CN113534105A - 激光扫描控制方法、装置、mems振镜和激光雷达 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种激光扫描控制方法、装置、MEMS振镜和激光雷达，其中，激光扫描控制方法包括：生成第一信号和第二信号；第一信号用于控制二维MEMS振镜的第一轴的转动，第二信号用于控制二维MEMS振镜的第二轴的转动，第一信号在第一时间间隔内为斜率为k的第一线性信号，第一信号在第二时间间隔内为斜率为m的第二线性信号，k的绝对值与m的绝对值不同；向二维MEMS振镜发送第一信号和第二信号。通过控制第一信号在不同时间间隔内的线性信号的斜率不同，使得二维MEMS振镜可以采用不同的扫描分辨率对空间中的不同区域进行扫描，满足了不同空间扫描分辨率的需求。

Description

激光扫描控制方法、装置、MEMS振镜和激光雷达

技术领域

本申请实施例涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种激光扫描控制方法、装置、MEMS振镜和激光雷达。

背景技术

随着激光雷达技术的发展，激光雷达呈现出架构多元化的情况。一种主流的架构是利用微机电系统(micro electro mechanical system，MEMS)振镜的转动实现激光在空间中的扫描。该种架构主要包括三个组成部分：激光发射器、探测器和扫描器。激光发射器用于发射激光，激光经过扫描器后在空间中形成二维阵面的扫描。激光在遇到物体后反射，并被探测器接收。其中，扫描器主要包括MEMS振镜。MEMS架构的激光雷达的一个重要指标是空间扫描分辨率，空间扫描分辨率与MEMS振镜的工作模式强相关。

MEMS振镜通常包括两个轴，这两个轴分别根据各自的驱动信号进行转动。轴的工作模式包括谐振模式和静态工作模式。当驱动信号的频率与轴自身的谐振频率一致时，这个轴的转动将达到最大幅度，此时称为谐振模式。当驱动信号的频率与轴自身的谐振频率不一致时，轴的转动角度随驱动信号的变化而变化，称为静态工作模式。

目前，当MEMS振镜的工作模式确定后，激光雷达的空间扫描分辨率不可变，导致激光扫描的灵活性很差，无法适应不同空间扫描分辨率的需求。

发明内容

本申请实施例提供一种激光扫描控制方法、装置、MEMS振镜和激光雷达，满足了不同空间扫描分辨率的需求。

第一方面，本申请实施例提供一种激光扫描控制方法，包括：生成第一信号和第二信号；第一信号用于控制二维MEMS振镜的第一轴的转动，第二信号用于控制二维MEMS振镜的第二轴的转动，第一信号在第一时间间隔内为斜率为k的第一线性信号，第一信号在第二时间间隔内为斜率为m的第二线性信号，k的绝对值与m的绝对值不同；向二维MEMS振镜发送第一信号和第二信号。

通过第一方面提供的激光扫描控制方法，激光扫描控制装置可以生成用于控制二维MEMS振镜的第一轴转动的第一信号，以及生成用于控制二维MEMS振镜的第二轴转动的第二信号，并向二维MEMS振镜发送第一信号和第二信号。其中，第一信号包括至少两个斜率的绝对值不同的线性信号。通过控制第一信号在不同时间间隔内的线性信号的斜率，可以使得二维MEMS振镜根据第一信号对空间中的不同区域进行不同扫描分辨率的扫描，控制方式简单易行，满足了不同空间扫描分辨率的需求。而且，没有增加设备的硬件成本，避免了增加系统复杂度。

可选的，在第一方面的一种可能的实施方式中，还可以包括：获取激光扫描区域中的感兴趣区域；相应的，生成第一信号可以包括：根据感兴趣区域生成第一线性信号，根据激光扫描区域中除感兴趣区域外的其他区域生成第二线性信号；其中，k的绝对值小于m的绝对值。

通过第一方面该种实施方式提供的激光扫描控制方法，根据感兴趣区域生成斜率绝对值相对较小的第一线性信号，根据激光扫描区域中除感兴趣区域外的其他区域生成斜率绝对值相对较大的第二线性信号。线性信号的斜率越大，二维MEMS振镜的第一轴转动的相对越快，在相同的时间内激光在激光扫描区域中打出的激光脉冲越少，扫描图形相对稀疏，对应的扫描分辨率越低。相反的，线性信号的斜率越小，二维MEMS振镜的第一轴转动的相对越慢，在相同的时间内激光在激光扫描区域中打出的激光脉冲越多，扫描图形相对密集，对应的扫描分辨率越高。因此，通过斜率绝对值相对较小的第一线性信号可以使得感兴趣区域中的扫描图形更加密集，提升了第一信号与应用场景的匹配度，提升了激光扫描效果。

可选的，在第一方面的一种可能的实施方式中，第一时间间隔可以包括第一时间单元和第二时间单元，方法还可以包括：确定第一时间单元内的激光脉冲的发射频率和第二时间单元内的激光脉冲的发射频率；其中，第一时间单元内的激光脉冲的发射频率与第二时间单元内的激光脉冲的发射频率不同。

通过第一方面该种实施方式提供的激光扫描控制方法，通过在第一信号的一个时间间隔内，进一步控制不同时间单元内的激光脉冲的发射频率，可以对空间中的不同区域进行不同扫描分辨率的扫描，满足了不同空间扫描分辨率的需求。

可选的，在第一方面的一种可能的实施方式中，还可以包括：获取感兴趣区域和感兴趣区域对应的第一区域；确定第一时间单元内的激光脉冲的发射频率和第二时间单元内的激光脉冲的发射频率，可以包括：根据感兴趣区域生成第一时间单元内的激光脉冲的发射频率，根据第一区域中除感兴趣区域外的其他区域生成第二时间单元内的激光脉冲的发射频率；其中，第一时间单元内的激光脉冲的发射频率大于第二时间单元内的激光脉冲的发射频率。

通过第一方面该种实施方式提供的激光扫描控制方法，根据感兴趣区域生成第一时间单元内相对较大的激光脉冲的发射频率，根据第一区域中除感兴趣区域外的其他区域生成第二时间单元内相对较小的激光脉冲的发射频率。激光脉冲的发射频率越大，对应的扫描分辨率越高，相反的，激光脉冲的发射频率越小，对应的扫描分辨率越低，因此，通过第一时间单元内相对较大的激光脉冲的发射频率可以使得感兴趣区域中的扫描图形更加密集，提升了激光脉冲的发射频率与应用场景的匹配度。进一步的，针对第一区域中除感兴趣区域外的其他区域可以降低第二时间单元内的激光脉冲的发射频率，没有增加设备的硬件成本，避免了增加系统复杂度。

第二方面，本申请实施例提供一种激光扫描控制方法，包括：接收第一信号和第二信号；其中，第一信号用于控制二维MEMS振镜的第一轴的转动，第二信号用于控制二维MEMS振镜的第二轴的转动，第一信号在第一时间间隔内为斜率为k的第一线性信号，第一信号在第二时间间隔内为斜率为m的第二线性信号，k的绝对值与m的绝对值不同；根据第一信号转动第一轴，根据第二信号转动第二轴。

可选的，在第二方面的一种可能的实施方式中，第一线性信号根据激光扫描区域中的感兴趣区域生成，第二线性信号根据激光扫描区域中除感兴趣区域外的其他区域生成，k的绝对值小于m的绝对值。

其中，第二方面各个可能的实施方式的技术效果，可以参见上述第一方面相同或相应实施方式的技术效果，此处不再赘述。

第三方面，本申请实施例提供一种激光扫描控制装置，包括：处理模块，用于生成第一信号和第二信号；第一信号用于控制二维MEMS振镜的第一轴的转动，第二信号用于控制二维MEMS振镜的第二轴的转动，第一信号在第一时间间隔内为斜率为k的第一线性信号，第一信号在第二时间间隔内为斜率为m的第二线性信号，k的绝对值与m的绝对值不同；发送模块，用于向二维MEMS振镜发送第一信号和第二信号。

可选的，在第三方面的一种可能的实施方式中，处理模块还用于：获取激光扫描区域中的感兴趣区域；处理模块具体用于：根据感兴趣区域生成第一线性信号，根据激光扫描区域中除感兴趣区域外的其他区域生成第二线性信号；其中，k的绝对值小于m的绝对值。

可选的，在第三方面的一种可能的实施方式中，第一时间间隔包括第一时间单元和第二时间单元，处理模块还用于：确定第一时间单元内的激光脉冲的发射频率和第二时间单元内的激光脉冲的发射频率；其中，第一时间单元内的激光脉冲的发射频率与第二时间单元内的激光脉冲的发射频率不同。

可选的，在第三方面的一种可能的实施方式中，处理模块还用于：获取感兴趣区域和感兴趣区域对应的第一区域；处理模块具体用于：根据感兴趣区域生成第一时间单元内的激光脉冲的发射频率，根据第一区域中除感兴趣区域外的其他区域生成第二时间单元内的激光脉冲的发射频率；其中，第一时间单元内的激光脉冲的发射频率大于第二时间单元内的激光脉冲的发射频率。

其中，第三方面各个可能的实施方式的技术效果，可以参见上述第一方面相同实施方式的技术效果，此处不再赘述。

第四方面，本申请实施例提供一种二维MEMS振镜，包括：接收模块，用于接收第一信号和第二信号；其中，第一信号用于控制二维MEMS振镜的第一轴的转动，第二信号用于控制二维MEMS振镜的第二轴的转动，第一信号在第一时间间隔内为斜率为k的第一线性信号，第一信号在第二时间间隔内为斜率为m的第二线性信号，k的绝对值与m的绝对值不同；转动模块，用于根据第一信号转动第一轴，根据第二信号转动第二轴。

可选的，在第四方面的一种可能的实施方式中，第一线性信号根据激光扫描区域中的感兴趣区域生成，第二线性信号根据激光扫描区域中除感兴趣区域外的其他区域生成，k的绝对值小于m的绝对值。

其中，第四方面各个可能的实施方式的技术效果，可以参见上述第一方面相同或相应实施方式的技术效果，此处不再赘述。

第五方面，本申请实施例提供一种激光扫描控制装置，包括处理器和存储器，处理器用于调用存储器中存储的程序，以执行以上第一方面提供的激光扫描控制方法。

第六方面，本申请实施例提供一种激光雷达，包括以上第三方面提供的激光扫描控制装置和以上第四方面提供的二维MEMS振镜，或者，包括以上第五方面提供的激光扫描控制装置和以上第四方面提供的二维MEMS振镜。

第七方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当指令在计算机或处理器上运行时，实现如以上第一方面或第二方面提供的方法。

第八方面，本申请实施例提供一种程序产品，所述程序产品包括计算机程序，所述计算机程序存储在可读存储介质中，设备的至少一个处理器可以从所述可读存储介质读取所述计算机程序，所述至少一个处理器执行所述计算机程序使得该设备实施以上第一方面或第二方面提供的方法。

第九方面，本申请实施例提供一种芯片，所述芯片包括：处理器和通信接口，所述处理器用于从所述通信接口调用并运行指令，当所述处理器执行所述指令时，实现以上第一方面或第二方面提供的方法。

在以上各个方面中，可选的，在一种可能的实施方式中，第二信号为正弦波信号。

附图说明

图1为本申请实施例适用的激光雷达的工作原理示意图；

图2为二维MEMS振镜的结构示意图；

图3为二维MEMS振镜的一种扫描图形；

图4为二维MEMS振镜的另一种扫描图形；

图5为三角波信号的一种示意图；

图6为本申请实施例提供的激光扫描控制方法的一种流程图；

图7为本申请实施例提供的第一信号的一种示意图；

图8为本申请实施例提供的第一信号、第二信号和二维MEMS振镜的扫描图形的一种示意图；

图9为本申请实施例提供的第一信号与感兴趣区域的对应关系示意图；

图10为本申请实施例提供的激光脉冲的发射频率与感兴趣区域的对应关系示意图；

图11为本申请实施例提供的激光扫描控制方法的另一种流程图；

图12为本申请实施例提供的激光扫描控制装置的一种结构示意图；

图13为本申请实施例提供的激光扫描控制装置的另一种结构示意图；

图14为本申请实施例提供的二维MEMS振镜的一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图描述本申请实施例。

随着激光雷达技术的发展，激光雷达的架构越来越多元化。示例性的，图1为本申请实施例适用的激光雷达的工作原理示意图，示出了二维MEMS架构下的激光雷达。如图1所示，激光雷达可以包括光源、接收器(Recevier)、光学镜组和二维MEMS振镜。可选的，光学镜组可以包括光学反射镜和光学透镜。光源用于提供脉冲式激光。可选的，可以设置激光脉冲的脉冲宽度、脉冲频率和脉冲功率。激光脉冲经过光学反射镜(optical mirror)以及二维MEMS振镜后可以在空间中形成二维阵面的扫描。激光脉冲在遇到物体后形成发射，发射光经过二维MEMS振镜、光学反射镜以及光学透镜后被接收器接收。接收器用于将接收到的光信号转换为电信号。二维MEMS架构下的激光雷达是利用二维MEMS振镜的转动来实现激光在空间中的扫描，从而实现激光探测。比如，一种应用可以为通过计算发射光与接收光之间的时间差来确定空间中被扫描的每个点的距离。其中，MEMS架构的激光雷达的一个重要指标是空间扫描分辨率，空间扫描分辨率与MEMS振镜的工作模式强相关。需要说明，本申请实施例对激光雷达还包括的其他部件不做限定，对激光雷达中每个部件的名称不做限定。例如，二维MEMS振镜也可以称为扫描器，接收器也可以称为探测器。需要说明，本申请实施例对激光雷达的应用场景不做限定，例如，激光雷达可以应用于车辆上、无人飞行器上、无人驾驶的汽车上等，用于实现空间扫描、避障、线路规划等。

下面，对本申请实施例涉及的概念进行说明。

1、二维MEMS振镜

MEMS振镜是一种采用MEMS技术制作的微镜，也称为MEMS微镜、MEMS扫描镜、MEMS扫描转镜等。MEMS振镜可以应用于激光雷达上，具有尺寸小、振荡频率高、无旋转部件等优势，通过一片MEMS振镜可以实现多线束激光雷达的扫描。MEMS振镜可以包括但不限于二维MEMS振镜和三维MEMS振镜。

二维MEMS振镜具有两个轴，示例性的，图2为二维MEMS振镜的结构示意图。如图2所示，二维MEMS振镜包括反射镜21，二维MEMS振镜的两个轴可以分别称为X轴和Y轴。X轴和Y轴分别对应有驱动信号，反射镜21可以根据驱动信号绕X轴和Y轴转动。通过控制两个轴的驱动信号可以实现空间中的不同扫描效果。需要说明，本申请实施例对这两个轴的名称不做限定，对二维MEMS振镜的两个轴分别对应的驱动信号不做限定。

可选的，驱动信号可以为周期信号，本申请实施例对周期信号的周期的具体数值不做限定。

2、静态模式和谐振模式

二维MEMS振镜的轴的工作模式包括静态模式(Static mode)和谐振模式(Resonance mode)。

当二维MEMS振镜的轴的自身谐振频率与这个轴的驱动信号的频率一致时，这个轴的转动将达到最大幅度，此时，这个轴工作在谐振模式。

当二维MEMS振镜的轴的自身谐振频率与这个轴的驱动信号的频率不一致时，这个轴的转动角度随着这个轴的驱动信号的变化而变化，比如，驱动信号为电压信号或电流信号时，根据电压信号或电流信号的值转动到一个角度，此时，这个轴工作在静态模式。

3、二维MEMS振镜的扫描图形

二维MEMS振镜的扫描图形与二维MEMS振镜的两个轴的工作模式相关。

示例性的，图3为二维MEMS振镜的一种扫描图形。在图3中，二维MEMS振镜的X轴和Y轴都工作在谐振模式，X轴和Y轴分别对应的驱动信号均为正弦波信号，此时，二维MEMS振镜的扫描图形称为李萨茹图形。

示例性的，图4为二维MEMS振镜的另一种扫描图形。在图4中，二维MEMS振镜的一个轴工作在谐振模式，另一个轴工作在静态模式，此时，二维MEMS振镜可以实现逐行扫描或逐列扫描。示例性的，图4示出了逐行扫描的扫描图形，其中，工作在谐振模式的轴的驱动信号可以为正弦波信号，工作在静态模式的轴的驱动信号可以为三角波信号。示例性的，图5为三角波信号的一种示意图，信号周期为T。

在现有技术中，图3和图4为常用的扫描图形。针对图3，二维MEMS振镜的X轴和Y轴都工作在谐振模式，扫描图形为李萨茹图形，存在空间扫描不均匀的问题。激光雷达扫描视场中的中间区域通常是关键探测区域，但是在李萨茹图形中，中间区域的扫描分辨率低于周围区域的扫描分辨，这是李萨茹图形的天然缺陷。针对图4，二维MEMS振镜的一个轴工作在谐振模式，另一个轴工作在静态模式，扫描图形为逐行扫描或逐列扫描。相比于李萨茹图形，提升了空间扫描的均匀性。但是，对于激光雷达扫描视场中的任意区域，空间扫描分辨率都是相同的，激光雷达的空间扫描分辨率不可变，导致激光扫描的灵活性很差，无法适应不同空间扫描分辨率的需求。

针对上述技术问题，本申请实施例提供一种激光扫描控制方法，通过生成用于控制二维MEMS振镜的第一轴转动的第一信号，以及生成用于控制二维MEMS振镜的第二轴转动的第二信号，第一信号包括至少两个斜率的绝对值不同的线性信号。通过控制第一信号在不同时间间隔内的线性信号的斜率，可以使得二维MEMS振镜根据第一信号对空间中的不同区域进行不同扫描分辨率的扫描，控制方式简单易行，满足了不同空间扫描分辨率的需求。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。

图6为本申请实施例提供的激光扫描控制方法的一种流程图。本实施例提供的激光扫描控制方法，执行主体可以为激光扫描控制装置。如图6所示，本实施例提供的激光扫描控制方法，可以包括：

S601、生成第一信号和第二信号。

其中，第一信号用于控制二维MEMS振镜的第一轴的转动，第二信号用于控制二维MEMS振镜的第二轴的转动，第一信号在第一时间间隔内为斜率为k的第一线性信号，第一信号在第二时间间隔内为斜率为m的第二线性信号，k的绝对值与m的绝对值不同。

在本实施例中，为了描述方便，二维MEMS振镜的两个轴可以分别称为第一轴和第二轴，第一轴的驱动信号可以称为第一信号，第二轴的驱动信号可以称为第二信号。可选的，第一信号和第二信号均为周期信号。本实施例对第一信号的周期和第二信号的周期不做限定。可选的，第一信号可以为非周期信号。可选的，第二信号可以为非周期信号。

可选的，第二信号可以为正弦波信号。

其中，第一信号在时间上至少包括第一时间间隔和第二时间间隔，第一信号在第一时间间隔内的部分以及在第二时间间隔内的部分均为线性信号，且斜率的绝对值不同。为了描述方便，第一信号在第一时间间隔内的部分称为第一线性信号，斜率为k，第一信号在第二时间间隔内的部分称为第二线性信号，斜率为m。其中，k的绝对值大于m的绝对值，或者，k的绝对值小于m的绝对值。

需要说明的是，本实施例对第一信号包括的时间间隔的数量不做限定。对于任意两个时间间隔，只要第一信号在这两个时间间隔内的线性信号的斜率的绝对值不同，这两个时间间隔就可以分别称为第一时间间隔和第二时间间隔。可选的，第一时间间隔和第二时间间隔可以为相邻的时间间隔，也可以为不相邻的时间间隔。

下面结合图7，通过示例对第一信号、第一时间间隔、第二时间间隔、斜率k和斜率m进行说明。

图7为本申请实施例提供的第一信号的一种示意图。如图7所示，第一信号为周期信号，周期T＝t6-t0。在时间上，t0～t3之间的半周期内，包括了3个时间间隔，分别为：t0～t1之间的时间间隔、对应斜率为k1(k1>0)的线性信号；t1～t2之间的时间间隔、对应斜率为m1(m1>0)的线性信号；t2～t3之间的时间间隔、对应斜率为k2(k2>0)的线性信号。t3～t6之间的半周期内，也包括了3个时间间隔，分别为：t3～t4之间的时间间隔、对应斜率为-k1的线性信号；t4～t5之间的时间间隔、对应斜率为-m1的线性信号；t5～t6之间的时间间隔、对应斜率为-k2的线性信号。其中，k2>m1>k1。

在一个示例中，第一时间间隔为t0～t1，斜率k具体为k1；第二时间间隔为t1～t2，斜率m具体为m1。

在另一个示例中，第一时间间隔为t1～t2，斜率k具体为m1；第二时间间隔为t0～t1，斜率m具体为k1。

在又一个示例中，第一时间间隔为t0～t1，斜率k具体为k1；第二时间间隔为t2～t3，斜率m具体为k2。

在又一个示例中，第一时间间隔为t3～t4，斜率k具体为-k1；第二时间间隔为t4～t5，斜率m具体为-m1。

在又一个示例中，第一时间间隔为t4～t5，斜率k具体为-m1；第二时间间隔为t5～t6，斜率m具体为-k1。

在本实施例中，由于第一信号包括至少两个斜率的绝对值不同的线性信号，这样，二维MEMS振镜根据第一信号转动第一轴时，在不同的时间间隔内激光的扫描速度是不同的。根据第一线性信号转动第一轴时与根据第二线性信号转动第一轴时，在空间中可以形成疏密程度不同的扫描图形。从而，通过控制第一信号在不同时间间隔内的线性信号的斜率，可以使得二维MEMS振镜根据第一信号对空间中的不同区域进行不同扫描分辨率的扫描，控制方式简单易行，满足了不同空间扫描分辨率的需求。

下面结合图8，对本实施例提供的激光扫描控制方法的扫描效果进行示例性说明。图8为本申请实施例提供的第一信号、第二信号和二维MEMS振镜的扫描图形的一种示意图。其中，图8中的(a)示出了第二信号的波形图，第二信号为正弦波信号。二维MEMS振镜的第二轴根据第二信号可以工作在谐振模式。图8中的(b)示出了第一信号的波形图，第一信号包括了斜率分别为k11、k12、-k11、-k12的线性信号，其中，k11>k12>0。二维MEMS振镜的第一轴根据第一信号可以工作在静态模式。图8中的(c)示出了第一信号和第二信号叠加后的波形图。图8中的(d)示出了二维MEMS振镜的扫描图形，可以实现逐行扫描。如图8中的(d)所示，扫描图形可以包括图形21、图形22和图形23。其中，图形21和图形23对应第一信号中斜率为k11或-k11的线性信号，图形22对应第一信号中斜率为k12或-k12的线性信号。可见，第一信号中线性信号的斜率不同，空间扫描分辨率不同。

S602、向二维MEMS振镜发送第一信号和第二信号。

可选的，在一种实现方式中，可以将第一信号和第二信号直接发送给二维MEMS振镜。

可选的，在另一种实现方式中，可以将第一信号与第二信号进行信号叠加，获取合成信号，将所述合成信号发送给二维MEMS振镜。

可见，本实施例提供的激光扫描控制方法，激光扫描控制装置可以生成用于控制二维MEMS振镜的第一轴转动的第一信号，以及生成用于控制二维MEMS振镜的第二轴转动的第二信号，并向二维MEMS振镜发送第一信号和第二信号。其中，第一信号包括至少两个斜率的绝对值不同的线性信号。通过控制第一信号在不同时间间隔内的线性信号的斜率，可以使得二维MEMS振镜根据第一信号对空间中的不同区域进行不同扫描分辨率的扫描，控制方式简单易行，满足了不同空间扫描分辨率的需求。而且，没有增加设备的硬件成本，避免了增加系统复杂度。

可选的，本实施例提供的激光扫描控制方法，还可以包括：

获取激光扫描区域中的感兴趣区域。

相应的，S601中，生成第一信号，可以包括：

根据感兴趣区域生成第一线性信号，根据激光扫描区域中除感兴趣区域外的其他区域生成第二线性信号。其中，k的绝对值小于m的绝对值。

其中，激光扫描区域也可以称为扫描视场(field of view，FOV)，是指激光雷达可以覆盖的范围。感兴趣区域(region of interest，ROI)是指激光扫描区域中需要处理的区域。本实施例对确定激光扫描区域中的感兴趣区域的方法不做限定。例如，感兴趣区域可以为激光扫描区域中预先定义的区域，或者为之前时刻探测到有目标物体的区域，等。本实施例对感兴趣区域在激光扫描区域中的具体位置不做限定，对感兴趣区域的数量不做限定。

具体的，在本实现方式中，激光扫描区域包括感兴趣区域和除感兴趣区域之外的其他区域。通常，感兴趣区域的空间扫描分辨率要求较高，对应的扫描图形相对更密集，例如，图8中的(d)中的图形22。而除感兴趣区域之外的其他区域的空间扫描分辨率要求较低，对应的扫描图形相对更稀疏，例如，图8中的(d)中的图形21或图形23。因此，可以根据感兴趣区域生成斜率绝对值相对较小的第一线性信号，根据激光扫描区域中除感兴趣区域外的其他区域生成斜率绝对值相对较大的第二线性信号。线性信号的斜率越大，二维MEMS振镜的第一轴转动的相对越快，在相同的时间内激光在激光扫描区域中打出的激光脉冲越少，扫描图形相对稀疏，对应的扫描分辨率越低。相反的，线性信号的斜率越小，二维MEMS振镜的第一轴转动的相对越慢，在相同的时间内激光在激光扫描区域中打出的激光脉冲越多，扫描图形相对密集，对应的扫描分辨率越高。因此，根据感兴趣区域生成斜率绝对值相对较小的第一线性信号，根据激光扫描区域中除感兴趣区域外的其他区域生成斜率绝对值相对较大的第二线性信号，提升了第一信号与应用场景的匹配度，提升了激光扫描效果。

需要说明的是，本实施例对斜率k和m的具体数值不做限定，可以根据实际应用中要求的扫描分辨率进行设置。

可选的，根据感兴趣区域生成第一线性信号，可以包括：

根据感兴趣区域的位置信息和激光扫描区域的位置信息生成第一线性信号。

其中，本实施例对感兴趣区域的位置信息和激光扫描区域的位置信息不做限定。例如，感兴趣区域的位置信息可以包括感兴趣区域的边界点的坐标，激光扫描区域的位置信息可以包括激光扫描区域的边界点的坐标。

下面，结合图9对第一信号与激光扫描区域、感兴趣区域之间的对应关系进行示例性说明。图9为本申请实施例提供的第一信号与感兴趣区域的对应关系示意图。在图9中，斜率k1～k7均大于0。

如图9中的(a)所示，激光扫描区域31中包括感兴趣区域32。在第一信号中，感兴趣区域32对应的斜率k1小于激光扫描区域31中除感兴趣区域32之外的其他区域对应的斜率k2。

如图9中的(b)所示，激光扫描区域33中包括感兴趣区域34和感兴趣区域35。在第一信号中，感兴趣区域34对应的斜率k4小于激光扫描区域33中除感兴趣区域34和感兴趣区域35之外的其他区域对应的斜率k3；感兴趣区域35对应的斜率k5小于激光扫描区域33中除感兴趣区域34和感兴趣区域35之外的其他区域对应的斜率k3。其中，本示例对k4和k5的大小不做限定，k4与k5可以相同，也可以不同。当k4与k5不同时，k4可以大于k5，也可以小于k5，根据实际应用时要求的扫描分辨率相关。可选的，在一种实现方式中，如图9中的(b)所示，斜率k4大于斜率k5。

如图9中的(c)所示，激光扫描区域36中包括感兴趣区域37。在第一信号中，感兴趣区域37对应的斜率k7小于激光扫描区域36中除感兴趣区域37之外的其他区域对应的斜率k6。

可选的，第一时间间隔可以包括第一时间单元和第二时间单元，本实施例提供的方法，还可以包括：

确定第一时间单元内的激光脉冲的发射频率和第二时间单元内的激光脉冲的发射频率。其中，第一时间单元内的激光脉冲的发射频率与第二时间单元内的激光脉冲的发射频率不同。

具体的，激光脉冲的发射频率越高，激光扫描的扫描密度越高，对硬件的要求越高，功耗越高。相反的，激光脉冲的发射频率越低，激光扫描的扫描密度越低，对硬件的要求越低，功耗越低。因此，通过在第一信号的一个时间间隔内，进一步控制不同时间单元内的激光脉冲的发射频率，可以对空间中的不同区域进行不同扫描分辨率的扫描，满足了不同空间扫描分辨率的需求。

其中，第一时间间隔可以为第一信号包括的任意一个时间间隔。本实施例对第一时间间隔包括的时间单元的数量不做限定。对于任意两个时间单元，只要激光脉冲的发射频率在这两个时间单元内不同，这两个时间单元就可以分别称为第一时间单元和第二时间单元。可选的，第一时间单元和第二时间单元可以为相邻的时间单元，也可以为不相邻的时间单元。

需要说明的是，本实施例对第一时间单元内的激光脉冲的发射频率和第二时间单元内的激光脉冲的发射频率的具体数值不做限定。可选的，第一时间单元内的激光脉冲的发射频率和第二时间单元内的激光脉冲的发射频率小于或等于激光脉冲的最大发射频率。

可选的，本实施例提供的激光扫描控制方法，还可以包括：

获取感兴趣区域和感兴趣区域对应的第一区域。

相应的，确定第一时间单元内的激光脉冲的发射频率和第二时间单元内的激光脉冲的发射频率，可以包括：

根据感兴趣区域生成第一时间单元内的激光脉冲的发射频率，根据第一区域中除感兴趣区域外的其他区域生成第二时间单元内的激光脉冲的发射频率。其中，第一时间单元内的激光脉冲的发射频率大于第二时间单元内的激光脉冲的发射频率。

其中，感兴趣区域的含义可以参见上述说明。具体的，在本实现方式中，第一区域可以为激光扫描区域中在二维MEMS振镜的第一轴对应的扫描方向上的部分区域，感兴趣区域为第一区域中在二维MEMS振镜的第二轴对应的扫描方向上的部分区域。第一区域包括感兴趣区域和除感兴趣区域之外的其他区域。通常，感兴趣区域的空间扫描分辨率要求较高，对应的激光脉冲的发射频率较高。而第一区域中除感兴趣区域之外的其他区域的空间扫描分辨率要求较低，对应的激光脉冲的发射频率较低。因此，可以根据感兴趣区域生成第一时间单元内相对较大的激光脉冲的发射频率，根据第一区域中除感兴趣区域外的其他区域生成第二时间单元内相对较小的激光脉冲的发射频率，提升了激光脉冲的发射频率与应用场景的匹配度。而且，针对第一区域中除感兴趣区域之外的其他区域可以降低第二时间单元内的激光脉冲的发射频率，没有增加设备的硬件成本，避免了增加系统复杂度。

可选的，根据感兴趣区域生成第一时间单元内的激光脉冲的发射频率，可以包括：

根据感兴趣区域的位置信息和第一区域的位置信息生成第一时间单元内的激光脉冲的发射频率。

其中，本实施例对感兴趣区域的位置信息和第一区域的位置信息不做限定。例如，感兴趣区域的位置信息可以包括感兴趣区域的边界点的坐标，第一区域的位置信息可以包括第一区域的边界点的坐标。

下面，结合图10对感兴趣区域、第一区域、第一时间单元内的激光脉冲的发射频率和第二时间单元内的激光脉冲的发射频率进行示例性说明。图10为本申请实施例提供的激光脉冲的发射频率与感兴趣区域的对应关系示意图。其中，x表示二维MEMS振镜的第二轴对应的扫描方向，y表示二维MEMS振镜的第一轴对应的扫描方向。

如图10中的(a)所示，激光扫描区域41中包括感兴趣区域42，感兴趣区域42对应第一区域43(虚线框)。感兴趣区域42对应的第一时间单元内的激光脉冲的发射频率为F1，发射周期为T1，第一区域43中除感兴趣区域42外的其他区域对应的第二时间单元内的激光脉冲的发射频率为F2，发射周期为T2。

如图10中的(b)所示，激光扫描区域44中包括感兴趣区域45，感兴趣区域45对应第一区域46(虚线框)。感兴趣区域45对应的第一时间单元内的激光脉冲的发射频率为F1，发射周期为T1，第一区域46中除感兴趣区域45外的其他区域对应的第二时间单元内的激光脉冲的发射频率为F2，发射周期为T2。

如图10中的(c)所示，激光扫描区域47中包括感兴趣区域48，感兴趣区域48对应第一区域49(虚线框)。感兴趣区域48对应的第一时间单元内的激光脉冲的发射频率为F1，发射周期为T1，第一区域49中除感兴趣区域48外的其他区域对应的第二时间单元内的激光脉冲的发射频率为F2，发射周期为T2。

图11为本申请实施例提供的激光扫描控制方法的另一种流程图。本实施例提供的激光扫描控制方法，执行主体可以为二维MEMS振镜。如图11所示，本实施例提供的激光扫描控制方法，可以包括：

S1101、接收第一信号和第二信号。其中，第一信号用于控制二维MEMS振镜的第一轴的转动，第二信号用于控制二维MEMS振镜的第二轴的转动，第一信号在第一时间间隔内为斜率为k的第一线性信号，第一信号在第二时间间隔内为斜率为m的第二线性信号，k的绝对值与m的绝对值不同。

可选的，在一种实现方式中，二维MEMS振镜可以直接从激光扫描控制装置接收第一信号和第二信号。

可选的，在另一种实现方式中，二维MEMS振镜可以从激光扫描控制装置接收合成信号，所述合成信号为激光扫描控制装置将第一信号与第二信号进行信号叠加后生成的。二维MEMS振镜可以根据合成信号获取第一信号和第二信号。

S1102、根据第一信号转动第一轴，根据第二信号转动第二轴。

其中，第一信号、第二信号、二维MEMS振镜的第一轴和第二轴、第一时间间隔、第二时间间隔、斜率k和斜率m可以参见图6所示实施例的相关描述，原理相似，此处不再赘述。

本实施例提供的激光扫描控制方法，由于第一信号包括至少两个斜率的绝对值不同的线性信号，二维MEMS振镜根据第一信号可以对空间中的不同区域进行不同扫描分辨率的扫描，控制方式简单易行，满足了不同空间扫描分辨率的需求。而且，没有增加设备的硬件成本，避免了增加系统复杂度。

可选的，第一线性信号根据激光扫描区域中的感兴趣区域生成，第二线性信号根据激光扫描区域中除感兴趣区域外的其他区域生成，k的绝对值小于m的绝对值。

可选的，第二信号为正弦波信号。

图12为本申请实施例提供的激光扫描控制装置的一种结构示意图。如图12所示，本实施例提供的激光扫描控制装置，包括：

处理模块1201，用于生成第一信号和第二信号；所述第一信号用于控制二维MEMS振镜的第一轴的转动，所述第二信号用于控制所述二维MEMS振镜的第二轴的转动，所述第一信号在第一时间间隔内为斜率为k的第一线性信号，所述第一信号在第二时间间隔内为斜率为m的第二线性信号，所述k的绝对值与所述m的绝对值不同；

发送模块1202，用于向所述二维MEMS振镜发送所述第一信号和所述第二信号。

可选的，所述处理模块1201还用于：

获取激光扫描区域中的感兴趣区域；

所述处理模块1201具体用于：

根据所述感兴趣区域生成所述第一线性信号，根据所述激光扫描区域中除所述感兴趣区域外的其他区域生成所述第二线性信号；其中，所述k的绝对值小于所述m的绝对值。

可选的，所述第一时间间隔包括第一时间单元和第二时间单元，所述处理模块1201还用于：

确定所述第一时间单元内的激光脉冲的发射频率和所述第二时间单元内的激光脉冲的发射频率；其中，所述第一时间单元内的激光脉冲的发射频率与所述第二时间单元内的激光脉冲的发射频率不同。

可选的，所述处理模块1201还用于：

获取感兴趣区域和所述感兴趣区域对应的第一区域；

所述处理模块1201具体用于：

根据所述感兴趣区域生成所述第一时间单元内的激光脉冲的发射频率，根据所述第一区域中除所述感兴趣区域外的其他区域生成所述第二时间单元内的激光脉冲的发射频率；其中，所述第一时间单元内的激光脉冲的发射频率大于所述第二时间单元内的激光脉冲的发射频率。

可选的，所述第二信号为正弦波信号。

本实施例提供的激光扫描控制装置，用于执行本申请任意方法实施例提供的激光扫描控制方法中激光扫描控制装置执行的操作。技术原理和技术效果相似，此处不再赘述。

应理解，以上模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且装置中的模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现，也可以全部以硬件的形式实现，还可以部分模块以软件通过处理元件调用的形式实现，部分模块以硬件的形式实现。例如，各个模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序的形式存储于存储器中，由装置的某一个处理元件调用并执行该模块的功能。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件又可以成为处理器，可以是一种具有信号的处理能力的集成电路。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路实现或者以软件通过处理元件调用的形式实现。

图13为本申请实施例提供的激光扫描控制装置的另一种结构示意图。如图13所示，本实施例提供的激光扫描控制装置，包括：处理器1301、存储器1302和收发器1303，所述收发器1303用于接收数据或者发送数据，所述存储器1302用于存储指令，所述处理器1301用于执行所述存储器1302中存储的指令，用于执行本申请任意方法实施例提供的激光扫描控制方法中激光扫描控制装置执行的操作。技术原理和技术效果相似，此处不再赘述。

应理解，处理器可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。

在本申请实施例中，存储器可以是非易失性存储器，比如硬盘(hard disk drive，HDD)或固态硬盘(solid-state drive，SSD)等，还可以是易失性存储器(volatilememory)，例如随机存取存储器(random access memory，RAM)。存储器是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何介质，但不限于此。本申请实施例中的存储器还可以是电路或者其它任意能够实现存储功能的装置，用于存储程序指令和/或数据。

图14为本申请实施例提供的二维MEMS振镜的一种结构示意图。如图14所示，本实施例提供的二维MEMS振镜，包括：

接收模块1401，用于接收第一信号和第二信号；其中，所述第一信号用于控制二维MEMS振镜的第一轴的转动，所述第二信号用于控制所述二维MEMS振镜的第二轴的转动，所述第一信号在第一时间间隔内为斜率为k的第一线性信号，所述第一信号在第二时间间隔内为斜率为m的第二线性信号，所述k的绝对值与所述m的绝对值不同；

转动模块1402，用于根据所述第一信号转动所述第一轴，根据所述第二信号转动所述第二轴。

可选的，所述第一线性信号根据激光扫描区域中的感兴趣区域生成，所述第二线性信号根据所述激光扫描区域中除所述感兴趣区域外的其他区域生成，所述k的绝对值小于所述m的绝对值。

可选的，所述第二信号为正弦波信号。

本实施例提供的二维MEMS振镜，用于执行本申请任意方法实施例提供的激光扫描控制方法中二维MEMS振镜执行的操作。技术原理和技术效果相似，此处不再赘述。

本申请实施例还提供一种激光雷达，可以包括图12所示的激光扫描控制装置和图14所示的二维MEMS振镜，或者，包括图13所示的激光扫描控制装置和图14所示的二维MEMS振镜。其中，本实施例对激光雷达包括的其他部件不做限定。

Claims (19)

1.一种激光扫描控制方法，其特征在于，包括：

生成第一信号和第二信号；所述第一信号用于控制二维微机电系统MEMS振镜的第一轴的转动，所述第二信号用于控制所述二维MEMS振镜的第二轴的转动，所述第一信号在第一时间间隔内为斜率为k的第一线性信号，所述第一信号在第二时间间隔内为斜率为m的第二线性信号，所述k的绝对值与所述m的绝对值不同；

向所述二维MEMS振镜发送所述第一信号和所述第二信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

获取激光扫描区域中的感兴趣区域；

所述生成第一信号，包括：

根据所述感兴趣区域生成所述第一线性信号，根据所述激光扫描区域中除所述感兴趣区域外的其他区域生成所述第二线性信号；其中，所述k的绝对值小于所述m的绝对值。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一时间间隔包括第一时间单元和第二时间单元，所述方法还包括：

确定所述第一时间单元内的激光脉冲的发射频率和所述第二时间单元内的激光脉冲的发射频率；其中，所述第一时间单元内的激光脉冲的发射频率与所述第二时间单元内的激光脉冲的发射频率不同。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

获取感兴趣区域和所述感兴趣区域对应的第一区域；

所述确定所述第一时间单元内的激光脉冲的发射频率和所述第二时间单元内的激光脉冲的发射频率，包括：

根据所述感兴趣区域生成所述第一时间单元内的激光脉冲的发射频率，根据所述第一区域中除所述感兴趣区域外的其他区域生成所述第二时间单元内的激光脉冲的发射频率；其中，所述第一时间单元内的激光脉冲的发射频率大于所述第二时间单元内的激光脉冲的发射频率。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述第二信号为正弦波信号。

6.一种激光扫描控制方法，其特征在于，包括：

接收第一信号和第二信号；其中，所述第一信号用于控制二维微机电系统MEMS振镜的第一轴的转动，所述第二信号用于控制所述二维MEMS振镜的第二轴的转动，所述第一信号在第一时间间隔内为斜率为k的第一线性信号，所述第一信号在第二时间间隔内为斜率为m的第二线性信号，所述k的绝对值与所述m的绝对值不同；

根据所述第一信号转动所述第一轴，根据所述第二信号转动所述第二轴。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一线性信号根据激光扫描区域中的感兴趣区域生成，所述第二线性信号根据所述激光扫描区域中除所述感兴趣区域外的其他区域生成，所述k的绝对值小于所述m的绝对值。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述第二信号为正弦波信号。

9.一种激光扫描控制装置，其特征在于，包括：

处理模块，用于生成第一信号和第二信号；所述第一信号用于控制二维微机电系统MEMS振镜的第一轴的转动，所述第二信号用于控制所述二维MEMS振镜的第二轴的转动，所述第一信号在第一时间间隔内为斜率为k的第一线性信号，所述第一信号在第二时间间隔内为斜率为m的第二线性信号，所述k的绝对值与所述m的绝对值不同；

发送模块，用于向所述二维MEMS振镜发送所述第一信号和所述第二信号。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述处理模块还用于：

获取激光扫描区域中的感兴趣区域；

所述处理模块具体用于：

根据所述感兴趣区域生成所述第一线性信号，根据所述激光扫描区域中除所述感兴趣区域外的其他区域生成所述第二线性信号；其中，所述k的绝对值小于所述m的绝对值。

11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述第一时间间隔包括第一时间单元和第二时间单元，所述处理模块还用于：

确定所述第一时间单元内的激光脉冲的发射频率和所述第二时间单元内的激光脉冲的发射频率；其中，所述第一时间单元内的激光脉冲的发射频率与所述第二时间单元内的激光脉冲的发射频率不同。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述处理模块还用于：

获取感兴趣区域和所述感兴趣区域对应的第一区域；

所述处理模块具体用于：

根据所述感兴趣区域生成所述第一时间单元内的激光脉冲的发射频率，根据所述第一区域中除所述感兴趣区域外的其他区域生成所述第二时间单元内的激光脉冲的发射频率；其中，所述第一时间单元内的激光脉冲的发射频率大于所述第二时间单元内的激光脉冲的发射频率。

13.根据权利要求9-12任一项所述的装置，其特征在于，所述第二信号为正弦波信号。

14.一种二维MEMS振镜，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收第一信号和第二信号；其中，所述第一信号用于控制二维微机电系统MEMS振镜的第一轴的转动，所述第二信号用于控制所述二维MEMS振镜的第二轴的转动，所述第一信号在第一时间间隔内为斜率为k的第一线性信号，所述第一信号在第二时间间隔内为斜率为m的第二线性信号，所述k的绝对值与所述m的绝对值不同；

转动模块，用于根据所述第一信号转动所述第一轴，根据所述第二信号转动所述第二轴。

15.根据权利要求14所述的二维MEMS振镜，其特征在于，所述第一线性信号根据激光扫描区域中的感兴趣区域生成，所述第二线性信号根据所述激光扫描区域中除所述感兴趣区域外的其他区域生成，所述k的绝对值小于所述m的绝对值。

16.根据权利要求14或15所述的二维MEMS振镜，其特征在于，所述第二信号为正弦波信号。

17.一种激光雷达，其特征在于，包括：如权利要求9-13任一项所述的激光扫描控制装置和如权利要求14-16任一项所述的二维MEMS振镜。

18.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1-5任一项所述的方法。

19.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括：处理器和通信接口，所述处理器用于从所述通信接口调用并运行指令，当所述处理器执行所述指令时，实现如权利要求1-8中任一项所述的方法。

Images