激光雷达100中可以在水平方向左右布置，也可以在竖直方向上下布置。

图2A和图3示出了发射单元110和接收单元120水平方向左右布置的情形。其中所述激光雷达100包括转轴101、电机(未示出)和转子，所述转轴101位于所述激光雷达100的内部，所述电机带动所述转子围绕所述转轴101旋转，所述发射单元110和接收单元120设置于转子上，并围绕所述转轴101旋转。

图4-图6示出了发射单元110和接收单元120竖直方向上下布置的情形。其中所述激光雷达100包括转镜140(图6中示出)和电机，所述转镜140位于所述发射单元110的光路下游、接收单元120的光路上游，所述电机用于带动所述转镜140旋转，所述发射单元110发射出的激光束经所述转镜140反射到激光雷达100的外部，所述激光束被目标物反射的回波经所述转镜140反射到所述接收单元120。下面将结合附图做进一步说明。

如图2A所示，参照坐标系，其中水平方向为沿着图中所示X轴的方向，所述转轴101为沿着Z轴方向，且当所述激光雷达100放置于车辆的顶部或四周时，所述Z轴为基本垂直于地面的方向。所述发射单元110的激光器阵列111包括多个可单独控制的激光器，如其中的A′、B′和C′所示的，包括边发射型激光器或垂直腔面发射激光器，所述激光器阵列111可以是由单个激光器或线阵激光器或面阵激光器形成的激光器阵列。探测器阵列121例如为APD、SiPM、SPAD等探测器的阵列，如图2A中所示的A、B和C。其中所述探测器阵列121沿着水平方向(即图中的X方向)上排布为多列，每一列包括至少一个激光器，当一列包括多个激光器时，多个激光器沿着竖直方向(即垂直于水平方向，也即沿Z方向)排布。所述激光器阵列111的排布与探测器阵列121的排布相对应，如图2A所示，激光器阵列111也沿着水平方向上排布为多列，每一列包括沿着竖直方向分布的至少一个探测器。根据本发明的一个优选实施例，激光器阵列111和探测器阵列121设计为在水平方向是平移关系，如图2A所示，当然激光器阵列111和探测器阵列121也可以是在水平方向成对称布置。通常在远距离视场匹配的激光器和探测器即构成一个通道(或探测通道)，多线束激光雷达设计时一般优先保证远处测量的性能，光学结构和电子电路设计都会尽可能使雷达在远距离达到最高效率。探测通道包括一个激光器和一个探测器时，在理想情况下，一个激光器发出的激光束，在远处目标物上漫反射后的回波照射到该激光器所在探测通道的探测器上。下面以探测通道1和探测通道2为例进行描述，其中探测通道1包括激光器A′和探测器A，探测通道2包括激光器B′和探测器B，其中探测器B与探测器A在水平方向上相邻排布。例如激光器A′发出的激光束经过远处目标物漫反射后产生的回波，在理想情况下，会照射到激光器A′所在探测通道1的探测器A上；激光器B′发出的激光束经过远处目标物漫反射后产生的回波，在理想情况下，会照射到激光器B′所在探测通道2的探测器B上。与探测通道1、探测通道2类似地，探测通道3包括激光器C′和探测器C，探测器C与探测器A在水平方向上相间隔排布，在此不再赘述。图2A中示出了激光器阵列111的多个激光器设置在一个基板上。也可以将多个激光器设置在多个基板上，如图2B所示的情形，其中各个激光器位于发射透镜组焦平面竖直方向上的不同高度处，这些都在本发明的保护范围内。另外，需要说明的是发射单元和接收单元左右调换也是可行的。

图3示出了根据本发明一个实施例的非同轴光路激光雷达100对远处物体和近处物体的反射示意图，其中非同轴光路表示激光雷达的接收透镜组的光轴(即接收光轴，图中1221所示)和发射透镜组的光轴(即发射光轴，图中1121所示)不重合，同理，同轴光路表示激光雷达的接收透镜组和发射透镜组的光轴重合。下面结合附图详细说明。

如图3所示，所述发射单元和接收单元为沿水平方向左右布置。当激光雷达100用于探测远处的物体OB1时，探测通道1的激光器A′发出的光束被物体反射后回到激光雷达的回波近似为平行光，其反射光斑刚好可以被探测器A(位于接收透镜系统的焦平面上)接收到，如图3中左上方所示的，这是比较理想的情况。但当激光雷达100用于探测近处物体OB2时，反射光斑朝着一个方向偏移，如图中的箭头方向，即发射光轴1121指向接收光轴1221的方向。如图3所示并参考图2A描述，探测通道1的激光器A′发出的光束被近处物体反射后不能近似为平行光，因此，不能由接收透镜系统会聚至探测通道1的探测器A(位于接收透镜系统的焦平面上)。探测通道2的探测器B也位于接收透镜系统的焦平面上，但其处在邻近探测通道1的探测器A的偏移方向上，该偏移方向为由发射光轴1121指向接收光轴1221的方向(如图2A和图3中的箭头方向)，与探测通道1的探测器A在焦平面的高度不同。由于光斑弥散，探测通道2的探测器B也接收到部分光，甚至是大部分的反射光斑被探测通道2的探测器B接收到，如图3中左下方所示。当所述目标物OB与激光雷达100的距离足够近时，所述光斑会继续沿着所述偏移方向弥散，乃至与所述探测通道1相间隔的探测通道3的探测器C也会接收到部分光甚至是大部分光(参考图2A所示)。这种光斑的偏移和弥散会造成激光雷达各个探测通道的光串扰，影响激光雷达的测距精度和准确性。

图4示出了根据本发明一个实施例的发射单元和接收单元上下布置的示意图。如图所示，参照坐标系，其中水平方向为沿着图中所示X轴的方向，竖直方向为沿着图中所示的Z轴方向，且当所述激光雷达100放置于车辆的顶部或四周时，所述Z轴为垂直于地面的方向。所述激光器阵列111包括多个可单独控制的激光器，如其中的A′、B′和C′所示的，包括边发射型激光器或垂直腔面发射激光器，所述激光器阵列111可以是由单个激光器或线阵激光器或面阵激光器形成的激光器阵列，如图4中所示的A、B和C。探测器阵列121例如为APD、SiPM、SPAD等探测器的阵列。其中所述探测器阵列111沿着水平方向(即图中的X方向)上排布为至少一列，每一列包括沿着竖直方向(即垂直于水平方向，也即沿Z方向)排布的多个探测器。所述激光器阵列111的排布与探测器阵列121的排布相对应，如图4所示，激光器阵列111也沿着水平方向上排布为至少一列，每一列包括沿竖直方向排布的多个探测器。根据本发明的一个优选实施例，激光器阵列111和探测器阵列121设计为在竖直方向是平移关系，如图4所示，当然激光器阵列111和探测器阵列121也可以在竖直方向成对称布置。通常在远距离视场匹配的激光器和探测器即构成一个通道(或探测通道)，多线束激光雷达设计时一般优先保证远处测量的性能，光学结构和电子电路设计都会尽可能使雷达在远距离达到最高效率。探测通道包括一个激光器和一个探测器时，在理想情况下，一个激光器发出的激光束，在远处目标物上漫反射后的回波照射到该激光器所在探测通道的探测器上。下面以探测通道1和探测通道2为例进行描述，其中探测通道1包括激光器A′和探测器A，探测通道2包括激光器B′和探测器B，其中探测器B与探测器A在竖直方向上相邻排布。例如激光器A′发出的激光束经过远处目标物漫反射后产生的回波，在理想情况下，会照射到激光器A′所在探测通道1的探测器A上；激光器B′发出的激光束经过远处目标物漫反射后产生的回波，在理想情况下，会照射到激光器B′所在探测通道2的探测器B上。与探测通道1、探测通道2类似地，探测通道3包括激光器C′和探测器C，探测器C与探测器A在竖直方向上相间隔排布，在此不再赘述。图4中示出了激光器阵列111的多个激光器设置在一个基板上。也可以将多个激光器设置在多个基板上，其中各个激光器位于发射透镜组焦平面竖直方向上的不同高度处，这些都在本发明的保护范围内。

图5示出了根据本发明另一个实施例的非同轴光路激光雷达100对远处物体和近处物体的反射示意图。如图5所示，所述发射单元和接收单元为沿竖直方向上下布置。参照图5的情况，当激光雷达100用于探测远处的物体OB1时，探测通道1的激光器A′发出的光束被物体反射后回到激光雷达的回波近似为平行光，其反射光斑刚好可以被探测器A接收到，这是比较理想的情况。但当激光雷达100用于探测近处物体OB2时，反射光斑朝着一个方向偏移，如图中的箭头方向，即发射光轴1121指向接收光轴1221的方向。如图5所示并参考图4描述，探测通道1的激光器A′发出的光束被近处物体OB2反射后不能近似为平行光，因此，不能由接收透镜系统会聚至探测通道1的探测器A。所述另一探测通道即探测通道2的探测器B也位于接收透镜系统的焦平面上，但其处在邻近探测通道1的探测器A的偏移方向上，该偏移方向为由发射光轴1121指向接收光轴1221的方向(如图4和图5中的箭头方向)，与探测通道1的探测器A在焦平面的高度不同。由于光斑弥散，探测通道2的探测器B也接收到部分光，甚至是大部分的反射光斑被探测通道2的探测器B接收到，即图中探测器阵列121的下方接收到回波。当所述目标物OB与激光雷达100的距离足够近时，所述光斑会继续沿着所述偏移方向弥散，乃至与所述探测通道1相间隔的探测通道3的探测器C也会接收到部分光甚至是大部分光(参考图4所示)。这种光斑的偏移和弥散会造成激光雷达各个探测通道的光串扰，影响激光雷达的测距精度和准确性。

图6示出了根据本发明一个实施例的激光雷达的结构图。如图所示，所述激光雷达的发射单元和接收单元在竖直方向(即沿图中的Z轴方向)上下布置。具体地，竖直方向上所述激光器阵列111在下，所述探测器阵列121在上，所述发射透镜组112位于所述激光器阵列111的光路下游，所述接收透镜组122位于所述探测器阵列121的光路上游。所述激光器阵列111发射激光光束，经所述发射透镜组112准直后入射到所述转镜140上，通过电机带动转镜140绕转轴101旋转实现水平方向的扫描，转轴101例如是沿垂直于地面的Z轴方向，出射的光束投射到目标物漫反射，一部分激光光束反射回来形成回波，所述回波经接收透镜组122会聚后入射到探测器阵列121上，处理单元130对所述回波进行信号处理后得到目标物OB的距离或/和反射率。另外，需要说明的是发射单元和接收单元上下调换也是可行的。上述实施例给出了扫描装置为转镜，本领域技术人员可以理解，其他类似的扫描镜，例如摆镜、振镜也在本发明的保护范围内。

需要注意的是，上文中提及的水平方向和竖直方向是指基本水平或基本竖直的方向，因为激光器或探测器的贴片误差等因素，可以有例如-5°到+5°的偏差。

综上，当被探测的目标物在距离激光雷达近处的时候，它的反射光斑的部分或大部分可能不会被本探测通道的探测器接收到，反而会被旁边的探测通道的探测器接收到部分或者大部分；当被探测的目标物在距离激光雷达很近的时候，旁边的探测通道探测器接收到的能量很强，而本探测通道探测器收到的信号非常弱。此时如果仍然采用本探测通道的探测器的电信号来计算目标物的距离将会产生很大的偏差，甚至会给出错误的结论。

本领域的技术人员应当知晓，上述实施例中关于对激光雷达和被探测目标物之间的距离的描述例如“远处”、“近处”、“很近”等都是相对而言的，并不局限于一个绝对的数值。这个距离可以根据激光雷达的透镜参数获得的随距离变化光斑偏移和弥散程度和系统对探测器输出信号的识别能力来确定预设距离值。可选地，根据本发明的一个优选实施例，当被探测目标物和激光雷达之间的距离小于5米(当然，该距离也可以是3米或1米)时，认为所述被探测目标物处在所述激光雷达的近处；大于5米时认为被探测目标物与激光雷达之间的距离较远。

基于上述激光雷达100的探测器阵列121在探测近处的目标物时无法接收到大部分由本探测通道内的激光器发出激光束的回波，本发明的申请人提出，在某一探测通道的激光器发出激光束时，不仅接收该探测通道所对应的探测器的电信号，也接收至少一个其他探测器的电信号，例如沿着所述偏移方向与其紧挨着的探测通道所对应的探测器的电信号，将其作为近距备用信号。其他探测器的选择，对于发射单元和接收单元左右布置的激光雷达，还与本探测通道所对应的视场相关，优选的，其他探测器相比于本探测器更加靠近激光雷达的零度视场。本发明中，激光雷达的零度视场为发射透镜/接收透镜的光轴所对应的视场。探测通道对应的视场高于该零度视场时，视场为正，例如相对于该零度视场更指向天空方向；探测通道对应的视场低于该零度视场时时，视场为负，例如相对于该零度视场更指向地面。例如当本探测通道所对应的视场为负时，沿着所述偏移方向与其紧挨着的探测通道所对应的探测器在焦平面的高度应低于本探测通道的探测器；当本探测通道所对应的视场为正时，沿着所述偏移方向与其紧挨着的探测通道所对应的探测器在焦平面的高度应高于该探测通道的探测器。如果处理单元130检测到本探测通道对应的探测器的电信号很弱甚至没有检测到电信号时，就开始对近距备用信号进行检测，如果经计算得出近距备用信号的距离值确实符合小于等于预设距离值，那么就采用近距备用信号作为本通道的近距回波。即对非同轴光学系统的激光雷达采用单探测通道发射激光束，多探测通道接收回波的方法，这样能极大增强非同轴激光雷达的近距探测能力。下面结合图7A和图7B详细说明。

图7A示出了根据本发明一个实施例的远距离探测的发射接收示意图，图7B示出了根据本发明一个实施例的近距离探测的发射接收示意图。图中示意性示出了两个相邻的探测通道，分别是探测通道1和探测通道2。探测通道2可选地是在水平方向上与探测通道1相邻的通道，例如图2A所示的，探测通道2的探测器B为与探测通道1的探测器A在所述水平方向上相邻且处于偏移方向上的探测器，优选地探测器B在接收透镜组122焦平面的高度低于探测器A。其中探测通道1的激光器配置为发射激光束，同时，其旁边的探测通道2的激光器设定为不发射激光束。当目标物在距激光雷达较远处时，如图7A所示，经探测通道1的激光器发出的激光束在经过发射透镜组准直出射后、被目标物反射，随后由接收透镜组会聚其回波，该回波被探测通道1的探测器接收，探测通道2的探测器几乎接收不到回波，此时探测通道1的回波信号为其有效的探测值。当目标物在距激光雷达较近处时，如图7B所示，经探测通道1的激光器发出的激光束在经过发射透镜组准直出射后、被目标物反射，随后由接收透镜组会聚其回波，该回波的大部分被探测通道2的探测器接收，而探测通道1的探测器只接收到了少量回波，甚至没有接收到回波。这种情况下，通过探测通道2接收到的回波信号则被用来作为探测通道1的回波信号进行处理和计算，作为探测通道1的有效探测值。由此可见，当只打开探测通道1的激光器时，探测目标物与激光雷达的距离远近对探测通道1及其相邻的探测通道2的回波接收情况有很大的影响。根据本发明的一个实施例，当目标物与激光雷达的距离足够近时，参考图2A和图4所示，经探测通道1的激光器发出的激光束在经过发射透镜组准直出射后、被目标物反射，随后由接收透镜组会聚其回波并被探测器探测。如上所述，光斑会沿着所述偏移方向进一步弥散，此时，回波被与所述探测通道1的探测器相邻的探测器(即探测通道2的探测器)以及相间隔的探测器(即探测通道3的探测器)接收，探测通道1的探测器几乎接收不到回波，此时除读取探测通道1的探测器的信号(第一电信号)，还要读取探测通道2的探测器的信号(第二电信号)以及探测通道3的探测器的信号(第三电信号)。为简化描述，下述处理过程是以读取两个通道的探测器的信号为例，读取多个通道的探测器的信号思路也是类似的，不再赘述。下面将参考图8和图9详细描述激光雷达的单通道发光多通道接收模式中的测距方法以及对回波信号的处理和判断过程。

图8示出了根据本发明一个实施例进行使用如上所述的激光雷达进行测距的方法500，下面参考附图详细描述。

如图8所示，在步骤S501，通过所述激光器阵列向所述激光雷达外部发射激光束。

在步骤S502，接收所述激光束被目标物反射的回波。

在步骤S503，响应于其中一个探测通道的激光器发射激光束，读取所述其中一个探测通道的探测器的第一电信号和至少另一个探测通道的探测器的第二电信号。之后可以根据第一电信号和第二电信号计算目标物的距离，生成激光雷达的点云数据。

图9示出了根据本发明一个优选实施例的单通道发光多通道接收的测距方法的流程图600。以图7所示的两个相邻的探测通道(即探测通道1和探测通道2)为例进行说明。当探测通道1的激光器开始发光之后，探测通道1和2的探测器都进行接收，根据读取的探测器的电信号，如果探测通道1的探测器没有接收到回波信号或者回波信号非常弱，就采用探测通道2的探测器的回波信号。如果探测通道2也没有足够强的回波，则此次探测没有探测到物体。如果探测通道2有足够强的回波，则对该回波进行解析和计算。如果通过探测通道2的回波计算得到的被探测物距离足够近(小于等于预设距离，例如5m)，那就说明该信号是探测通道1发出的激光的反射回波，则该回波的计算值作为探测通道1的探测值，否则此次探测没有探测到物体。下面具体描述。

在步骤S601：控制探测通道1发光，探测通道2未发光。即控制探测通道1的激光器发射激光束，同时探测通道2的激光器关闭，不发射激光束。

在步骤S602：探测通道1接收。当探测通道1的激光器开始发射激光后，探测通道1的探测器接收所述激光束被目标物反射的回波，在预设的时间窗口内探测通道1的探测器的第一电信号被读取。

在步骤S603：探测通道2接收。例如与步骤S602同步的，当探测通道1的激光器开始发射激光后，探测通道2的探测器也接收所述激光束被目标物反射的回波，在预设的时间窗口内，探测通道2的探测器的第二电信号被读取。所述步骤S602和步骤S603的预设时间窗口只要能满足远距和近距目标物反射的回波被探测器接收后能被读取到即可，不限定重叠与否。

在步骤S604：判断第一电信号是否大于等于第一预设阈值。探测通道1的探测器接收到回波，所述回波转换成的电信号为第一电信号，判断第一电信号与第一预设阈值的大小。当探测通道1的探测器接收到足够强的回波即第一电信号大于等于第一预设阈值时，表明光斑漂移未发生或者漂移程度不严重，进入步骤S606，根据第一电信号来计算目标物和激光雷达的距离；反之当探测通道1的探测器没有接收到回波或接收到的回波能量很弱，即第一电信号小于第一预设阈值时，进入步骤S605。

在步骤S605：判断第二电信号是否大于等于第二预设阈值。当探测通道1没有接收到回波或接收到的回波能量非常弱时，则判断探测通道2的探测器产生的第二电信号是否大于或等于第二预设阈值。当探测通道2的探测器接收到足够强的回波即第二电信号大于等于第二预设阈值时，表明可能发生了光斑漂移，进入步骤S607，根据第二电信号计算目标物与激光雷达之间的距离；否则当探测通道2的探测器没有接收到回波或接收到的回波能量很弱，即第二电信号小于第二预设阈值时，进入步骤S610，认定为没有有效点云，即此次探测没有探测到物体。以上所述第一预设阈值小于等于第二预设阈值。

在步骤S606：根据第一电信号计算目标物和激光雷达的距离。当探测通道1接收到的回波转换成的第一电信号大于等于第一预设阈值时，处理单元会根据第一电信号计算目标物和激光雷达的距离。例如可根据探测通道1的探测器接收到回波的接收时间以及探测光束的发射时间，基于飞行时间测距法(TOF，距离＝飞行时间*光速/2)，即可得到目标物与激光雷达间的距离。

在步骤S607：根据第二电信号计算目标物和激光雷达的距离。当探测通道2接收到的回波转换成的第二电信号大于等于第二预设阈值时，处理单元会根据第二电信号计算目标物和激光雷达的距离。例如可用上述步骤S606中的飞行时间测距法进行距离计算。

在步骤S608：判断距离是否小于等于预设距离值。即判断根据步骤S607计算得出目标物和激光雷达的距离与预设距离值的大小。当计算所得距离小于等于预设距离时，表明当前探测到近距离目标物，并且发生了光斑漂移，进入步骤S609，根据探测通道2的探测器的第二电信号来生成点云数据；否则当计算所得距离大于预设距离时，表明当前探测到远距离目标物，在此情况下，探测通道2的探测器接收到的回波以及产生的第二电信号，并非是由于探测通道1探测近距离目标物产生的光斑漂移造成的，可能是由于外部环境光等导致的，因此进入步骤S610，判定没有有效点云，即此次探测没有探测到物体。所述预设距离可选地为5米。步骤S608的作用相当于进行了二次验证，也就是在探测通道1的探测器未接收到足够强的回波信号、而探测通道2的探测器接收到足够强的回波信号的情况下，验证当前的目标物是否为近距离目标物(例如与激光雷达之间的距离在5米以内)。如果是近距离目标物，那么将采用第二电信号(以及基于第二电信号获得的距离值)来代替第一电信号(以及基于第一电信号获得的距离值)来生成激光雷达的点云数据。反之如果不是近距离目标物，则丢弃该探测结果，认定没有有效点云。

在步骤S609：生成点云数据。根据步骤S606所得的距离数据生成激光雷达的点云数据，或者根据步骤S607所得的距离生成激光雷达的点云数据。

在步骤S610：判断无有效点云。当探测通道2没有接收到足够强的回波时，即第二电信号小于第二预设阈值，无有效点云生成。或者探测通道2接收到足够强的回波，第二电信号大于等于第二预设阈值，但根据该电信号处理和计算得出目标物和激光雷达的距离大于预设距离值，例如大于预设距离5米，由于该电信号是用于近距探测，此时可选择不使用或丢弃该电信号，不用于生成点云数据。无有效点云生成时则表明此次探测没有探测到物体。

上述步骤中，S604-S610可以由激光雷达的处理单元来执行。在步骤S602和S603中，读取电信号的步骤也可以由激光雷达的处理单元来执行。

上述实施例中，例如在预设距离内使用步骤S607所得的距离生成激光雷达的点云数据，在超出预设距离使用步骤S606所得的距离数据生成激光雷达的点云数据，在整个探测范围可将两部分的点云数据进行拼接。

图10示出了根据本发明另一个优选实施例的单通道发光多通道接收的测距方法的流程图700。以图7A所示的两个相邻的探测通道(即探测通道1和探测通道2)为例进行说明。当探测通道1的激光器开始发光之后，探测通道1和2的探测器都进行接收，根据读取的探测器的电信号，如果探测通道1的探测器没有接收到回波信号或者回波信号非常弱，就采用探测通道2的探测器的回波信号。如果探测通道2也没有足够强的回波，则此次探测没有探测到物体。如果探测通道2有足够强的回波，则对该回波进行解析和计算。如果通过探测通道2的回波计算得到的被探测物距离足够近(小于等于预设距离，例如5m)，则对探测通道1和探测通道2接收到的回波强度进行比较，选择强度大的那一个探测通道，以该通道内回波的计算值作为探测通道1的探测值输出，否则此次探测没有探测到物体。下面具体描述。

在步骤S701：控制探测通道1发光，探测通道2未发光。即控制探测通道1的激光器发射激光束，同时探测通道2的激光器关闭，不发射激光束。

在步骤S702：探测通道1接收。当探测通道1的激光器开始发射激光后，探测通道1的探测器接收所述激光束被目标物反射的回波，在预设的时间窗口内探测通道1的探测器的第一电信号被读取。

在步骤S703：探测通道2接收。例如与步骤S702同步的，当探测通道1的激光器开始发射激光后，探测通道2的探测器也接收所述激光束被目标物反射的回波，在预设的时间窗口内，探测通道2的探测器的第二电信号被读取。所述步骤S702和步骤S703的预设时间窗口只要能满足远距和近距目标物反射的回波被探测器接收后能被读取到即可，不限定重叠与否。

在步骤S704：判断第一电信号是否大于等于第一预设阈值。探测通道1的探测器接收到回波，所述回波转换成的电信号为第一电信号，判断第一电信号与第一预设阈值的大小。当探测通道1的探测器接收到足够强的回波即第一电信号大于等于第一预设阈值时，表明光斑漂移未发生或者漂移程度不严重，进入步骤S706，根据第一电信号来计算目标物和激光雷达的距离；反之当探测通道1的探测器没有接收到回波或接收到的回波能量很弱，即第一电信号小于第一预设阈值时，进入步骤S705。

在步骤S705：判断第二电信号是否大于等于第二预设阈值。当探测通道1没有接收到回波或接收到的回波能量非常弱时，则判断探测通道2的探测器产生的第二电信号是否大于或等于第二预设阈值。当探测通道2的探测器接收到足够强的回波即第二电信号大于等于第二预设阈值时，表明可能发生了光斑漂移，进入步骤S707，根据第二电信号计算目标物与激光雷达之间的距离；否则当探测通道2的探测器没有接收到回波或接收到的回波能量很弱，即第二电信号小于第二预设阈值时，进入步骤S712，认定为没有有效点云，即此次探测没有探测到物体。以上所述第一预设阈值小于等于第二预设阈值。

在步骤S706：根据第一电信号计算目标物和激光雷达的距离。当探测通道1接收到的回波转换成的第一电信号大于等于第一预设阈值时，处理单元会根据第一电信号计算目标物和激光雷达的距离。例如可根据探测通道1的探测器接收到回波的接收时间以及探测光束的发射时间，基于飞行时间测距法(TOF，距离＝飞行时间*光速/2)，即可得到目标物与激光雷达间的距离，然后进入步骤S708。

在步骤S707：根据第二电信号计算目标物和激光雷达的距离。当探测通道2接收到的回波转换成的第二电信号大于等于第二预设阈值时，处理单元会根据第二电信号计算目标物和激光雷达的距离。例如可用上述步骤S706中的飞行时间测距法进行距离计算。然后进入步骤S709。

在步骤S708：判断距离是否小于等于预设距离值。即判断根据步骤S706计算得出目标物和激光雷达的距离与预设距离值的大小。当计算所得距离小于等于预设距离时，表明当前探测到近距离目标物，此时光斑虽然发生了偏移但光斑仍覆盖了探测通道1的探测器的一部分，第一电信号仍大于等于第一预设阈值，在该情况下，进入步骤S710；当计算所得距离大于预设距离时，表明当前探测到远距离目标物，在此情况下，则直接输出探测通道1的探测器接收到的回波以及产生的第一电信号，因此进入步骤S711，生成点云数据，此次探测完成。所述预设距离可选地为5米。

在步骤S709：判断距离是否小于等于预设距离值。即判断根据步骤S707计算得出目标物和激光雷达的距离与预设距离值的大小。当计算所得距离小于等于预设距离时，表明当前探测到近距离目标物，进入步骤S710；否则当计算所得距离大于预设距离时，表明当前探测到远距离目标物，在此情况下，探测通道2的探测器接收到的回波以及产生的第二电信号，并非是由于探测通道1探测近距离目标物产生的光斑漂移造成的，可能是由于外部环境光等导致的，因此进入步骤S712，判定没有有效点云，即此次探测没有探测到物体。所述预设距离可选地为5米。

在步骤S710：比较所述第一电信号和第二电信号，并选择强度较大的一个电信号。步骤S710的作用相当于进行了二次验证，也就是在步骤S708中通过第一电信号计算出的距离和在步骤S709中通过第二电信号计算出的距离都小于预设距离值时，再次比较所述第一电信号和第二电信号的强度，从中选择强度较大的电信号并输出，丢弃其中强度较小的电信号。

在步骤S711：生成点云数据。根据步骤S708所得的距离数据生成激光雷达的点云数据，或者根据步骤S710计算强度较大的那一个电信号所得的距离生成激光雷达的点云数据。

在步骤S712：判断无有效点云。当探测通道2没有接收到足够强的回波时，即第二电信号小于第二预设阈值，无有效点云生成。或者探测通道2接收到足够强的回波，第二电信号大于等于第二预设阈值，但根据该电信号处理和计算得出目标物和激光雷达的距离大于预设距离值，例如大于预设距离5米，由于该电信号是用于近距探测，此时可选择不使用或丢弃该电信号，不用于生成点云数据。无有效点云生成时则表明此次探测没有探测到物体。

上述步骤中，S704-S712可以由激光雷达的处理单元来执行。在步骤S702和S703中，读取电信号的步骤也可以由激光雷达的处理单元来执行。

上述实施例中，例如在判断选择强度较大的电信号使用步骤S710所得的距离生成激光雷达的点云数据，以及在超出预设距离使用步骤S708所得的距离数据生成激光雷达的点云数据，在整个探测范围可将两部分的点云数据进行拼接。

本发明是发明人基于以下发现得出的：当激光雷达探测近距离目标物时，反射回探测器的光斑会发生偏移和弥散，从而导致本通道探测器接收到的能量低，而旁边通道的探测器接收到很多能量。基于以上发现，针对激光雷达的测近问题，本发明提出了一种单通道激光器发光、多通道探测器接收的模式，在不影响激光雷达测远能力的前提下，提高激光雷达对近处目标物的探测能力和探测精度。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种激光雷达，包括：

发射单元，包括激光器阵列，配置成可发出多个激光束用以探测目标物；

接收单元，包括探测器阵列，所述探测器阵列配置为可接收所述激光器阵列发出的所述多个激光束被目标物反射的回波并转换为电信号，其中所述激光器阵列与所述探测器阵列形成多个探测通道，每个探测通道包括一个激光器和一个探测器；和

处理单元，耦接到发射单元和接收单元，并配置成可响应于其中一个探测通道的激光器发出激光束，读取所述其中一个探测通道的探测器的第一电信号和至少另一个探测通道的探测器的第二电信号。

2.如权利要求1所述的激光雷达，其中所述处理单元配置成：当所述第一电信号大于等于第一预设阈值时，根据所述第一电信号计算目标物和激光雷达间的距离，生成点云数据。

3.如权利要求1所述的激光雷达，其中所述处理单元配置成：当所述第一电信号小于第一预设阈值时，判断所述第二电信号是否大于等于第二预设阈值，并且当所述第二电信号大于等于第二预设值时，根据所述第二电信号计算目标物和激光雷达间的距离，所述第一预设阈值≤第二预设阈值。

4.如权利要求3所述的激光雷达，其中所述处理单元配置成：当根据所述第二电信号计算的目标物和激光雷达间的距离小于等于预设距离值时，生成点云数据。

5.如权利要求1所述的激光雷达，其中所述处理单元配置成：

当所述第一电信号大于等于第一预设阈值时，根据所述第一电信号计算目标物和激光雷达间的距离；

当所述第二电信号大于等于第二预设阈值时，根据所述第二电信号计算目标物和激光雷达间的距离，所述第一预设阈值≤第二预设阈值；

当根据所述第一电信号计算目标物和激光雷达间的距离大于预设距离值时，根据所述第一电信号计算的距离生成点云数据；当根据所述第一电信号和第二电信号计算的目标物和激光雷达间的距离均小于所述预设距离值时，比较所述第一电信号和第二电信号，选择强度较大的一个电信号，并根据所述强度较大的电信号所计算的距离生成点云数据。

6.如权利要求1-5中任一项所述的激光雷达，所述其中一个探测通道的探测器与所述另一个探测通道的探测器相邻或相间隔排列，且所述另一个探测通道的探测器位于所述其中一个探测通道的探测器的偏移方向上，所述偏移方向为发射光轴指向接收光轴的方向。

7.如权利要求6所述的激光雷达，其中所述发射单元和所述接收单元在水平方向左右布置。

8.如权利要求7所述的激光雷达，还包括：转轴、电机和转子，所述电机用于带动所述转子围绕所述转轴旋转，所述激光器阵列和所述探测器阵列设置于所述转子上。

9.如权利要求8所述的激光雷达，所述探测器阵列沿着水平方向上排布为多列，每一列包括至少一个探测器，其中所述另一个探测通道的探测器包括：与所述其中一个探测通道的探测器在水平方向上相邻或相间隔并指向所述偏移方向的探测器。

10.如权利要求6所述的激光雷达，其中所述发射单元和所述接收单元在竖直方向上下布置。

11.如权利要求10所述的激光雷达，还包括：转镜和电机，所述转镜位于所述发射单元的光路下游、接收单元的光路上游，所述电机用于带动所述转镜旋转，所述发射单元发射出的激光束经所述转镜反射到激光雷达的外部，所述激光束被目标物反射的回波经所述转镜反射到所述接收单元。

12.如权利要求11所述的激光雷达，所述探测器阵列沿着水平方向上排布为至少一列，每一列包括沿竖直方向排布的多个探测器，其中所述另一个探测通道的探测器包括：与所述其中一个探测通道的探测器位于同一列上且相邻或相间隔，并指向所述偏移方向的探测器。

13.如权利要求6所述的激光雷达，其中所述发射单元配置成：当所述其中一个探测通道的激光器发出激光束时，控制所述另一个探测通道的激光器不发出激光束。

14.一种使用如权利要求1所述的激光雷达测距的方法，包括：

通过所述激光器阵列向所述激光雷达外部发射激光束；

接收所述激光束被目标物反射的回波；

响应于其中一个探测通道的激光器发出激光束，读取所述其中一个探测通道的探测器的第一电信号和至少另一个探测通道的探测器的第二电信号。

15.如权利要求14所述的测距方法，还包括：

当所述第一电信号大于等于第一预设阈值时，根据所述第一电信号计算所述目标物和激光雷达间的距离，生成点云数据。

16.如权利要求14所述的测距方法，还包括：

当所述第一电信号小于所述第一预设阈值时，判断所述第二电信号是否大于等于第二预设阈值；

当所述第二电信号大于等于第二预设阈值时，根据所述第二电信号计算目标物和激光雷达间的距离，所述第一预设阈值≤第二预设阈值。

17.如权利要求16所述的测距方法，还包括：当根据所述第二电信号计算的目标物和激光雷达间的距离小于等于预设距离值时，生成点云数据。

18.如权利要求14所述的测距方法，还包括：

当所述第一电信号大于等于第一预设阈值时，根据所述第一电信号计算目标物和激光雷达间的距离；

当所述第二电信号大于等于第二预设阈值时，根据所述第二电信号计算目标物和激光雷达间的距离，所述第一预设阈值≤第二预设阈值；

当根据所述第一电信号计算目标物和激光雷达间的距离大于预设距离值时，根据所述第一电信号计算的距离生成点云数据；当根据所述第一电信号和第二电信号计算的目标物和激光雷达间的距离均小于所述预设距离值时，比较所述第一电信号和第二电信号，选择强度较大的一个电信号，并根据所述强度较大的电信号所计算的距离生成点云数据。

19.如权利要求14-18中任一项所述的测距方法，所述其中一个探测通道的探测器与所述另一个探测通道的探测器相邻或相间隔排列，且所述另一个探测通道的探测器位于所述其中一个探测通道的探测器的偏移方向上，所述偏移方向为发射光轴指向接收光轴的方向。

20.如权利要求14-18中任一项所述的测距方法，还包括：

通过转镜将所述激光器阵列发射出的激光束反射到激光雷达的外部；

通过所述转镜将所述激光束被目标物反射的回波反射到所述接收单元。

21.如权利要求20所述的测距方法，其中所述发射单元和所述接收单元在竖直方向上下布置，所述激光雷达还包括电机，所述电机用于带动所述转镜旋转；所述探测器阵列沿着水平方向上排布为至少一列，每一列包括沿竖直方向排布的多个探测器；其中所述另一个探测通道的探测器包括：与所述其中一个探测通道的探测器位于同一列上且相邻或相间隔，并指向所述偏移方向的探测器；

所述测距方法还包括：当所述其中一个探测通道的激光器发出激光束时，控制所述另一个探测通道的激光器不发出激光束。

22.如权利要求14-18中任一项所述的测距方法，其中所述发射单元和所述接收单元在水平方向左右布置，所述激光雷达还包括：转轴、电机和转子，所述电机用于带动所述转子围绕所述转轴旋转，所述激光器阵列和所述探测器阵列设置于所述转子上；所述探测器阵列沿着水平方向上排布为多列，每一列包括至少一个探测器；其中所述另一个探测通道的探测器包括：与所述其中一个探测通道的探测器在水平方向上相邻或相间隔并指向所述偏移方向的探测器；

所述测距方法还包括：当所述其中一个探测通道的激光器发出激光束时，控制所述另一个探测通道的激光器不发出激光束。

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