CN114910886A - 光控制装置、光控制方法和程序 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光控制装置、光控制方法和程序，光控制装置安装在可移动的主体内并具有光传输/接收单元，光传输/接收单元包括发射单元和光接收单元。发射单元发射光，光接收单元接收被可移动的主体周围的对象物反射的光。控制单元控制发射单元以对由发射单元发射的光在第一方向和与第一方向交叉的第二方向上进行连续转换，以使由发射单元发射的光的转换轨迹成为螺旋形。

Description

光控制装置、光控制方法和程序
本申请是2015年10月6日提交的题为“光控制装置、光控制方法和程序”的中国专利申请201580083000.5的分案申请。
技术领域
本发明涉及控制发射光的转换的光控制装置。
背景技术
存在一种公知的激光雷达LIDAR，其在间歇地发射激光时扫描水平方向，并且通过接收被反射的光来检测对象物表面上的点集。专利参考文献1公开了一种技术，其利用安装在车辆中的激光雷达来一维地或二维地扫描周围，以检测关于该车辆周围的情况的信息。
现有技术引用
专利参考文献1；日本专利申请特开2014-89691
发明内容
本发明要解决的问题
为了三维地获取关于周围的情况的信息，有必要使用多层型激光雷达。然而，多层型激光雷达花费的成本很高，这是因为其需要为每一层设置光发射器/接收器。
以上问题是本发明要解决的问题的一个示例。本发明的目的是提供能够通过使用单个发射器/接收器来获取三维信息的光控制装置。
在权利要求中被描述的发明是光控制装置，该光控制装置包括：光传输/接收单元，其被安装在可移动的主体内，并包括配置为发射光的发射单元和配置为接收被所述可移动的主体周围的对象物反射的所述光的光接收单元；以及控制单元，其配置为控制所述发射单元对由所述发射单元发射的所述光在第一方向上和与所述第一方向交叉的第二方向上进行连续转换，以使由所述发射单元发射的所述光的转换轨迹成为螺旋形。
在权利要求中被描述的另一发明是一种光控制方法，其通过包括光传输/接收单元的光控制装置执行，该光传输/接收单元安装在可移动的主体内并包括配置为发射光的发射单元和配置为接收被所述可移动的主体周围的对象物反射的所述光的光接收单元，所述方法包括控制过程，控制所述发射单元对由所述发射单元发射的所述光在第一方向上和与所述第一方向交叉的第二方向上进行连续转换，以使由所述发射单元发射的所述光的转换轨迹成为螺旋形。
在权利要求中被描述的另一发明是一种计算机可读存储介质，其中存储有由光控制装置执行的程序，该光控制装置包括：光传输/接收单元，其安装在可移动的主体内，并包括配置为发射光的发射单元和配置为接收被所述可移动的主体周围的对象物反射的所述光的光接收单元；以及计算机，所述程序使所述计算机作为控制单元而发挥作用，所述控制单元配置为控制所述发射单元对由所述发射单元发射的所述光在第一方向上和与所述第一方向交叉的第二方向上进行连续转换，以使由所述发射单元发射的所述光的转换轨迹成为螺旋形。
在权利要求中被描述的另一发明是光控制装置，其包括：光传输/接收单元，其被安装在可移动的主体内，并包括配置为发射光的发射单元和配置为接收被所述可移动的主体周围的对象物反射的所述光的光接收单元；以及控制单元，其配置为控制所述发射单元对所述光在第一方向上和与所述第一方向交叉的第二方向上进行连续转换，以使由所述发射单元发射的所述光在空间内预定表面上描绘出螺旋形轨迹。
在权利要求中被描述的另一发明是光控制装置，其包括：光传输/接收单元，其被安装在可移动的主体内，并包括配置为发射光的发射单元和配置为接收所述光的光接收单元；以及控制单元，其配置为控制所述发射单元来实施对所述光在第一方向上进行连续转换的第一控制和对所述光在与所述第一方向交叉的第二方向上进行连续转换的第二控制，当在所述第一方向上由所述发射单元发射的所述光的发射角度成为预定角度时，所述控制单元控制所述发射单元，使所述光在所述第一方向上进行连续转换的同时，以预定的角度对所述发射单元发射的所述光的所述发射角度在所述第二方向上进行转换。
附图说明
图1是示出了根据实施例的激光雷达单元的配置的方框图。
图2是示出了光传输/接收单元的结构框图。
图3示出了触发信号和区段提取信号的波形。
图4A至4C示意性地示出了全向扫描单元的动作。
图5A至5C示出了根据第一实施例的螺旋形扫描的轨迹。
图6A和6B示出了根据第一实施例的螺旋形的扫描的扫描视场。
图7A至7C示出了根据第二实施例的部分多层扫描的轨迹。
附图标记说明
1 光传输/接收单元
2 信号处理单元
3 全向扫描单元
4 扫描角度控制单元
5 扫描角度检测单元
13 激光二极管
16 光接收元件
具体实施方式
根据本发明的一个方面，提供了一种光控制装置，包括：光传输/接收单元，其被安装在可移动的主体内，并包括配置为发射光的发射单元和配置为接收被可移动的主体周围的对象物反射的光的光接收单元；和控制单元，其配置为控制发射单元对由发射单元发射的光在第一方向上和与第一方向交叉的第二方向上进行连续转换，以使由发射单元发射的光的转换轨迹成为螺旋形。
上述光控制装置安装在可移动的主体内，并包括光传输/接收单元，光传输/接收单元包括发射单元和光接收单元。发射单元发射光，光接收单元接收被可移动的主体周围的对象物反射的光。控制单元控制发射单元对由发射单元发射的光在第一方向上和与第一方向交叉的第二方向上进行连续转换，以使由发射单元发射的光的转换轨迹成为螺旋形。因此，通过对由发射单元发射的光在第一方向上和第二方向上进行连续转换，能够三维地检测可移动的主体周围的对象物。
上述光控制装置的一种模式还包括：第一获取单元，其配置为获取表示由发射单元发射的光在第一方向上的发射角度的第一角度信息；以及第二获取单元，其配置为获取表示由发射单元发射的光在第二方向上的发射角度的第二角度信息，控制单元基于第一角度信息和第二角度信息控制发射单元。在这个模式中，控制单元基于第一角度信息和第二角度信息控制被发射的光的转换轨迹为螺旋形的。
在上述光控制装置的另一种模式中，当第二角度信息的角度成为预定角度时，控制单元控制发射单元，在规定时间内使第一角度信息和第二角度信息的每一角度分别成为基准角度。因而，可以从基准角度开始重复相同的控制。
而上述光控制装置的再一模式还包括检测单元，其配置为根据光接收单元的光接收结果来检测到对象物的距离和对象物的角度中的至少一个。因此，可移动的主体的周围环境信息可以被获取到。
在优选的实施例中，第一方向是水平方向；控制单元控制发射单元，以使光在第一方向的全向上发射；并且光接收单元接收由存在于第一方向的全向上的对象物反射的光。
根据本发明的另一方面，提供了一种光控制方法，其由光控制装置执行，该光控制装置包括光传输/接收单元，该光传输/接收单元安装在可移动的主体内并包括配置为发射光的发射单元和配置为接收被可移动的主体周围的对象物反射的光的光接收单元，所述方法包括控制过程，该控制过程用以控制发射单元对由发射单元发射的光在第一方向上和与第一方向交叉的第二方向上进行连续转换，以使由发射单元发射的光的转换轨迹成为螺旋形的。根据这个方法，通过对由发射单元发射的光在第一方向上和第二方向上进行连续转换，能够三维地检测可移动的主体周围的对象物。
根据本发明的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有程序，由光控制装置执行，该光控制装置包括：光传输/接收单元，其被安装在可移动的主体内，并包括配置为发射光的发射单元和配置为接收被可移动的主体周围的对象物反射的光的光接收单元；以及计算机，程序使计算机作为控制单元而发挥作用，控制单元配置为控制发射单元对由发射单元发射的光在第一方向上和与第一方向交叉的第二方向上进行连续转换，以使由发射单元发射的光的转换轨迹成为螺旋形的。通过执行这个程序来对由发射单元发射的光在第一方向上和第二方向上进行连续转换，能够三维地检测可移动的主体周围的对象物。
根据本发明的又一方面，提供了光控制装置，其包括：光传输/接收单元，其被安装在可移动的主体内，并包括配置为发射光的发射单元和配置为接收被可移动的主体周围的对象物反射的光的光接收单元；以及控制单元，其配置为控制发射单元对光在第一方向上和与第一方向交叉的第二方向上进行连续转换，以使由发射单元发射的光在空间内预定表面上描绘出螺旋形轨迹。
上述光控制装置包括光传输/接收单元，光传输/接收单元被安装在可移动的主体内，并包括发射单元和光接收单元。发射单元发射光，光接收单元接收被可移动的主体周围的对象物反射的光。控制单元控制发射单元对光在第一方向上和与第一方向交叉的第二方向上进行连续转换，以使由发射单元发射的光在空间内预定表面上描绘出螺旋形轨迹。因此，通过对由发射单元发射的光在第一方向上和第二方向上进行连续转换，能够三维地检测可移动的主体周围的对象物。
根据本发明的另一方面，提供了光控制装置，光控制装置包括：光传输/接收单元，其被安装在可移动的主体内，并包括配置为发射光的发射单元和配置为接收光的光接收单元；和控制单元，其配置为控制发射单元来实施对光在第一方向上进行连续转换的第一控制和对光在与第一方向交叉的第二方向上进行连续转换的第二控制，当在第一方向上由发射单元发射的光的发射角度成为预定角度时，控制单元控制发射单元，使光在第一方向上进行连续转换时，以预定角度对发射单元发射的光的发射角度在第二方向上进行转换。
上述光控制装置包括光传输/接收单元，光传输/接收单元被安装在可移动的主体内，并包括发射单元和光接收单元。发射单元发射光，光接收单元接收被可移动的主体的周围的对象物反射的光。控制单元控制发射单元来实施对光在第一方向上进行连续转换的第一控制和对光在与第一方向交叉的第二方向上进行连续转换的第二控制。然后，当在第一方向上由发射单元发射的光的发射角度成为预定角度时，控制单元控制发射单元，使光在第一方向上进行连续转换时，以预定角度对发射单元发射的光的发射角度在第二方向上进行转换。因此，通过对由发射单元发射的光在第一方向上和第二方向上进行连续转换，能够三维地检测可移动的主体周围的对象物。
实施例
在下文中将参考附图对本发明的优选实施例进行描述。
[配置]
图1是表示根据实施例的激光雷达单元100的配置的方框图。该实施例的激光雷达单元100是渡越时间(Time of Flight,TOF)系统的激光雷达(Light Detection andRanging,or Laser Illuminated Detection And Ranging,Lidar)，并在全向和水平方向上测量到主体(对象物)的距离。如图所示，激光雷达单元100包括光传输/接收单元1、信号处理单元2、全向扫描单元3、扫描角度控制单元4和扫描角度检测单元5。
光传输/接收单元1包括激光二极管或类似物，产生激光脉冲PL并把它们提供给全向扫描单元3。全向扫描单元3在垂直转换发射方向的同时全向地，即在水平方向的360°的全方向上，发射激光脉冲(以下被称为“传输光脉冲Pt”)。此时，全向扫描单元3向通过以相等的夹角划分水平方向的全向(即360°)而得到的区段(在本实施例中划分为900个区段)中的每一个区段发射一个传输光脉冲Pt。进一步地，在发射传输光脉冲Pt后的预定时间段内，全向扫描单元3接收传输光脉冲Pt的反射光(以下被称为“接收光脉冲Pr”)，并把它们提供给光传输/接收单元1。光传输/接收单元1基于接收光脉冲Pr产生与每个区段处的光接收强度相关的信号(以下被称为“区段信号Sseg”)，并把该信号输出给信号处理单元2。
信号处理单元2基于从光传输/接收单元1接收的在每个区段处的区段信号Sseg输出周围环境信息，该周围环境信息包括到对象物的距离和对象物的角度中的至少一个。周围环境信息表示安装有激光雷达单元100的车辆的周围环境，具体地表示存在于围绕车辆的全向上的对象物的距离和角度。
扫描角度检测单元5检测表示由全向扫描单元3发射的传输光脉冲Pt的发射方向的水平角度θ和垂直角度φ，并且把它们提供给信号处理单元2。信号处理单元2基于由扫描角度检测单元5检测的水平角度θ和垂直角度φ，生成目标水平角度θt和目标垂直角度φt作为控制目标，并且把它们提供给扫描角度控制单元4。扫描角度控制单元4基于由信号处理单元2提供的目标水平角度θt和目标垂直角度φt，控制由全向扫描单元3发射的传输光脉冲Pt的扫描角度。因此，全向扫描单元3被控制成在目标水平角度θt和目标垂直角度φt上发射传输光脉冲Pt。
下面将会对光传输/接收单元1进行详细描述。图2示出了光传输/接收单元1的结构。光传输/接收单元1主要包括晶体振荡器10、同步控制单元11、LD驱动器12、激光二极管(LD)13、光接收元件16、电流电压转换电路(互阻抗放大器)17、A/D转换器18以及分段器(セグメンテータ)19。光传输/接收单元1是根据本发明的“光传输/接收单元”的示例。
晶体振荡器10向同步控制单元11和A/D转换器18输出脉冲形时钟信号S1。在本实施例中，作为示例，时钟频率是1.8Ghz。在下面的描述中，时钟信号S1所表示的时钟被称为“采样时钟”。
同步控制单元11向LD驱动器12输出脉冲形信号(以下被称为“触发信号S2”)。在本实施例中，触发信号S2每隔131072(＝217)个采样时钟周期性地变为有效。在下面的描述中，触发信号S2变为有效的时间到触发信号S2下一次变为有效的时间之间的时间段被称为“区段期”。同步控制单元11向分段器19提供信号(以下被称为“区段提取信号S3”)，该信号确定下文中描述的分段器19提取A/D转换器18的输出的时间。触发信号S2和区段提取信号S3均为逻辑信号，并如下文将要提到的图3所示是彼此同步的。在本实施例中，同步控制单元11在相当于2048个采样时钟的时间宽度(被称为“选通脉冲宽度Wg”)内使区段提取信号S3保持有效。
LD驱动器12向激光二极管13提供与从同步控制单元11所输入的触发信号S2同步的脉冲电流。激光二极管13是例如红外线(905nm)脉冲激光器，其基于从LD驱动器12提供的脉冲电流发射光脉冲。在本实施例中，激光二极管13发射每个光脉冲的时长为大约5纳秒。
从激光二极管13发射的光脉冲通过光学系统被传输到全向扫描单元3。全向扫描单元3发射传输光脉冲Pt，并且接收被对象物反射的光脉冲作为接收光脉冲Pr以把它们提供给光接收元件16。激光二极管13是根据本发明的“发射单元”的示例。
光接收元件16是例如雪崩光电二极管，产生对应于由全向扫描单元3引导的接收光脉冲Pr的光量的微弱电流。光接收元件16把产生的微弱电流提供给电流电压转换电路17。电流电压转换电路17放大从光接收元件16提供的微弱电流，将其转换为电压信号，并把转换后的电压信号输入到A/D转换器18。
A/D转换器18基于从晶体振荡器10提供的时钟信号S1，把从电流电压转换电路17提供的电压信号转换成数字信号，并把转换后的数字信号提供给分段器19。在下面的描述中，A/D转换器18在每一时钟内所产生的数字信号将被称作“样本”。光接收元件16、电流电压转换电路17和A/D转换器18是根据本发明的“光接收单元”的示例。
分段器19将A/D转换器18在时间段内输出的数字信号作为区段信号Sseg来生成，该时间段为区段提取信号S3在相当于2048个样本时钟的选通脉冲宽度Wg内被保持为有效的时间段。分段器19将生成的区段信号Sseg提供给信号处理单元2。
图3示出了触发信号S2和区段提取信号S3的时序波形。如图3所示，在本实施例中，设置区段期即触发信号S2保持有效的一个周期的长度为131072个采样时钟(如图3中“smpclk”所示)。设置触发信号S2的脉冲宽度的长度为64个采样时钟，并确定选通脉冲宽度Wg为2048个采样时钟。
在这种情况下，因为区段提取信号S3是在触发信号S2被设置为有效后在选通脉冲宽度Wg期间被设置为有效的，所以分段器19在触发信号S2被设置成为有效期间提取由A/D转换器18输出的2048个样本。选通脉冲宽度Wg越长，从激光雷达单元100起的最大测距距离(极限测距距离)越长。
下面将对全向扫描单元3进行详细描述。全向扫描单元3由可旋转的镜子和用来对传输光脉冲Pt进行例如360°扫描的光学系统构造而成。全向扫描单元3传输光脉冲到周围环境和接收来自周围环境的光脉冲所沿着的方向(以下被称为“发射方向”)是由水平角度θ和垂直角度φ决定的。附图4A至4C示出了全向扫描单元3的扫描情况的示例。图4A是全向扫描单元3进行水平扫描时的状态的立体图。图4B是从上面观察到的全向扫描单元3的扫描状态的平面图。相对于预先确定的水平基准轴，以水平角度θ扫描光脉冲。水平角度θ可相对于水平基准轴在360°内变化。即，光脉冲可以在全方向上(0°-360°)进行扫描。图4C示出了全向扫描单元3正在扫描高于图4A中所示的水平扫描状态的区域的情况。具体地，全向扫描单元3正在以相对于垂直基准轴的垂直角度φ扫描光脉冲。这样，全向扫描单元3可以通过连续转换在水平和垂直方向上的角度来执行三维扫描。全向扫描单元3是根据本发明的“控制单元”的示例。
[扫描控制]
(第一实施例)
下面将对由全向扫描单元3进行的扫描控制的实施例进行描述。全向扫描单元3在垂直方向上实施多层扫描。具体地，在下面描述的第一实施例中，全向扫描单元3在垂直方向上实施7层(层数：n＝7)螺旋形扫描。
图5A至5C示出了根据第一实施例的螺旋形扫描的轨迹。图5A是螺旋形扫描的轨迹的立体图，图5B是螺旋形扫描的轨迹的平面图，图5C是螺旋形扫描的轨迹的侧视图。图5A至5C示出了通过全向扫描单元3的扫描，传输光脉冲Pt的指定点在发射方向上描绘出的轨迹。换句话说，图5A至5C示出了由全向扫描单元3发射的传输光脉冲Pt在空间内指定平面上描绘的轨迹。
如图所示，由全向扫描单元3进行的一个(一帧)螺旋形扫描通过7层(7次缠绕)螺旋形转动从开始点S移动到终点E，然后返回到开始点S。全向扫描单元3重复这个螺旋形扫描。具体地，在一帧螺旋形扫描中，水平角度θ重复7次从0°到360°的转换。同时，垂直角度φ以固定的变化率从在起点S处的垂直角度-φ0变化到在终点E处的垂直角度φ0。传输光脉冲Pt的发射方向从终点E返回到开始点S的时间段将被称为“垂直角度转换范围”。垂直角度转换范围是使传输光脉冲Pt的发射方向返回到预定方向以重复螺旋形扫描的范围。
下面将对扫描视场进行描述。图6A示出了螺旋形扫描的水平视场。在本实施例中，在全向360°中，垂直角度转换范围被设置为90°，剩余的270°被称为“有效水平视场θ1”。即，θ1＝270°。有效水平视场是通过从全向360°中去除垂直角度转换范围而得到的范围，其中有效区段数据可以从接收光脉冲Pr中得到。现在假设由全向扫描单元3进行的360°扫描对应900个区段，
每转的区段数＝900/层数。
另外，水平角度分辨率Δθ为：
Δθ＝360/900＝0.4°/seg。
图6B示出了螺旋形扫描的水平视场。假设螺旋形扫描的层数(转数)为n(n＝7)，一层的垂直角度分辨率为Δφ＝5°，
垂直视场＝(n-1)×Δφ＝30°，
垂直角度φ在-15°≦φ≦15°的范围内变化。
在螺旋形扫描中，如果垂直角度φ从负侧向正侧变化，则垂直角度φ为：
φ＝－φ＝-15°
此外，如果期望以15.26Hz的帧率得到7层区段数据，则全向扫描单元3以角速度ω扫描传输光脉冲Pt；
ω＝2π×15.26×7＝3846deg/s
假设在开始螺旋形扫描后经过的时间为“t”，则水平角度可以由下式得到：
θ＝mod(ωt，360n) (1)
※沿螺旋形的旋转累计的水平角度
θ'＝mod(ωt，360n) (2)
※俯视的平面内的水平角度
可以看到，在式(1)中的水平角度θ是沿螺旋形的旋转累计的水平角度，在式(2)中的水平角度θ'是当从如图5B所示的水平角度看螺旋形扫描的轨迹时的水平角度。
假设螺旋形扫描的层数是“n”，则在起点处的垂直角度是φ0＝-15°，系数K＝0.1389，有效水平视场θ1＝270°，垂直角度φ由下式得到。这里，式(3)表示在有效水平视场内的垂直角度，式(4)表示在垂直角度转换范围内的垂直角度。
Figure BDA0003664205050000101
如以上描述，在第一实施例中，全向扫描单元3可以通过执行传输光脉冲Pt的多层螺旋形扫描来得到三维区段数据。
[第二实施例]
在第一实施例的螺旋形扫描中，在发射方向上的传输光脉冲Pt的垂直角度φ以固定的变化率螺旋形地变化。然而，在第一实施例的螺旋形扫描中，由于在一层获得的数据是随着逐渐改变垂直角度φ而获得的，因此在一些情况下可能难以在由信号处理单元2进行的信号处理中使用该数据。
相比之下，在第二实施例中的扫描中，在每一层都执行垂直角度φ的转换。即，全向扫描单元3在垂直角度转换范围上在每一层增加垂直角度φ以把扫描方向移动到下一层。第二实施例中的这样的扫描将会被称为“部分多层扫描”。
图7A和7C示出了根据第二实施例的部分多层扫描的轨迹。图7A是部分多层扫描的轨迹的立体图，图7B是部分多层扫描的轨迹的平面图，图7C是部分多层扫描的轨迹的侧面图。可以看出图7A至7C示出了通过全向扫描单元3的扫描，传输光脉冲Pt的指定点在发射方向上描绘的轨迹。
如图所示，在第二实施例的部分多层扫描中，在有效水平视场(θ＝θ1＝270°)内，全向扫描单元3在不改变垂直角度φ的情况下执行扫描。然后，全向扫描单元3在随后的垂直角度转换范围中增加垂直角度φ以把发射方向移动到下一个更高层。全向扫描单元3在每一层执行这样的扫描。
具体地，如图7A和7C所示，首先全向扫描单元3在不改变垂直角度φ的情况下在最低层(第一层)从起点S1到终点E1进行扫描，然后在最低层在随后的垂直角度转换范围内使垂直角度φ增加一层的量，从而把发射方向移动到在第二层的起点S2。
然后，全向扫描单元3在不改变垂直角度φ的情况下在第二层进行从起点S2到终点E2扫描，然后在最低层在随后的垂直角度转换范围内使垂直角度φ增加一层的量，从而把发射方向移动到在第三层的起点S3。全向扫描单元3按顺序在每一层执行这样的扫描。当传输方向到达在最上层(第7层)的终点E7时，全向扫描单元3在垂直角度转换范围内改变垂直角度φ，以把发射方向从最上层的终点E7移动到最低层的起点S1，与第一实施例中的螺旋形的扫描类似。然后，全向扫描单元3以相同的方式从在最底层的起点S1开始继续进行下一帧的扫描。
与第一实施例类似，假设层数n＝7，垂直角度φ的范围是-15°≦φ≦15°，全向扫描单元3通过在每一层把垂直角度在垂直角度转换范围内增加5°来把发射方向移动到更上面的层。
在第二实施例中，假设在开始部分多层扫描后的经过的时间为“t”，则水平角度由下式可得：
θ＝mod(ωt，360n) (5)
※沿螺旋形的旋转累计的水平角度
θ'＝mod(ωt，360n) (6)
※俯视的平面内的水平角度
可以看到，在式(5)中的水平角度θ是沿螺旋形的旋转累计的水平角度，在式(6)中的水平角度θ'是当从如图5B所示的水平角度看螺旋形扫描的轨迹时的水平角度。
假设部分多层扫描的层数是“n”，在起点处的垂直角度为φ0＝-15°，有效水平视场θ1＝270°，垂直角度φ由下式得到。
Figure BDA0003664205050000121
在式(7)中的函数floor(自变量)表示被传输光脉冲Pt扫描的层，其值为“自变量的整数部分”。例如，当第一层被扫描时，“floor(0)＝0”。此外，式(8)表示在垂直角度转换范围内的垂直角度φ，式(9)表示在从终点E7转移到起点S1期间的垂直角度φ。
在第二实施例中，全向扫描单元3可以通过执行由传输光脉冲Pt进行的部分多层扫描来获取三维区段数据。另外，在第二实施例中，能够在有效水平视场内，而不是在垂直角度转换范围中，以固定的垂直角度φ实现多层扫描。因此，区段数据可以在垂直角度φ固定的情况下被获取。
改进的示例
在以上实施例中，螺旋形扫描部分多层扫描的层数是7，这仅仅是一个示例，扫描可以对任意数目的层实施。另外，在以上实施例中通过从较低层侧到较高层侧增加垂直角度φ来移动发射方向，也可以通过从较高层侧到较低层侧减小垂直角度φ来移动发射方向。
工业实用性
本发明可以用于通过发射激光来获取周围环境信息的技术。

Claims (3)

1.一种光控制装置，包括：
光传输/接收单元，其安装在可移动的主体内，并包括配置为发射光的发射单元和配置为接收所述光的光接收单元；以及
控制单元，其配置为进行使来自所述发射单元的所述光的发射角度在第一方向的全方位上和在与所述第一方向交叉的第二方向上移位的控制，
其中，当在所述第一方向上的来自所述发射单元的所述光的发射角度为规定的角度范围内时，所述控制单元使所述光在所述第一方向上连续地移位，同时使在所述第二方向上的来自所述发射单元的所述光的发射角度移位规定角度，当在所述第一方向上的所述光的发射角度为所述规定的角度范围外时，所述控制单元使所述光在所述第一方向上连续地移位，而不使在所述第二方向上的来自所述发射单元的所述光的发射角度移位。
2.一种光控制方法，其通过包括光传输/接收单元的光控制装置执行，该光传输/接收单元安装在可移动的主体内并包括配置为发射光的发射单元和配置为接收所述光的光接收单元，
所述方法包括进行使来自所述发射单元的所述光的发射角度在第一方向的全方位上和在与所述第一方向交叉的第二方向上移位的控制的控制过程，
在所述控制过程中，当在所述第一方向上的来自所述发射单元的所述光的发射角度为规定的角度范围内时，使所述光在所述第一方向上连续地移位，同时使在所述第二方向上的来自所述发射单元的所述光的发射角度移位规定角度，当在所述第一方向上的所述光的发射角度为所述规定的角度范围外时，使所述光在所述第一方向上连续地移位，而不使在所述第二方向上的来自所述发射单元的所述光的发射角度移位。
3.一种计算机可读存储介质，其中存储有由光控制装置执行的程序，该光控制装置包括：光传输/接收单元，其安装在可移动的主体内，并包括配置为发射光的发射单元和配置为接收所述光的光接收单元；以及计算机，
所述程序使所述计算机作为控制单元而发挥作用，该控制单元配置为进行使来自所述发射单元的所述光的发射角度在第一方向的全方位上和在与所述第一方向交叉的第二方向上移位的控制，
其中，当在所述第一方向上的来自所述发射单元的所述光的发射角度为规定的角度范围内时，所述控制单元使所述光在所述第一方向上连续地移位，同时使在所述第二方向上的来自所述发射单元的所述光的发射角度移位规定角度，当在所述第一方向上的所述光的发射角度为所述规定的角度范围外时，所述控制单元使所述光在所述第一方向上连续地移位，而不使在所述第二方向上的来自所述发射单元的所述光的发射角度移位。
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