CN115980778A - 激光雷达、接收系统、发射系统以及控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种激光雷达、接收系统、发射系统以及控制方法，该激光雷达应用于智能车领域，该激光雷达包括：发射阵列，用于产生发射光束，该发射阵列包括第一发射阵列和第二发射阵列；第一接收阵列，用于接收第一回波光束；该第一回波光束对应于该第一发射阵列发射的光束，该第一接收阵列中的K个探测器以第一像素合并的方式输出；第二接收阵列，用于接收第二回波光束；该第二回波光束对应于该第二发射阵列发射的光束，该第二接收阵列中的F个探测器以第二像素合并的方式输出；该F为大于0的整数，该K不等于该F。本申请实施例提供的激光雷达能够兼容不同的测距能力。

Description

激光雷达、接收系统、发射系统以及控制方法

技术领域

本申请涉及激光雷达领域，尤其涉及一种激光雷达、接收系统、发射系统以及控制方法。

背景技术

随着汽车智能化、电子化的推进，无人驾驶已经是未来的发展方向。智能驾驶技术的迅速发展使环境感知传感器成为重要的核心器件。激光雷达由于其分辨率高、抗干扰强、探测范围广、近全天候工作的优异特性，被认为是通往无人/智能驾驶的重要产品。激光雷达的最大优势是可实时绘制出车辆周边的三维环境地图。同时，测量出周边其他车辆在三个方向上的距离、速度、加速度、角速度等信息。目前，激光雷达技术的扫描方式分为机械旋转扫描、半固态扫描及全固态三种方案。其中，机械旋转扫描及半固态扫描难以满足苛刻环境下的稳定性和可靠性使用要求，全固态激光技术是较优的方案。

近距离、中距离、远距离的应用场景对激光雷达的测距能力有不同的要求。为了满足不同应用场景对激光雷达的测距能力的要求，往往需要采用多个不同功能和性能的激光雷达配合使用。例如，汽车上通常需要部署多个激光雷达配合使用，以便绘制出车辆周边完整的三维环境地图。然而，采用多个不同功能和性能的激光雷达配合使用存在成本较高的问题。因此需要研究能够兼容不同测距能力的激光雷达。

发明内容

本申请实施例公开了一种激光雷达、接收系统、发射系统以及控制方法，能够兼容不同测距能力。

第一方面，本申请实施例提供了一种激光雷达，包括：发射阵列，用于产生发射光束；所述发射阵列包括第一发射阵列和第二发射阵列；第一接收阵列，用于接收第一回波光束；所述第一回波光束对应于所述第一发射阵列发射的光束，所述第一接收阵列中的K个探测器以第一像素合并的方式输出，所述K个探测器对应于所述第一发射阵列中的至少一个激光器，所述K为大于0的整数；第二接收阵列，用于接收第二回波光束；所述第二回波光束对应于所述第二发射阵列发射的光束，所述第二接收阵列中的F个探测器以第二像素合并的方式输出，所述F个探测器对应于所述第二发射阵列中的至少一个激光器；所述F为大于0的整数，所述K不等于所述F。

所述第一回波光束对应于所述K个探测器对应的所述第一发射阵列中的至少一个激光器。所述第二回波光束对应于所述F个探测器对应的所述第一发射阵列中的至少一个激光器。进一步可选的，所述第一接收阵列可包括两组或两组以上探测器，每组包含的K个探测器以所述第一像素合并的方式输出。K个探测器以第一像素合并的方式输出可以是指K个探测器采用像素合并输出模式(pixelbinning，后续简称binning)。所述第二接收阵列可包括两组或两组以上探测器，每组包含的F个探测器以所述第二像素合并的方式输出。F个探测器以第二像素合并的方式输出可以是指F个探测器采用binning。

本申请实施例中，第一接收阵列中的K个探测器以第一像素合并的方式输出，第二接收阵列中的F个探测器以第二像素合并的方式输出。K个探测器以第一像素合并的方式输出对应的测距能力不同于F个探测器以第二像素合并的方式输出对应的测距能力。也就是说，第一接收阵列对应的测距能力不同于第二接收阵列对应的测距能力。因此，本申请实施例提供的激光雷达能够兼容不同的测距能力。也就是说，本申请实施例提供的激光雷达具备两种或两种以上测距能力。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列对应的第一视场和所述第二接收阵列对应的第二视场不同。

在该实现方式中，第一接收阵列对应的第一视场和第二接收阵列对应的第二视场不同，激光雷达能够兼容不同测距能力和视场角。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列和所述第二接收阵列共用一个或多个探测器，或者，所述第一接收阵列和所述第二接收阵列未共用探测器。所述第一接收阵列和所述第二接收阵列可位于或属于同一阵列。

在该实现方式中，第一接收阵列和第二接收阵列共用一个或多个探测器，可以实现探测器的复用，探测器的利用率较高，适用于第一接收阵列对应的视场和第二接收阵列对应的视场存在重叠的场景。第一接收阵列和第二接收阵列未共用探测器，电路简单，适用于第一接收阵列对应的视场和第二接收阵列对应的视场未重叠的场景。

在一种可能的实现方式中，所述第二接收阵列包含的探测器环绕所述第一接收阵列包含的探测器，或者所述第二接收阵列包含的探测器位于所述第一接收阵列包含的探测器的周围，其中，所述K小于所述F。

由于K小于F，因此K个探测器以第一像素合并的方式输出对应的测距能力优于F个探测器以第二像素合并的方式输出对应的测距能力。应理解，第一接收阵列对应的测距能力优于第二接收阵列的测距能力。由于第二接收阵列包含的探测器环绕第一接收阵列包含的探测器，或者第二接收阵列包含的探测器位于第一接收阵列包含的探测器的周围，因此第二接收阵列对应的第二视场的视场角大于第一接收阵列对应的第一视场的视场角。可见，第一接收阵列对应的视场角小于第二接收阵列对应的视场角，第一接收阵列对应的测距能力优于第二接收阵列的测距能力。因此，在该实现方式中，第一接收阵列可实现小视场角的远距离探测，第二接收阵列可实现大视场角的近距离探测。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列包含的探测器环绕所述第二接收阵列包含的探测器，或者所述第一接收阵列包含的探测器位于所述第二接收阵列包含的探测器的周围，其中，所述K小于所述F。

在该实现方式中，第一接收阵列可实现大视场角的远距离探测，第二接收阵列可实现小视场角的近距离探测。

在一种可能的实现方式中，所述激光雷达还包括：驱动电路，用于通过不同的电流大小分别驱动所述第一发射阵列和所述第二发射阵列。

在该实现方式中，通过不同的电流大小分别驱动第一发射阵列和第二发射阵列，以便实现不同视场的测距能力。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列，用于根据所述第一回波光束，输出第一电信号；所述第二接收阵列，用于根据所述第二回波光束，输出第二电信号；所述激光雷达还包括：处理模块，用于根据所述第一电信号和所述第二电信号，生成第一点云。

第一接收阵列中的K个探测器以第一像素合并的方式输出，第二接收阵列中的F个探测器以第二像素合并的方式输出。K个探测器以第一像素合并的方式输出对应的测距能力不同于F个探测器以第二像素合并的方式输出对应的测距能力。应理解，第一电信号对应的测距能力不同于第二电信号对应的测距能力。在该实现方式中，处理模块，用于根据第一电信号和第二电信号，生成第一点云；能够兼容不同的测距能力。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列，用于根据所述第一回波光束，输出第一电信号；所述第二接收阵列，用于根据所述第二回波光束，输出第二电信号；所述激光雷达还包括：处理模块，用于根据所述第一电信号，生成第二点云；所述处理模块，还用于根据所述第二电信号，生成第三点云。所述处理模块，还用于根据所述第二点云和所述第三点云，生成第四点云。

在该实现方式中，处理模块，用于根据第二点云和第三点云，生成第四点云；能够融合第二点云和第三点云得到更优的点云。

在一种可能的实现方式中，所述激光雷达还包括：处理模块，用于获取区域适配信息，所述区域适配信息用于指示所述第一接收阵列中的K个探测器以所述第一像素合并的方式输出，以及所述第二接收阵列中的F个探测器以所述第二像素合并的方式输出。

在该实现方式中，处理模块，用于获取区域适配信息；能够准确地确定第一接收阵列中的探测器的输出方式以及第二接收阵列的输出方式。

在一种可能的实现方式中，所述区域适配信息还用于指示对应于所述第一接收阵列的所述第一发射阵列和/或对应于所述第二接收阵列的所述第一发射阵列。

在该实现方式中，区域适配信息还用于指示对应于第一接收阵列的第一发射阵列和/或对应于第二接收阵列的第一发射阵列。在实际应用中，可灵活地配置第一发射阵列和/或第二发射阵列以满足不同的应用需求。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列中的探测器与所述第一发射阵列中的激光器的排布位置相对应，和/或，所述第二接收阵列中的探测器与所述第二发射阵列中的激光器的排布位置相对应。例如，第一接收阵列和第二接收阵列位于同一共轭成像面。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列，具体用于接收来自接收光学组件的所述第一回波光束；所述第二接收阵列，具体用于接收来自所述接收光学组件的所述第二回波光束。

在该实现方式中，第一接收阵列和第二接收阵列共用接收光学组件，可实现接收光学组件的复用。

在一种可能的实现方式中，所述第一电信号用于生成第一分辨率的点云，所述第二电信号用于生成第二分辨率的点云，所述第一分辨率和所述第二分辨率不同，所述第一点云包含所述第一分辨率的点云和所述第二分辨率的点云。

第一接收阵列输出的第一电信号用于生成第一分辨率(对应于K个探测器以第一像素合并的方式输出)的点云。第二接收阵列输出的第二电信号用于生成第二分辨率(对应于F个探测器以第二像素合并的方式输出)的点云。在该实现方式中，第一点云包含第一分辨率的点云和第二分辨率的点云(即包含不同分辨率的点云)，能够兼容不同的测距能力。

在一种可能的实现方式中，所述第二点云的分辨率与所述第三点云的分辨率不同，所述第二点云对应的视场角与所述第三点云对应的视场角不同。

在该实现方式中，根据分辨率不同的第二点云和第三点云，生成第四点云；能够结合第二点云和第三点云的优势以得到更优的点云。

第二方面，本申请实施例提供了一种接收系统，该接收系统应用于激光雷达，包括：第一接收阵列，用于接收第一回波光束；所述第一接收阵列中的K个探测器以第一像素合并的方式输出，所述K为大于0的整数；第二接收阵列，用于接收第二回波光束；所述第二接收阵列中的F个探测器以第二像素合并的方式输出；所述F为大于0的整数，所述K不等于所述F。

K个探测器以第一像素合并的方式输出对应的测距能力不同于F个探测器以第二像素合并的方式输出对应的测距能力。因此，本申请实施例提供的接收系统能够兼容不同的测距能力。也就是说，本申请实施例提供的接收系统具备两种或两种以上测距能力。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列对应的第一视场和所述第二接收阵列对应的第二视场不同。

由于K个探测器以第一像素合并的方式输出对应的测距能力不同于F个探测器以第二像素合并的方式输出对应的测距能力，因此第一接收阵列对应的第一视场的测距能力不同于第二接收阵列对应的第二视场的测距能力。在该实现方式中，第一接收阵列对应的第一视场和第二接收阵列对应的第二视场不同，激光雷达能够兼容不同的测距能力和视场角。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列和所述第二接收阵列共用一个或多个探测器，或者，所述第一接收阵列和所述第二接收阵列未共用探测器。

在该实现方式中，第一接收阵列和第二接收阵列共用一个或多个探测器，可以实现探测器的复用，探测器的利用率较高，适用于第一接收阵列对应的视场和第二接收阵列对应的视场存在重叠的场景。第一接收阵列和第二接收阵列未共用探测器，电路简单，适用于第一接收阵列对应的视场和第二接收阵列对应的视场未重叠的场景。

在一种可能的实现方式中，所述第二接收阵列包含的探测器环绕所述第一接收阵列包含的探测器，或者所述第二接收阵列包含的探测器位于所述第一接收阵列包含的探测器的周围，其中，所述K小于所述F。

在该实现方式中，第一接收阵列可实现小视场角的远距离探测，第二接收阵列可实现大视场角的近距离探测。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列包含的探测器环绕所述第二接收阵列包含的探测器，或者所述第一接收阵列包含的探测器位于所述第二接收阵列包含的探测器的周围，其中，所述K小于所述F。

在该实现方式中，第一接收阵列可实现大视场角的远距离探测，第二接收阵列可实现小视场角的近距离探测。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列，用于根据所述第一回波光束，输出第一电信号；所述第二接收阵列，用于根据所述第二回波光束，输出第二电信号；所述第一电信号和所述第二电信号用于生成同一点云或者不同点云。

由于第一接收阵列中K个探测器以第一像素合并的方式输出，第二接收阵列中F个探测器以第二像素合并的方式输出，因此第一电信号和第二电信号用于生成不同分辨率的点云。在该实现方式中，第一电信号和第二电信号用于生成同一点云，该点云的不同部分的分辨率不同。第一电信号和第二电信号用于生成不同点云，以便利用第一电信号生成的点云和第二电信号生成的点云融合得到更好的点云。

在一种可能的实现方式中，所述接收系统还包括：处理模块，用于获取区域适配信息，所述区域适配信息用于指示所述第一接收阵列中的K个探测器以所述第一像素合并的方式输出，以及所述第二接收阵列中的F个探测器以所述第二像素合并的方式输出。

在该实现方式中，处理模块，用于获取区域适配信息；能够准确地确定第一接收阵列中的探测器的输出方式以及第二接收阵列的输出方式。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列，具体用于接收来自接收光学组件的所述第一回波光束；所述第二接收阵列，具体用于接收来自所述接收光学组件的所述第二回波光束。

在该实现方式中，第一接收阵列和第二接收阵列共用接收光学组件，可实现接收光学组件的复用。

在一种可能的实现方式中，所述第一电信号用于生成第一分辨率的点云，所述第二电信号用于生成第二分辨率的点云，所述第一电信号和所述第二电信号用于生成包含所述第一分辨率的点云和所述第二分辨率的点云的第一点云。

在该实现方式中，第一电信号和第二电信号用于生成包含第一分辨率的点云和第二分辨率的点云的第一点云，该第一点云能够覆盖更完整的探测场景。

在一种可能的实现方式中，所述第一电信号用于生成第一分辨率的第二点云，所述第二电信号用于生成第二分辨率的第三点云，所述第一分辨率和所述第二分辨率不同，所述第二点云对应的视场角与所述第三点云对应的视场角不同。

在该实现方式中，第一电信号和第二电信号用于生成不同分辨率的点云，以便结合两种分辨率不同的点云的优势以得到更优的点云。

第三方面，本申请实施例提供了一种发射系统，该发射系统应用于激光雷达，包括：发射阵列，用于产生发射光束；所述发射阵列包括第一发射阵列和第二发射阵列；驱动电路，用于通过不同的电流大小分别驱动所述第一发射阵列和所述第二发射阵列。

本申请实施例中，驱动电路通过不同的电流大小分别驱动第一发射阵列和第二发射阵列，能够发射不同强度的光信号。

在一种可能的实现方式中，所述第一发射阵列和所述第二发射阵列共用一个或多个激光器，或者，所述第一发射阵列和所述第二发射阵列未共用激光器。

在该实现方式中，第一发射阵列和第二发射阵列共用一个或多个探测器，可以实现探测器的复用，探测器的利用率较高。第一发射阵列和第二发射阵列未共用探测器，电路结构简单。

在一种可能的实现方式中，所述第二发射阵列包含的激光器环绕所述第一发射阵列包含的激光器，或者所述第二发射阵列包含的激光器位于所述第一发射阵列包含的激光器的周围。

在该实现方式中，第一发射阵列对应的视场角包含于第二发射阵列对应的视场角。

在一种可能的实现方式中，所述第一发射阵列中的K个激光器以第一像素合并的方式输出，所述第二发射阵列中的F个激光器以第二像素合并的方式输出，所述K为大于0的整数，所述F为大于0的整数，所述K不等于所述F。

K个激光器以第一像素合并的方式输出对应的测距能力不同于F个激光器以第二像素合并的方式输出对应的测距能力。因此，本申请实施例提供的发射系统能够兼容不同的测距能力。也就是说，本申请实施例提供的发射系统具备两种或两种以上测距能力。

在一种可能的实现方式中，所述发射系统还包括：处理模块，用于获取区域适配信息，所述区域适配信息用于指示所述第一发射阵列和/或所述第二发射阵列。

在该实现方式中，区域适配信息还用于指示第一发射阵列和/或第一发射阵列。在实际应用中，可灵活地配置第一发射阵列和/或第二发射阵列以满足不同的应用需求。

第四方面，本申请实施例提供了一种激光雷达的控制方法，该方法应用于激光雷达，该方法包括：通过第一接收阵列接收第一回波光束以得到第一电信号；所述第一回波光束对应于第一发射阵列发射的光束，所述第一接收阵列中的K个探测器以第一像素合并的方式输出，所述K个探测器对应于所述第一发射阵列中的至少一个激光器，所述K为大于0的整数；通过第二接收阵列接收第二回波光束以得到第二电信号；所述第二回波光束对应于第二发射阵列发射的光束，所述第二接收阵列中的F个探测器以第二像素合并的方式输出，所述F个探测器对应于所述第二发射阵列中的至少一个激光器；所述F为大于0的整数，所述K不等于所述F；根据所述第一电信号和所述第二电信号，生成目标点云。

K个探测器以第一像素合并的方式输出对应的测距能力不同于F个探测器以第二像素合并的方式输出对应的测距能力。也就是说，第一接收阵列对应的测距能力不同于第二接收阵列对应的测距能力。本申请实施例中，根据第一电信号和第二电信号，生成目标点云；能够兼容不同的测距能力。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：通过不同的电流大小分别驱动所述第一发射阵列和所述第二发射阵列，所述第一发射阵列发射第一发射光束以及所述第二发射阵列发射第二发射光束；所述第一发射光束对应于所述第一回波光束，所述第二发射光束对应于所述第二回波光束。

在该实现方式中，驱动电路通过不同的电流大小分别驱动第一发射阵列和第二发射阵列，能够使得该第一发射阵列和该第二发射阵列发射不同强度的光信号。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列和所述第二接收阵列共用一个或多个探测器，或者，所述第一接收阵列和所述第二接收阵列未共用探测器。

在该实现方式中，第一发射阵列和第二发射阵列共用一个或多个探测器，可以实现探测器的复用，探测器的利用率较高。第一发射阵列和第二发射阵列未共用探测器，电路结构简单。

在一种可能的实现方式中，所述第二接收阵列包含的探测器环绕所述第一接收阵列包含的探测器，或者所述第二接收阵列包含的探测器位于所述第一接收阵列包含的探测器的周围，其中，所述K小于所述F。

在该实现方式中，第一接收阵列可实现小视场角的远距离探测，第二接收阵列可实现大视场角的近距离探测。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列包含的探测器环绕所述第二接收阵列包含的探测器，或者所述第一接收阵列包含的探测器位于所述第二接收阵列包含的探测器的周围，其中，所述K小于所述F。

在该实现方式中，第一接收阵列可实现大视场角的远距离探测，第二接收阵列可实现小视场角的近距离探测。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：获取区域适配信息，所述区域适配信息用于指示所述第一接收阵列中的K个探测器以所述第一像素合并的方式输出，以及所述第二接收阵列中的F个探测器以所述第二像素合并的方式输出。

在该实现方式中，获取区域适配信息，能够准确地确定第一接收阵列中的探测器的输出方式以及第二接收阵列的输出方式。

在一种可能的实现方式中，所述区域适配信息还用于指示对应于所述第一接收阵列的所述第一发射阵列和/或对应于所述第二接收阵列的所述第一发射阵列。

在该实现方式中，区域适配信息还用于指示对应于第一接收阵列的第一发射阵列和/或对应于第二接收阵列的第一发射阵列。在实际应用中，可灵活地配置第一发射阵列和/或第二发射阵列以满足不同的应用需求。

第五方面，本申请实施例提供一种终端设备，该终端设备包括上述第一方面以及上述第一方面中任一可能的实现方式描述的激光雷达。所述终端设备可以是部署有激光雷达的车辆(例如智能车)、测绘设备、飞机(例如无人机)、船舶等。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。

图1为本申请提供的一种焦平面成像光学系统的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种接收端的等效像素面积的示例的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种发射端的焦距与发射端的视场区域的示意图；

图4A至图4K为本申请实施例提供的第一接收阵列和第二接收阵列的示例的示意图；

图5为本申请实施例提供的一种第一接收阵列和第二接收阵列的示例的示意图；

图6为本申请实施例提供了一种激光雷达的控制方法流程图。

具体实施方式

本申请的说明书、权利要求书及附图中的术语“第一”和“第二”等仅用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备等，没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元等，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备等固有的其它步骤或单元。

在本文中提及的“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员可以显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上，“至少两个(项)”是指两个或三个及三个以上，“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”。

如背景所述，目前需要研究能够兼容不同测距能力的激光雷达。本申请提供了能够兼容不同测距能力的激活雷达。换句话说，本申请提供的激活雷达具备两种或两种以上测距能力。进一步的，本申请还提供了能够兼容不同测距能力和不同视场角的激光雷达。换句话说，本申请提供的激活雷达具备两种或两种以上视场，不同视场的测距能力不同。为更方便理解本申请提供的激光雷达，下面介绍一些激光雷达相关的知识。

像素合并输出模式(binning)

binning是一种图像读出模式，将相邻像元感应的电荷加在一起，以一个像素的模式读出。binning分为水平方向binning和垂直方向binning。水平方向binning是将相邻的行的电荷加在一起读出，而垂直方向binning是将相邻的列的电荷加在一起读出。binning这一技术的优点是能将几个像素联合起来作为一个像素使用，提高灵敏度，输出速度，降低分辨率。当行和列同时采用binning时，图像的纵横比并不改变。例如，当采用2:2binning，图像的解析度将减少75％。

时间数字转换器(time-to-digital converter，TDC)

时间数字转换器是一种可以识别事件发生时间，将模拟信号转换成数字信号的仪器，广泛应用于统计激光器后脉冲分布、粒子碰撞时间、量子光学、量子密钥分配、光检测和激光雷达测距等科研领域。

激光点云

当一束激光照射到物体表面时，所反射的激光会指示方位、距离等信息。若激光雷达将激光束按照某种轨迹进行扫描，便会边扫描边记录到反射的激光点信息。由于扫描极为精细，则能够得到大量的激光点，因而就可形成激光点云。一帧点云数据(即激光点云)可以是由激光雷达在一个扫描周期内沿扫描方向顺次扫描得到的多个二维的点云数据组成。

电学扫描：阵列光源(对应于发射阵列)发光顺序、时间由驱动电流的注入顺序和工作区域而决定的发光方式。

激光雷达

激光雷达(light detection and ranging，LiDAR)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。激光雷达又称laser radar或LADAR，其工作原理是向目标发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息。例如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。激光雷达可以包括发射端和接收端。发射端通过发射光学系统对发射阵列的出射光进行准直整形后投射到探测的视场。接收端通过接收光学系统和接收阵列接收发射阵列的出射光反射回来的信号。发射阵列部署于发射芯片，接收阵列部署于接收芯片。本申请中，激光雷达可替换为其他通过向目标对象发射信号并接收从目标对象反射的信号，来测量目标对象的位置、速度等信息的探测装置。

下面介绍附图介绍本申请提供的激光雷达可采用的一种收发光学系统的示例。

激光雷达的收发光学系统的基本光学架构可以是基于焦平面成像阵列设计的。激光雷达采用的收发光学系统可包括发射光学系统和接收端光学系统。激光雷达可包括发射阵列和接收阵列。发射光学系统对发射阵列的出射光进行准直整形后投射到探测的视场。相应地，接收光学系统设计可以采用旋转对称的成像光学设计。接收芯片(包括接收阵列的芯片)的规格、像素尺寸及接收光学系统可实现的最大视场角决定了接收光学系统的主要设计参数。激光雷达工作时，发射阵列(或者称为发射端光源)在寻址逻辑控制单元和驱动控制下，实现按照某种方式的电学扫描发光(即发射的信号)。接收阵列采用相同的策略对应接收回波能量(对应于发射的信号)。由于发射阵列的出射光准直整形后的发散角较小，因此收发光学系统在光学能量链路上实现的是点对点的投射设计。

在一些实施例中，激光雷达的发射端可采用垂直腔表面发射激光器(verticalcavity surface emitting laser，VCSEL)阵列，接收端可采用单光子雪崩二极管(singlephoton avalanche diode，SPAD)阵列。VCSEL阵列可替换为激光二极管(laser diode，LD)、可调谐激光器等。SPAD阵列可替换为雪崩光电二极管(avalanche photo diode，APD)、硅光电倍增管(silicon photomultiplier，SiPM)等。发射阵列(例如VCSEL阵列)和接收阵列(例如SPAD阵列)的像素规模可以相同，也可以等比例变化。例如发射阵列中的一个像素对应接收阵列中的两个或两个以上像素。又例如发射阵列中的两个或两个以上像素对应接收阵列中的一个像素。接收阵列中的一个像素可以是指该接收阵列上的一个探测器。发射阵列中的一个像素可以是指该发射阵列上的一个激光器。接收阵列中的一个像素可以是一个接收cell(例如SPAD cell)，也可以由多个接收cell binning得到，即多个接收cell binning作为一个像素。可理解，接收阵列上的一个探测器可以是一个接收cell，也可以由多个接收cell binning得到。接收cell是指接收阵列中最小单位的接收单元。例如，SPAD阵列中的每个像素由多个SPAD cell(即一种接收cell)得到。发射阵列中的一个像素可以是一个发射cell，也可以由多个发射cell binning得到，即多个发射cell binning作为一个像素。发射cell是指发射阵列中最小单位的发射单元。例如，VCSEL阵列中的每个像素由多个VCSELcell(即一种接收cell)得到。可理解，发射阵列上的一个激光器可以是一个发射cell，也可以由多个发射cell binning得到。

图1为本申请提供的一种焦平面成像光学系统的示意图。图1中的焦平面成像光学系统为激光雷达可能采用的收发光学系统。图1中，101表示发射阵列，例如VCSEL阵列，102表示接收阵列，例如SPAD阵列，发射阵列中的一个或多个像素(pixel)对应于接收阵列中的一个或多个像素。例如，发射阵列中的一个像素(对应于等效像素)对应于接收阵列中的多个像素(即一个等效像素)，该发射阵列中的等效像素的个数和该接收阵列中的等效像素的个数可能相同。本申请中，等效像素是指发射像素(即发射阵列中的像素)和接收像素(即接收阵列中的像素)的最小对应单元。例如VCSEL阵列中的1个VCSEL像素(即VCSEL阵列中的一个像素)对应SPAD阵列中的1个SPAD像素(即SPAD阵列中的一个像素)；对于SPAD阵列而言，它的每一个像素就是一个等效像素；对于VCSEL阵列而言，它的每一个像素就是一个等效像素。又例如，VCSEL阵列中的1个VCSEL像素对应SPAD阵列中的4个SPAD像素；对于SPAD阵列而言，对应于同一个VCSEL像素的4个SPAD像素就是一个等效像素；对于VCSEL阵列而言，它的每一个像素就是一个等效像素。又例如，VCSEL阵列中的4个VCSEL像素对应SPAD阵列中的1个SPAD像素；对于SPAD阵列而言，它的每一个像素是一个等效像素；对于VCSEL阵列而言，对应于同一个SPAD像素的4个VCSEL像素就是一个等效像素。由于VCSEL像素与SPAD像素的真实尺寸不一定相同，因此为了尽可能地复用收发光学系统，本申请中激光雷达的发射阵列和接收阵列中的像素可采用收发像素的等面积设计。例如1个VCSEL像素对应若干个SPAD像素(即1个VCSEL像素为1个VCSEL等效像素，若干个SPAD像素为1个SPAD等效像素)，此时SPAD阵列中的若干个SPAD像素可以采用binning的工作方式，以便提升测距性能。

下面介绍激光雷达的场景需求以及满足不同场景需求可能采用的策略。一些可能的场景需求包括：大视场角(field of view，FOV)的近距离探测、小视场角的远距离测探。

满足大FOV的近距离探测的策略：发射端(或接收端)采用适配的短焦镜头，此时接收端的等效像素面积增加(接收能量的有源区的SPAD的数量也增加)，但是接收端的总能量并没有改变。平均到单个SPAD(即SPAD cell)的能量下降，激光雷达的测距能力降低。接收端的等效像素面积是指接收阵列中接收到能量(即回波信号)的SPAD的面积之和。

满足小FOV的远距离探测的策略：发射端(或接收端)采用适配的长焦镜头，此时接收端的等效像素面积减小，接收能量的有源区内的SPAD(即SPAD cell)的数量也减少。平均到每个SPAD的能量增加，激光雷达的测距能力增加。

对于接收芯片(例如包括SPAD阵列的芯片)，可根据收发光学系统的能量链路仿真计算，适配合理的收发等效像素，即接收阵列中的多少个像素binning后组成的像素在空间上对应发射阵列中的H个像素。H为大于0的整数。举例来说，激光雷达的发射端采用VCSEL阵列，接收端采用SPAD阵列，为接收芯片(即包含SPAD阵列的芯片)适配合理的收发等效像素是配置VCSEL阵列中的H个像素在空间上对应多少个SPAD binning后组成的像素。为接收芯片适配合理的收发等效像素可按照收发光学系统的最远测距能力和系统需求估算，从而给出对发射阵列和接收阵列的参数需求。接收阵列以等效像素为一个输出单位。

图2为本申请实施例提供的一种接收端的等效像素面积的示例的示意图。图2中，每个最小单位的矩形框表示一个等效像素(例如一个SPAD)，201表示第一等效像素面积(对应于2*2个SPAD)，202表示第二等效像素面积(对应于4*4个SPAD)，203表示第三等效像素面积(对应于6*6个SPAD)，204表示第四等效像素面积(对应于8*8个SPAD)。第一等效像素面积为激光雷达采用第一镜头时接收端的等效像素面积。第二等效像素面积为激光雷达采用第二镜头时接收端的等效像素面积。第三等效像素面积为激光雷达采用第三镜头时接收端的等效像素面积。第四等效像素面积为激光雷达采用第四镜头时接收端的等效像素面积。激光雷达适配不同镜头时，接收端的总能量并没有改变。第一等效像素面积小于第二等效像素面积、第二等效像素面积小于第三等效像素面积、第三等效像素面积小于第四等效像素面积。激光雷达适配第一镜头时的第一视场角大于该激光雷达适配第二镜头时的第二视场角。激光雷达适配第二镜头时的第二视场角大于该激光雷达适配第三镜头时的第三视场角。激光雷达适配第三镜头时的第三视场角大于该激光雷达适配第四镜头时的第四视场角。根据第一等效像素面积、第二等效像素面积、第三等效像素面积、第四等效像素面积的大小关系，以及第一视场角、第二视场角、第三视场角、第四视场角的大小关系，可知激光雷达的视场角越大其接收端的等效像素面积越大，测距能力越低。反之，激光雷达的视场角越小其接收端的等效像素面积越小，测距能力越高。

若接收端的发射阵列具有足够的阵列规模和合理的设计尺寸，配合一个合适的接收光学系统，则可以实现理论上的一个大FOV。发射端的焦距改变时，该发射端投射的视场区域(对应于接收端的等效像素面积)在变，长焦--小FOV，短焦--大FOV。下面以发射端采用VCSEL阵列，接收端采用SPAD阵列为例，介绍发射端的焦距改变时，发射阵列中的像素在接收阵列中对应的等效像素的变化情况。

图3为本申请实施例提供的一种发射端的焦距与发射端的视场区域的示意图。图3中，301表示VCSEL阵列，A、B、C、D分别表示VCSEL阵列中的一个等效像素，302表示SPAD阵列的视场网格，302表示的视场网格中1、2、3、4对应的4个网格表示发射端采用长焦系统时A、B、C、D四个等效像素在SPAD阵列中对应的等效像素(例如，1对应的网格表示等效像素A对应的等效像素，2对应的网格表示等效像素B对应的等效像素，3对应的网格表示等效像素C对应的等效像素，4对应的网格表示等效像素D对应的等效像素)，302表示的视场网格中的左上角(2×2)个网格表示发射端采用短焦系统时等效像素A在SPAD阵列中对应的等效像素，302表示的视场网格中的右上角(2×2)个网格表示发射端采用短焦系统时等效像素B在SPAD阵列中对应的等效像素，302表示的视场网格中的左下角(2×2)个网格表示发射端采用短焦系统时等效像素C在SPAD阵列中对应的等效像素，302表示的视场网格中的右下角(2×2)个网格表示发射端采用短焦系统时等效像素D在SPAD阵列中对应的等效像素。可以理解，发射端采用长焦系统时，302表示的视场网格中的一个网格表示SPAD阵列中的一个等效像素(对应于VCSEL阵列中的一个等效像素)；发射端采用短焦系统时，302表示的视场网格中的(2×2)个网格表示SPAD阵列中的一个等效像素(对应于VCSEL阵列中的一个等效像素)。

图3中，视场网格中的一个网格可表示SPAD阵列的一个等效像素。SPAD阵列中的一个等效像素可以由多个SPAD像素(可简称像素)binning得到，即多个SPAD像素binning作为一个等效像素。在一些实施例中，SPAD阵列中的多个SPAD cellbinning作为一个像素，多个像素binning作为一个等效像素。由于SPAD阵列中的每个像素包含一个或若干个SPAD cell(即若干个SPAD cellbinning作为一个像素)，因此SPAD阵列中的一个等效像素可以由多个SPAD cellbinning得到，即多个SPAD cellbinning作为一个等效像素。在一些实施例中，SPAD阵列中的多个SPAD cellbinning作为一个等效像素。图3中，视场网格中的每个网格包含SPAD阵列中的一个像素或多个像素，每个像素包含一个或若干个SPAD cell。参阅图3，从SPAD阵列的视场网格的左下角部分可以看出，每个网格内可含有4个SPAD cell(对应一个或多个像素)，图3中最小单位的网格表示一个SPAD cell。

图3中，视场角1表示发射端采用短焦系统(对应于位置1的)时的视场角，视场角2表示发射端采用长焦系统(对应于位置2)时的视场角。

从图3可以看出，当发射端从位置2的长焦系统变为位置1的短焦系统时，VCSEL阵列中的4个等效像素A、B、C、D在SPAD阵列中对应的等效像素面积从4个网格占用的面积变成16个网格占用的面积。也就是说，VCSEL阵列中的一个等效像素在SPAD阵列中对应的等效像素从一个网格表示的等效像素变为4个网格表示的等效像素。因此单个VCSEL(即一个VCSEL阵列中的一个等效像素)的发射能量均摊到一个SPAD(SPAD cell)上的能量下降，对应的探测距离满足近距离需求。反之，当发射端从位置1的短焦系统变为位置2的长焦系统时，A、B、C、D四个等效像素在SPAD阵列中对应的等效像素面积从16个网格占用的面积变为4个网格占用的面积，满足远距离探测需求。应理解，若采用更长焦的发射系统，平均H个VCSEL像素(即一个VCSEL等效像素)在SPAD阵列中对应的SPAD cell会更少，平摊到1个SPAD cell上的能量会更高，探测距离可能更远。但是这个趋势不是一直有效的。当H个VCSEL像素仅对应1个SPAD cell时，收发光学系统很容易被环境光致盲，性能可能是下降的。因此究竟H个VCSEL像素对应几个SPAD cell合并在一起组成的一个等效像素是最优的，可根据系统链路仿真设计确定。激光雷达的最大探测FOV可以是由接收光学系统决定的。图3展示了接收端的视场保持不变(即接收端光学镜头的焦距不变)的情况下，发射端的长焦系统(长焦距)对应的视场角以及发射端的短焦系统(短焦距)对应的视场角。可以理解，激光雷达的发射端光学镜头(即发射端的光学镜头)的焦距影响其视场角。同理，激光雷达的接收端光学镜头(即接收端的光学镜头)的焦距影响也其视场角。

前面分析了激光雷达的视场角越大(即发射端的焦距越短)其接收端的等效像素面积越大，测距能力越低的原理。另外，前面还分析了激光雷达的视场角越小(即发射端的焦距越长)其接收端的等效像素面积越小，测距能力越强的原理。根据这些原理可知，激光雷达的发射端和/或接收端适配不同的焦距的镜头，能够获得不同的FOV。根据该原理，可以基于一组发射芯片和接收芯片实现某个特定范围内FOV，但是该视场角可能不能兼容所有的场景需求。在实际应用中，可通过为激光雷达适配不同焦距的发射端光学镜头和/或接收端光学镜头来满足不同的场景需求。也就是说，激光雷达满足不同场景需求可能采用的一种策略是为激光雷达适配不同焦距的发射端光学镜头和/或接收端光学镜头。在一个可能的实现方式中，激光雷达的发射端光学镜头和/或接收端光学镜头是可插拔的。也就是说，用户可根据需要更换激光雷达适配发射端光学镜头和/或接收端光学镜头。

下面结合附图来介绍本申请提供的激光雷达能够兼容不同测距能力的原理，以及兼容不同测距能力和视场角的原理。

本申请提供的激光雷达能够兼容不同测距能力的原理如下：激光雷达包括两种或两种以上测距能力不同的接收阵列，或者，激光雷达包括两种或两种以上测距能力不同的发射阵列。举例来说，激光雷达包括第一接收阵列和第二接收阵列，该第一接收阵列中的K个探测器以第一像素合并的方式输出，该第二接收阵列中的F个探测器以第二像素合并的方式输出，该第一接收阵列的测距能力和该第二接收阵列的测距能力不同，K和F为不同的整数。又举例来说，激光雷达包括第三发射阵列和第四发射阵列，该第三发射阵列中的K个探测器以第一像素合并的方式输出，该第四发射阵列中的F个探测器以第二像素合并的方式输出，该第三发射阵列的测距能力和该第四发射阵列的测距能力不同，K和F为不同的整数。后续再详述激光雷达能够兼容不同测距能力的可能的方式。

本申请提供的激光雷达能够兼容不同测距能力和视场角的原理如下：激光雷达包括两种或两种以上测距能力不同的接收阵列，并且任意两种接收阵列对应的视场不完全重叠。或者，激光雷达包括两种或两种以上测距能力不同的发射阵列，并且任意两种发射阵列对应的视场不完全重叠。举例来说，激光雷达包括第一接收阵列和第二接收阵列，该第一接收阵列中的K个探测器(对应该第一接收阵列中的一个等效像素)以第一像素合并的方式输出，该第二接收阵列中的F个探测器(对应于第二接收阵列中的一个等效像素)以第二像素合并的方式输出，该第一接收阵列的测距能力和该第二接收阵列的测距能力不同，该第一接收阵列对应的第一视场与该第二接收阵列对应的第二视场不完全重叠。又举例来说，激光雷达包括第三发射阵列和第四发射阵列，该第三发射阵列中的K个探测器以第一像素合并的方式输出，该第四发射阵列中的F个探测器以第二像素合并的方式输出，该第三发射阵列的测距能力和该第四发射阵列的测距能力不同，该第三发射阵列对应的第三视场和该第四发射阵列对应的第四视场不完全重叠。在上述举例中，K和F为不同的整数。后续再详述激光雷达兼容不同测距能力和视场角可能的实现方式。

下面介绍本申请提供的激光雷达能够兼容不同测距能力可能的实现方式。

本申请实施例提供的一种激光雷达包括：发射阵列，用于产生发射光束；所述发射阵列包括第一发射阵列和第二发射阵列；第一接收阵列，用于接收第一回波光束；所述第一回波光束对应于所述第一发射阵列发射的光束，所述第一接收阵列中的K个探测器以第一像素合并的方式输出，所述K个探测器(对应一个等效像素)对应于所述第一发射阵列中的至少一个激光器(对应一个等效像素)，所述K为大于0的整数；第二接收阵列，用于接收第二回波光束；所述第二回波光束对应于所述第二发射阵列发射的光束，所述第二接收阵列中的F个探测器(对应一个等效像素)以第二像素合并的方式输出，所述F个探测器对应于所述第二发射阵列中的至少一个激光器；所述F为大于0的整数，所述K不等于所述F。

进一步，所述第一接收阵列可包括两组或两组以上探测器，每组包含的K个探测器以所述第一像素合并的方式输出。所述第二接收阵列可包括两组或两组以上探测器，每组包含的F个探测器以所述第二像素合并的方式输出。K个探测器以第一像素合并的方式输出对应的测距能力不同于F个探测器以第二像素合并的方式输出对应的测距能力。第一接收阵列中的每组探测器可视为该第一接收阵列中的一个等效像素，第二接收阵列中的每组探测器可视为该第二接收阵列中的一个等效像素。由于K不等于F，因此第一接收阵列中的等效像素和第二接收阵列中的等效像素的大小不同。也就是说，第一接收阵列对应的测距能力不同于第二接收阵列对应的测距能力。本申请实施例提供的激光雷达能够兼容不同的测距能力。

第一接收阵列和第一发射阵列为一组收发阵列，第二接收阵列和第二发射阵列为另一组收发阵列，这两组收发阵列对应的测距能力不同。也就是说，激光雷达至少包括两组测距能力不同的收发阵列。本申请提供的激光雷达可包括两组或两组以上测距能力不同的收发阵列。激光雷达包括两组测距能力不同的收发阵列与包括更多组测距能力不同的收发阵列没有本质区别。下面主要以包括两组测距能力不同的收发阵列为例，介绍本申请提供的能够兼容不同测距能力的激光雷达。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列对应的第一视场和所述第二接收阵列对应的第二视场不同，即不完全重叠。例如，第一视场的视场角小于或大于第二视场的视场角。激光雷达在第一视场的测距能力不同于在第二视场的测距能力。在该实现方式中，第一接收阵列对应的第一视场和第二接收阵列对应的第二视场不同，激光雷达能够兼容不同测距能力和视场角。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列和所述第二接收阵列共用一个或多个探测器，或者，所述第一接收阵列和所述第二接收阵列未共用探测器。所述第一接收阵列和所述第二接收阵列可位于或属于同一阵列，即所述第一接收阵列和所述第二接收阵列为同一接收阵列(即同一接收芯片)的不同部分。

图4A至图4K为本申请实施例提供的第一接收阵列和第二接收阵列的示例的示意图。图4A至图4E中，斜线区域表示第二接收阵列，白色区域表示第一接收阵列。图4F至图4K中，斜线区域表示第二接收阵列，白色区域表示第一接收阵列，竖线区域表示第三接收阵列。第一接收阵列中的K个探测器以第一像素合并的方式输出，第二接收阵列中的F个探测器以第二像素合并的方式输出，第三接收阵列中G个探测器以第三像素合并的方式输出。G为大于0的整数，且不等于K也不等于F。应理解，图4A至图4K仅为本申请实施例提供的部分示例，而不是全部示例。

第一接收阵列和第二接收阵列可共用一个或多个探测器，也可未共用探测器。在所述第一接收阵列和所述第二接收阵列未共用探测器的情况下，第一接收阵列和第二接收阵列可独立的按照各自的方式接收回波能量(即采用不同的电路接收回波能量)，也可采用同一电路分别按第一接收阵列和第二接收阵列各自的方式接收回波能量。例如，第一发射阵列在寻址逻辑控制单元和驱动控制(对应于发射芯片)下，实现按照某种方式的电学扫描发光，第一接收阵列采用相应的方式对应接收回波能量(对应于第一发射阵列的出射光)。在该例子中，第二发射阵列在寻址逻辑控制单元和驱动控制下，实现按照某种方式的电学扫描发光，第二接收阵列采用相应的方式对应接收回波能量(对应于第二发射阵列的出射光)。在该例子中，第一接收阵列和第二接收阵列可独立的按照各自的方式接收回波能量。在该例子中，第一发射阵列实现按照某种方式的电学扫描发光和第二发射阵列实现按照某种方式的电学扫描发光可视为在同一时间段内完成。

在所述第一接收阵列和所述第二接收阵列共用一个或多个探测器的情况下，第一接收阵列和第二接收阵列可分别在不同时间使用该一个或多个探测器。例如，第一发射阵列先在寻址逻辑控制单元和驱动控制下，实现按照某种方式的电学扫描发光，第一接收阵列采用相应的方式对应接收回波能量(对应于第一发射阵列的出射光)。然后，第二发射阵列在寻址逻辑控制单元和驱动控制下，实现按照某种方式的电学扫描发光，第二接收阵列采用相应的方式对应接收回波能量(对应于第二发射阵列的出射光)。又例如，第二发射阵列先在寻址逻辑控制单元和驱动控制下，实现按照某种方式的电学扫描发光，第二接收阵列采用相应的方式对应接收回波能量(对应于第二发射阵列的出射光)。然后，第一发射阵列在寻址逻辑控制单元和驱动控制下，实现按照某种方式的电学扫描发光，第一接收阵列采用相应的方式对应接收回波能量(对应于第一发射阵列的出射光)。应理解，第一接收阵列和第二接收阵列可分时复用共用的一个或多个探测器。在上述例子中，第一发射阵列实现按照某种方式的电学扫描发光和第二发射阵列实现按照某种方式的电学扫描发光可视为在同一时间段内完成。

在该实现方式中，第一接收阵列和第二接收阵列共用一个或多个探测器，可以实现探测器的复用，探测器的利用率较高，适用于第一接收阵列对应的视场和第二接收阵列对应的视场存在重叠的场景。第一接收阵列和第二接收阵列未共用探测器，电路简单，适用于第一接收阵列对应的视场和第二接收阵列对应的视场未重叠的场景。

在一种可能的实现方式中，所述第二接收阵列包含的探测器环绕所述第一接收阵列包含的探测器，或者所述第二接收阵列包含的探测器位于所述第一接收阵列包含的探测器的周围，其中，所述K小于所述F。第一接收阵列可负责小视场角范围，第二接收阵列可负责大视场角范围。本申请中，周围是指环绕着中心的部分。所述第二接收阵列包含的探测器位于所述第一接收阵列包含的探测器的周围可理解为：所述第二接收阵列包含的探测器位于所述第一接收阵列包含的探测器所处闭合区域的四周，所述第二接收阵列包含的探测器所处区域为闭合区域或非闭合区域。所述第二接收阵列包含的探测器环绕所述第一接收阵列包含的探测器也可理解为：所述第二接收阵列包含的探测器位于所述第一接收阵列包含的探测器所处闭合区域的四周，所述第二接收阵列包含的探测器所处区域为闭合区域或非闭合区域。闭合区域是指一个有边界的且闭合的区域。非闭合区域是指非闭合的区域。图4B和图4C为第二接收阵列包含的探测器环绕第一接收阵列包含的探测器的示例。或者说，图4B和图4C为第二接收阵列包含的探测器位于第一接收阵列包含的探测器的周围的示例。图4B和图4C中，第二接收阵列包含的探测器所处区域为闭合区域。图4G和图4K也为第二接收阵列包含的探测器环绕第一接收阵列包含的探测器的示例。或者说，图4G和图4K也为第二接收阵列包含的探测器位于第一接收阵列包含的探测器的周围的示例。图4G和图4K中，第二接收阵列包含的探测器所处区域为非闭合区域。

图5为本申请实施例提供的一种第一接收阵列和第二接收阵列的示例的示意图。图5中，每个最小单位的网格表示一个或多个SPAD像素，每个SPAD像素包括若干(对应于K)个SPAD cell，每个SPAD像素可均采用3D堆叠架构和背照式入射(back sideillumination，BSI)工艺，信号输出直连1个TDC。图5中，位于中心的斜线区域为第一接收阵列对应的区域，第一接收阵列中的等效像素(例如对应一个网格)负责小FOV范围，白色区域(即图5中除斜线区域之外的区域)为第二接收阵列对应的区域，第二接收阵列中的等效像素(例如对应4个网格)负责大FOV范围。图5中，斜线区域中的每个网格表示第一接收阵列中的一个等效像素(对应于K个探测器)。例如第一接收阵列中的每个等效像素为一个SPAD像素(对应一个网格)，每个SPAD像素采用(2×2)个SPAD cellbinning的架构。图5中，白色区域中相邻的(2×2)个网格表示第二接收阵列中的一个等效像素(对应于F个探测器)。例如四个1(或者2、3、4、x)占用的4个网格表示第二接收阵列中的一个等效像素。由于第一接收阵列中的一个等效像素对应图5中的一个网格，第二接收阵列中的一个等效像素对应图5中的(2×2)个网格，因此第一接收阵列中的等效像素可视为采用采用(2×2)个SPADcellbinning的架构，第二接收阵列中每个等效像素可视为采用(2×2)个第一接收阵列中的等效像素binning的架构，即第二次binning的架构。

图5中，斜线区域中每个等效像素包含的各SPAD cell均连接一个TDC，白色区域中采用N×N的第二次binning架构(如图5为2×2)生成一个分辨率更差的等效像素。图5的示例中，第一接收阵列中各SPAD cell采用(2×2)的binning架构，即第一接收阵列中4(对应于K)个探测器以第一像素合并的方式输出；第二接收阵列中各SPAD像素采用(2×2)的第二次binning架构，即第二接收阵列中16(对应于F)个探测器以第二像素合并的方式输出。每个等效像素之间的SPAD cell可采用一套冲突检测逻辑电路(如上图不同底纹但是相同数字的SPAD cell)。在一种可能的实现方式中，任意一个相同数字的SPAD cell检测到单光子事件均可以作为该等效像素的四个输出点云之一，最终融合排序4组不同数字的结果，得到一组(2×2)的点云阵列。

在一些应用场景中，由于中心视场区域(即第一接收阵列对应的视场区域)需要探测更远的目标，因此与第一接收阵列相对应的第一发射阵列中的像素需要足够的发光峰值功率。此时可控制该第一发射阵列的VCSEL像素有更大的注入电流，输出更高的峰值功率。由于中心视场区域外的其他区域(即第二接收阵列对应的视场区域)需要探测的目标更近，因此与第二接收阵列相对应的第二发射阵列可采用小注入电流。按照目前VCSEL芯片的工艺水平，一般多节VCSEL的发光斜率效率为2-6W/A，受限于器件结构和原理，更高的斜率效率理论上难以实现。根据能量链路仿真分析，收发之间的等效像素的峰值能量直接决定了激光雷达的探测能力，因此根据中心小FOV、远距离的探测需求和周围大FOV、近距离的探测需求，可以计算对发射端光源峰值功率的需求。设计发射端的VCSEL芯片时，仅需器件可支持激光雷达对VCSEL发光峰值的调制范围即可，这是比较可实现的。

前面结合附图对本申请提供的激光雷达的工作方式做了说明。实际上，激光雷达的实际FOV分区不一定仅有中心(小FOV)和周围(大FOV)两类。在实际应用中，通过控制SPAD阵列的数据读取和寻址逻辑，可实现FOV区域的自定义适配。相应的，只要控制发射端光源(对应于发射阵列)的不同区域的峰值注入电流不同即可。下面介绍一些可能的实现FOV区域的自定义适配的方式。

在一种可能的实现方式中，所述激光雷达还包括：处理模块，用于获取区域适配信息，所述区域适配信息用于指示所述第一接收阵列中的K个探测器以所述第一像素合并的方式输出，以及所述第二接收阵列中的F个探测器以所述第二像素合并的方式输出。处理模块在获取区域适配信息之后，可根据该区域适配信息配置第一接收阵列中的K个探测器以所述第一像素合并的方式输出，以及根据该区域适配信息配置第二接收阵列中的F个探测器以所述第二像素合并的方式输出。可选的，处理模块根据该区域适配信息配置SPAD阵列的数据读取方式和寻址逻辑，实现第一接收阵列中的K个探测器以所述第一像素合并的方式输出以及第二接收阵列中的F个探测器以所述第二像素合并的方式输出。

区域适配信息可包含指示第一接收阵列的信息、指示第二接收阵列的信息、指示第一接收阵列中的K个探测器以所述第一像素合并的方式输出的信息以及指示第二接收阵列中的F个探测器以所述第二像素合并的方式输出的信息。例如，第一接收阵列包括的各探测器组成一个矩形区域，第二接收阵列包括的各探测器也组成一个矩形区域，区域适配信息包括第一坐标、第二坐标、K、第三坐标、第四坐标以及F，其中，第一坐标为第一接收阵列的左上角的探测器的坐标，第二坐标为第一接收阵列的右下角的探测器的坐标，第三坐标为第二接收阵列的左上角的探测器的坐标，第四坐标为第二接收阵列的右下角的探测器的坐标。在该例子中，第一坐标和第二坐标为指示第一接收阵列的信息，处理模块可根据第一坐标和第二坐标，确定第一接收阵列。在该例子中，第三坐标和第四坐标为指示第二接收阵列的信息，处理模块可根据第三坐标和第四坐标，确定第二接收阵列。在该例子中，K为指示第一接收阵列中的K个探测器以所述第一像素合并的方式输出的信息，F为指示第二接收阵列中的F个探测器以所述第二像素合并的方式输出的信息。应理解，区域适配信息还可包含其他能够指示第一接收阵列中的K个探测器以所述第一像素合并的方式输出的信息以及指示第二接收阵列中的F个探测器以所述第二像素合并的方式输出的信息，本申请不作限定。在一些实施例中，处理模块在根据获取的区域适配信息之前配置第一接收阵列和第二接收阵列中的探测器的输出方式之前，第一接收阵列中的探测器的输出方式不为K个探测器以所述第一像素合并的方式输出，第二接收阵列中的探测器的输出方式不为F个探测器以所述第二像素合并的方式输出。应理解，用户或开发人员通过输出区域适配信息可方便地配置第一接收阵列中的探测器的输出方式以及第二接收阵列中的探测器的输出方式。

在该实现方式中，处理模块，用于获取区域适配信息；能够准确地确定第一接收阵列中的探测器的输出方式以及第二接收阵列中的探测器的输出方式。

在一种可能的实现方式中，所述区域适配信息还用于指示对应于所述第一接收阵列的所述第一发射阵列和/或对应于所述第二接收阵列的所述第一发射阵列。区域适配信息还可包含指示第一发射阵列的信息和/或指示第二发射阵列的信息。继续上一个例子，区域适配信息还包括第五坐标、第六坐标、第七坐标、第八坐标，其中，第五坐标为第一发射阵列的左上角的探测器的坐标，第六坐标为第一发射阵列的右下角的探测器的坐标，第七坐标为第二发射阵列的左上角的探测器的坐标，第八坐标为第二发射阵列的右下角的探测器的坐标。在该例子中，第五坐标和第六坐标为指示第一发射阵列的信息，处理模块可根据第五坐标和第六坐标，确定第一发射阵列。在该例子中，第七坐标和第八坐标为指示第二发射阵列的信息，处理模块可根据第七坐标和第八坐标，确定第二发射阵列。

在该实现方式中，区域适配信息还用于指示对应于第一接收阵列的第一发射阵列和/或对应于第二接收阵列的第一发射阵列。在实际应用中，可灵活地配置第一发射阵列和/或第二发射阵列以满足不同的应用需求。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列包含的探测器环绕所述第二接收阵列包含的探测器，或者所述第一接收阵列包含的探测器位于所述第二接收阵列包含的探测器的周围，其中，所述K小于所述F。

图4D和图4E为第二接收阵列包含的探测器环绕所述第一接收阵列包含的探测器的示例。或者说，图4D和图4E为第二接收阵列包含的探测器位于第一接收阵列包含的探测器的周围的示例。在该实现方式中，第一接收阵列可实现大视场角的远距离探测，第二接收阵列可实现小视场角的近距离探测。

在一种可能的实现方式中，所述激光雷达还包括：驱动电路，用于通过不同的电流大小分别驱动所述第一发射阵列和所述第二发射阵列。在实际应用中，用户或开发人员可根据实际需求配置驱动第一发射阵列的电流大小以及驱动第二发射阵列的电流大小。举例来说，第一接收阵列对应的视场需要探测的距离比第二接收阵列对应的视场需要探测的距离远，驱动电路驱动第一发射阵列的电流大于驱动第二发射阵列的电流。在该实现方式中，通过不同的电流大小分别驱动第一发射阵列和第二发射阵列，以便实现不同视场的测距能力。

在一个可能的实现方式中，第一接收阵列中的K个探测器以所述第一像素合并的方式输出可以是第一接收阵列中相邻的

个探测器以所述第一像素合并的方式输出。

为大于0的整数。第二接收阵列中的F个探测器以所述第二像素合并的方式输出可以是第二接收阵列中相邻的

个探测器以所述第二像素合并的方式输出。

为大于0的整数。将第一接收阵列中相邻的多个探测器以第一像素合并的方式输出，能够几个探测器联合起来作为一个探测器使用，提高灵敏度，输出速度，降低分辨率。

前面介绍了本申请提供的激光雷达能够兼容不同测距能力可能的实现方式。激光雷达的一个主要用途是输出能够反映探测场景的点云。下面介绍本申请实施例提供的激光雷达生成点云的可能的方式。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列，用于根据所述第一回波光束，输出第一电信号；所述第二接收阵列，用于根据所述第二回波光束，输出第二电信号；所述激光雷达还包括：处理模块，用于根据所述第一电信号和所述第二电信号，生成第一点云。举例来说，第一电信号和第二电信号是激光雷达在同一个扫描周期内输出的电信号，第一点云为激光雷达在该扫描周期得到的一帧点云。

K个探测器以第一像素合并的方式输出对应的测距能力不同于F个探测器以第二像素合并的方式输出对应的测距能力。应理解，第一电信号对应的测距能力不同于第二电信号对应的测距能力。处理模块根据所述第一电信号和所述第二电信号，生成第一点云可以是：先对所述第一电信号和所述第二电信号进行融合处理得到目标信号，再根据目标信号生成第一点云。第一电信号可反映第一接收阵列中的探测器接收回波能量的情况，第二电信号可反映第二接收阵列中的探测器接收回波能量的情况。对所述第一电信号和所述第二电信号进行融合处理得到目标信号可以是对所述第一电信号和所述第二电信号进行融合处理，以得到既能反映第一接收阵列中的探测器接收回波能量的情况又能反映第二接收阵列中的探测器接收回波能量的情况的信号。本申请不限定对所述第一电信号和所述第二电信号进行融合处理的方式。示例性的，所述第一电信号用于生成第一分辨率的点云，所述第二电信号用于生成第二分辨率的点云，所述第一分辨率和所述第二分辨率不同，所述第一点云包含所述第一分辨率的点云和所述第二分辨率的点云。在该实现方式中，处理模块，用于根据第一电信号和第二电信号，生成第一点云；能够兼容不同的测距能力。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列，用于根据所述第一回波光束，输出第一电信号；所述第二接收阵列，用于根据所述第二回波光束，输出第二电信号；所述激光雷达还包括：处理模块，用于根据所述第一电信号，生成第二点云；所述处理模块，还用于根据所述第二电信号，生成第三点云。所述处理模块，还用于根据所述第二点云和所述第三点云，生成第四点云。举例来说，第一电信号和第二电信号是激光雷达在同一个扫描周期内输出的两组电信号，第二点云和第三点云为激光雷达在该扫描周期得到的两帧点云。又举例来说，第一电信号和第二电信号是激光雷达在不同扫描周期(例如相邻的两个扫描周期)内输出的两组电信号，第二点云和第三点云为激光雷达在两个不同的扫描周期得到的两帧点云。根据所述第二点云和所述第三点云，生成第四点云可理解为将两帧点云融合为一帧点云。

根据所述第二点云和所述第三点云，生成第四点云可以是：对第二点云和第三点云进行融合处理，得到第四点云。处理模块可采用任意方式对第二点云和第三点云进行融合处理，本申请不作限定。所述第二点云的分辨率与所述第三点云的分辨率可不同，所述第二点云对应的视场角与所述第三点云对应的视场角可不同。在该实现方式中，根据分辨率不同的第二点云和第三点云，生成第四点云；能够结合第二点云和第三点云的优势以得到更优的点云。

前面未详述K个探测器以第一像素合并的方式输出的具体方式以及F个探测器以第二像素合并的方式输出的具体方式。下面介绍K个探测器以第一像素合并的方式输出可能的实现方式。

方式一

K个探测器中每个探测器在接收到回波能量之后输出一个模拟脉冲。该K探测器中各探测器输出的模拟脉冲被叠加在一起得到叠加模拟信号。叠加模拟信号经过模数转换器(analog to digital converter，ADC)处理转换为数字信号。采样ADC输出的数字信号得到K个探测器对应的输出信号。举例来说，K个探测器为第一接收阵列中相邻的(4×4)个探测器，该K个探测器检测到8个单光子事件，该K个探测器输出的8个模拟脉冲被叠加在一起得到叠加模拟信号，该叠加模拟信号经过ADC处理转换为数字信号，采样该数字信号输出(4×4)个探测器对应的输出信号8。在该举例中，通过方式一得到的(4×4)个探测器对应的输出信号8指示检测到8个单光子事件。

方式二

K个探测器中每个探测器在接收到回波能量之后输出一个模拟脉冲，每个探测器的信号输出连接一个TDC。也就是说，每个探测器输出的模拟脉冲会经过TDC处理得到一个数字信号和一个时间戳。接收芯片根据K个探测器连接的各TDC输出的两个或两个以上数字信号对应的时间戳对该两个或两个以上数字信号合并处理，得到K个探测器对应的输出信号。举例来说，K个探测器为第一接收阵列中相邻的(4×4)个探测器，该K个探测器检测到8个单光子事件，通过方式二得到的K个探测器对应的输出信号对应于高度为8的统计直方图。

F个探测器以第二像素合并的方式输出的可类似于K个探测器以第一像素合并的方式，这里不再详述。应理解，K个探测器以第一像素合并的方式输出是将K个探测器的输出合并为一个输出，即K个探测器可等效为一个探测器。同理，F个探测器以第二像素合并的方式输出是将F个探测器的输出合并为一个输出，即F个探测器可等效为一个探测器。

方式一和方式二可理解为本申请提供的一些可能的确定K个探测器(第一接收阵列中以第一像素合并的方式输出的K个探测器)检测到的单光子事件的个数。应理解，激光雷达还可采用其他方式确定第一接收阵列中的K个探测器检测到的单光子事件的个数，本申请不作限定。K个探测器以第一像素合并的方式输出可以是：根据该K个探测器检测到的单光子事件的个数，输出该K个探测器的探测结果。示例性的，若K个探测器检测到的单光子事件的个数大于或等于目标阈值，则该K个探测器的探测结果为检测到的单光子事件；否则，未检测到单光子事件。该目标阈值可以是1、大于(K/2)的最小整数、大于(3K/5)的最小整数等。

本申请除了提供能够兼容不同测距能力的激光雷达之外，还提供了接收系统、发射系统以及激光雷达的控制方法。

下面介绍本申请提供的接收系统。

本申请提供的接收系统可应用于激光雷达，包括：第一接收阵列，用于接收第一回波光束；所述第一接收阵列中的K个探测器以第一像素合并的方式输出，所述K为大于0的整数；第二接收阵列，用于接收第二回波光束；所述第二接收阵列中的F个探测器以第二像素合并的方式输出；所述F为大于0的整数，所述K不等于所述F。接收系统一种可能的产品形态是接收芯片。也就是说，包含第一接收阵列和第二接收阵列的接收芯片是本申请要保护的一种产品。

K个探测器以第一像素合并的方式输出对应的测距能力不同于F个探测器以第二像素合并的方式输出对应的测距能力。本申请实施例提供的接收系统能够兼容不同的测距能力。也就是说，本申请实施例提供的接收系统具备两种或两种以上测距能力。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列对应的第一视场和所述第二接收阵列对应的第二视场不同。

由于K个探测器以第一像素合并的方式输出对应的测距能力不同于F个探测器以第二像素合并的方式输出对应的测距能力，因此第一接收阵列对应的第一视场的测距能力不同于第二接收阵列对应的第二视场的测距能力。在该实现方式中，第一接收阵列对应的第一视场和第二接收阵列对应的第二视场不同，部署第一接收阵列和第二接收阵列的激光雷达能够兼容不同的测距能力和视场角。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列和所述第二接收阵列共用一个或多个探测器，或者，所述第一接收阵列和所述第二接收阵列未共用探测器。

在该实现方式中，第一接收阵列和第二接收阵列共用一个或多个探测器，可以实现探测器的复用，探测器的利用率较高，适用于第一接收阵列对应的视场和第二接收阵列对应的视场存在重叠的场景。第一接收阵列和第二接收阵列未共用探测器，电路简单，适用于第一接收阵列对应的视场和第二接收阵列对应的视场未重叠的场景。

在一种可能的实现方式中，所述第二接收阵列包含的探测器环绕所述第一接收阵列包含的探测器，或者所述第二接收阵列包含的探测器位于所述第一接收阵列包含的探测器的周围，其中，所述K小于所述F。

在该实现方式中，第一接收阵列可实现小视场角的远距离探测，第二接收阵列可实现大视场角的近距离探测。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列包含的探测器环绕所述第二接收阵列包含的探测器，或者所述第一接收阵列包含的探测器位于所述第二接收阵列包含的探测器的周围，其中，所述K小于所述F。

在该实现方式中，第一接收阵列可实现大视场角的远距离探测，第二接收阵列可实现小视场角的近距离探测。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列，用于根据所述第一回波光束，输出第一电信号；所述第二接收阵列，用于根据所述第二回波光束，输出第二电信号；所述第一电信号和所述第二电信号用于生成同一点云或者不同点云。

在该实现方式中，第一电信号和第二电信号用于生成同一点云，该点云的不同部分的分辨率不同。第一电信号和第二电信号用于生成不同点云，以便利用第一电信号生成的点云和第二电信号生成的点云融合得到更好的点云。

在一种可能的实现方式中，所述接收系统还包括：处理模块，用于获取区域适配信息，所述区域适配信息用于指示所述第一接收阵列中的K个探测器以所述第一像素合并的方式输出，以及所述第二接收阵列中的F个探测器以所述第二像素合并的方式输出。

在该实现方式中，处理模块，用于获取区域适配信息；能够准确地确定第一接收阵列中的探测器的输出方式以及第二接收阵列的输出方式。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列，具体用于接收来自接收光学组件的所述第一回波光束；所述第二接收阵列，具体用于接收来自所述接收光学组件的所述第二回波光束。

在该实现方式中，第一接收阵列和第二接收阵列共用接收光学组件，可实现接收光学组件的复用。

在一种可能的实现方式中，所述第一电信号用于生成第一分辨率的点云，所述第二电信号用于生成第二分辨率的点云，所述第一电信号和所述第二电信号用于生成包含所述第一分辨率的点云和所述第二分辨率的点云的第一点云。

在该实现方式中，第一电信号和第二电信号用于生成包含第一分辨率的点云和第二分辨率的点云的第一点云，该第一点云能够覆盖更完整的探测场景。

在一种可能的实现方式中，所述第一电信号用于生成第一分辨率的第二点云，所述第二电信号用于生成第二分辨率的第三点云，所述第一分辨率和所述第二分辨率不同，所述第二点云对应的视场角与所述第三点云对应的视场角不同。

在该实现方式中，第一电信号和第二电信号用于生成不同分辨率的点云，以便结合两种分辨率不同的点云的优势以得到更优的点云。

下面介绍本申请提供的发射系统。

本申请实施例提供的发射系统可应用于激光雷达，该发射系统包括：发射阵列，用于产生发射光束；所述发射阵列包括第一发射阵列和第二发射阵列；驱动电路，用于通过不同的电流大小分别驱动所述第一发射阵列和所述第二发射阵列。发射系统一种可能的产品形态是发射芯片。也就是说，包含发射阵列和驱动电路的接收芯片是本申请要保护的一种产品。

本申请实施例中，驱动电路通过不同的电流大小分别驱动第一发射阵列和第二发射阵列，能够发射不同强度的光信号。

在一种可能的实现方式中，所述第一发射阵列和所述第二发射阵列共用一个或多个激光器，或者，所述第一发射阵列和所述第二发射阵列未共用激光器。

在该实现方式中，第一发射阵列和第二发射阵列共用一个或多个探测器，可以实现探测器的复用，探测器的利用率较高。第一发射阵列和第二发射阵列未共用探测器，电路结构简单。

在一种可能的实现方式中，所述第二发射阵列包含的激光器环绕所述第一发射阵列包含的激光器，或者所述第二发射阵列包含的激光器位于所述第一发射阵列包含的激光器的周围。

在该实现方式中，第一发射阵列对应的视场角包含于第二发射阵列对应的视场角。

在一种可能的实现方式中，所述第一发射阵列中的K个激光器(对应第一发射阵列中的一个等效像素)以第一像素合并的方式输出，所述第二发射阵列中的F个激光器(对应第二发射阵列中的一个等效像素)以第二像素合并的方式输出，所述K为大于0的整数，所述F为大于0的整数，所述K不等于所述F。

K个激光器以第一像素合并的方式输出可类似于K个探测器以第一像素合并的方式输出。F个激光器以第二像素合并的方式输出可类似于F个探测器以第二像素合并的方式输出。K个激光器以第一像素合并的方式输出对应的测距能力不同于F个激光器以第二像素合并的方式输出对应的测距能力。因此，本申请实施例提供的发射系统能够兼容不同的测距能力。也就是说，本申请实施例提供的发射系统具备两种或两种以上测距能力。

进一步，所述第一发射阵列可包括两组或两组以上激光器，每组包含的K个激光器以所述第一像素合并的方式输出。所述第二发射阵列可包括两组或两组以上激光器，每组包含的F个激光器以所述第二像素合并的方式输出。K个激光器以第一像素合并的方式输出对应的测距能力不同于F个激光器以第二像素合并的方式输出对应的测距能力。第一发射阵列中的每组激光器可视为该第一发射阵列中的一个等效像素，第二发射阵列中的每组激光可视为该第二发射阵列中的一个等效像素。由于K不等于F，因此第一发射阵列中的等效像素和第二发射阵列中的等效像素的大小不同。

在一种可能的实现方式中，所述发射系统还包括：处理模块，用于获取区域适配信息，所述区域适配信息用于指示所述第一发射阵列和/或所述第二发射阵列。

在该实现方式中，区域适配信息还用于指示第一发射阵列和/或第一发射阵列。在实际应用中，可灵活地配置第一发射阵列和/或第二发射阵列以满足不同的应用需求。

下面介绍本申请提供的激光雷达的控制方法。

图6为本申请实施例提供了一种激光雷达的控制方法流程图。如图6所示，该方法包括：

601、激光雷达通过第一接收阵列接收第一回波光束以得到第一电信号。

所述第一回波光束对应于第一发射阵列发射的光束，所述第一接收阵列中的K个探测器以第一像素合并的方式输出。所述K个探测器对应于所述第一发射阵列中的至少一个激光器，所述K为大于0的整数。激光雷达通过第一接收阵列接收第一回波光束以得到第一电信号可理解为激光雷达中的接收芯片接收第一回波光束得到第一点信号。

在一种可能的实现方式中，所述第一接收阵列和所述第二接收阵列共用一个或多个探测器，或者，所述第一接收阵列和所述第二接收阵列未共用探测器。在该实现方式中，第一发射阵列和第二发射阵列共用一个或多个探测器，可以实现探测器的复用，探测器的利用率较高。第一发射阵列和第二发射阵列未共用探测器，电路结构简单。举例来说，所述第二接收阵列包含的探测器环绕所述第一接收阵列包含的探测器，或者所述第二接收阵列包含的探测器位于所述第一接收阵列包含的探测器的周围，其中，所述K小于所述F。又举例来说，所述第一接收阵列包含的探测器环绕所述第二接收阵列包含的探测器，或者所述第一接收阵列包含的探测器位于所述第二接收阵列包含的探测器的周围，其中，所述K小于所述F。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：通过不同的电流大小分别驱动所述第一发射阵列和所述第二发射阵列，所述第一发射阵列发射第一发射光束以及所述第二发射阵列发射第二发射光束；所述第一发射光束对应于所述第一回波光束，所述第二发射光束对应于所述第二回波光束。在该实现方式中，驱动电路通过不同的电流大小分别驱动第一发射阵列和第二发射阵列，能够使得该第一发射阵列和该第二发射阵列发射不同强度的光信号。

602、激光雷达通过第二接收阵列接收第二回波光束以得到第二电信号。

所述第二回波光束对应于第二发射阵列发射的光束，所述第二接收阵列中的F个探测器以第二像素合并的方式输出，所述F个探测器对应于所述第二发射阵列中的至少一个激光器；所述F为大于0的整数，所述K不等于所述F。激光雷达通过第二接收阵列接收第二回波光束以得到第二电信号可理解为激光雷达中的接收芯片接收第二回波光束得到第二点信号。

603、激光雷达根据第一电信号和第二电信号，生成目标点云。

步骤603一种可能的实现方式如下：激光雷达根据第一电信号生成第二点云；根据第二电信号生成第三点云；根据第二点云和第三点云，生成目标点云(对应于第四点云)。

步骤603另一种可能的实现方式如下：先对所述第一电信号和所述第二电信号进行融合处理得到目标信号，再根据目标信号生成目标点云(对应于第一点云)。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：激光雷达获取区域适配信息；根据该区域适配信息配置第一接收阵列中的K个探测器以所述第一像素合并的方式输出，以及根据该区域适配信息配置第二接收阵列中的F个探测器以所述第二像素合并的方式输出。所述区域适配信息用于指示所述第一接收阵列中的K个探测器以所述第一像素合并的方式输出，以及所述第二接收阵列中的F个探测器以所述第二像素合并的方式输出。在该实现方式中，获取区域适配信息，能够准确地确定第一接收阵列中的探测器的输出方式以及第二接收阵列的输出方式。进一步的，所述区域适配信息还可用于指示对应于所述第一接收阵列的所述第一发射阵列和/或对应于所述第二接收阵列的所述第一发射阵列。激光雷达还可根据该区域适配信息配置对应于所述第一接收阵列的所述第一发射阵列和/或对应于所述第二接收阵列的所述第一发射阵列。举例来说，配置驱动对应于所述第一接收阵列的所述第一发射阵列的电流大小和/或对应于所述第二接收阵列的所述第二发射阵列的电流大小。在该实现方式中，区域适配信息还用于指示对应于第一接收阵列的第一发射阵列和/或对应于第二接收阵列的第一发射阵列。在实际应用中，可灵活地配置第一发射阵列和/或第二发射阵列以满足不同的应用需求。

K个探测器以第一像素合并的方式输出对应的测距能力不同于F个探测器以第二像素合并的方式输出对应的测距能力。也就是说，第一接收阵列对应的测距能力不同于第二接收阵列对应的测距能力。本申请实施例中，根据第一电信号和第二电信号，生成目标点云；能够兼容不同的测距能力。

本申请中的激光雷达可以是非固态激光雷达，也可以是固态激光雷达。理论上来说，固态激光雷达是完全没有移动部件的雷达。固态激光雷达的一个缺点是扫描角有限，固态意味着激光雷达不能进行360度旋转，只能探测前方。因此要实现全方位扫描，需在不同方向布置多个(至少前后两个)固态激光雷达。本申请提供的激光雷达具备两个或两个以上视场，每个视场的测距能力不同。也就是说，本申请提供的一个激光雷达相当于两个或两个以上固态激光雷达，能够较好地解决固态激光雷达扫描角有限的问题。

固态激光雷达是一种高集成度、低成本的激光雷达产品的定位。由于固态激光雷达需要的物料和元器件种类较多、性能参数不同，因此即使是同一个厂家的产品也大都缺少平台化和模块化的设计理念。经研究发现实现激光雷达的平台化和模块化的设计主要需要解决以下问题：

1)、如何提高基于平台化设计的固态激光雷达的元器件复用率。在满足性能需求的前提下，硬件统一，在软件或控制策略上采取合适的方式，实现不同场景需求的适配。目的是实现模块化组装的低成本方案。

2)、如何在同一个平台产品上实现多种性能参数的耦合(即更好的自由度)，即不要多个产品的拼接组合即有可能同时兼顾不同的场景需求。也就是说，不需要替换激光雷达中的收发芯片和光学系统，仅通过控制硬件配置参数和软件端的实现策略，可按照客户需求实现用户自定义的FOV组合及不同的探测性能需求的满足。

3)、如何减低成本，简化激光雷达的复杂度，提高量产可实现性。一款激光雷达产品从需求分析到设计分解，再到元器件的评测选型，设计优化等等，最终形成产品，实际的周期和资源投入会比较长。特别是涉及到一些定制化方案时，往往需要较高的开发定制费用。基于激光雷达的性能的上限定义芯片规格，向下做兼容设计，即可缩短激光雷达的开发周期。

前面结合图2和图3，介绍了激光雷达的发射端和/或接收端适配不同的焦距的镜头，能够获得不同的FOV的方案。应理解，调整激光雷达适配的接收端光学镜头即可调整其FOV。为实现激光雷达的平台化和模块化的设计，本申请提供的激光雷达仅需确保发射阵列和接收阵列的规模足够大以及分辨率足够高，如1080p，发射芯片的参数规格和发射端光学镜头均不需要改变。也就是说，通过调整激光雷达适配的接收端光学镜头以及在软件或控制策略上控制接收阵列的输出方式，就能兼顾不同的场景需求。可见，本申请提供的激光雷达能够解决如何提高基于平台化设计的固态激光雷达的元器件复用率的问题。由于本申请提供的激光雷达具备两个或两个以上视场，并且每个视场的测距能力不同，因此一个激光雷达可同时兼顾不同的场景需求。也就是说，本申请提供的激光雷达可解决如何在同一个平台产品上实现多种性能参数的耦合的问题。由于本申请提供的一个激光雷达相当于两个或两个以上固态激光雷达，因此可以大大降低成本。在实际应用中，用户或开发人员通过为激光雷达适配不同的接收端光学镜头以及在软件或控制策略上控制接收阵列的输出方式就能得到适用不同场景的激光雷达。综上可知，本申请提供的激光雷达较容易实现固态激光雷达的平台化和模块化的设计，从而降低成本和开发周期。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以上述权利要求的保护范围为准。

Claims (25)

1.一种激光雷达，其特征在于，包括：

发射阵列，用于产生发射光束；所述发射阵列包括第一发射阵列和第二发射阵列；

第一接收阵列，用于接收第一回波光束；所述第一回波光束对应于所述第一发射阵列发射的光束，所述第一接收阵列中的K个探测器以第一像素合并的方式输出，所述K个探测器对应于所述第一发射阵列中的至少一个激光器，所述K为大于0的整数；

第二接收阵列，用于接收第二回波光束；所述第二回波光束对应于所述第二发射阵列发射的光束，所述第二接收阵列中的F个探测器以第二像素合并的方式输出，所述F个探测器对应于所述第二发射阵列中的至少一个激光器；所述F为大于0的整数，所述K不等于所述F。

2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述第一接收阵列和所述第二接收阵列共用一个或多个探测器，或者，所述第一接收阵列和所述第二接收阵列未共用探测器。

3.根据权利要求1或2所述的激光雷达，其特征在于，所述第二接收阵列包含的探测器环绕所述第一接收阵列包含的探测器，或者所述第二接收阵列包含的探测器位于所述第一接收阵列包含的探测器的周围，其中，所述K小于所述F。

4.根据权利要求1至3任一项所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括：

驱动电路，用于通过不同的电流大小分别驱动所述第一发射阵列和所述第二发射阵列。

5.根据权利要求1至4任一项所述的激光雷达，其特征在于：

所述第一接收阵列，用于根据所述第一回波光束，输出第一电信号；

所述第二接收阵列，用于根据所述第二回波光束，输出第二电信号；所述激光雷达还包括：处理模块，用于根据所述第一电信号和所述第二电信号，生成第一点云。

6.根据权利要求1至4任一项所述的激光雷达，其特征在于，

所述第一接收阵列，用于根据所述第一回波光束，输出第一电信号；

所述第二接收阵列，用于根据所述第二回波光束，输出第二电信号；所述激光雷达还包括：

处理模块，用于根据所述第一电信号，生成第二点云；

所述处理模块，还用于根据所述第二电信号，生成第三点云；

所述处理模块，还用于根据所述第二点云和所述第三点云，生成第四点云。

7.根据权利要求1至6任一项所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括：

处理模块，用于获取区域适配信息，所述区域适配信息用于指示所述第一接收阵列中的K个探测器以所述第一像素合并的方式输出，以及所述第二接收阵列中的F个探测器以所述第二像素合并的方式输出。

8.根据权利要求7所述的激光雷达，其特征在于，

所述区域适配信息还用于指示对应于所述第一接收阵列的所述第一发射阵列和/或对应于所述第二接收阵列的所述第二发射阵列。

9.一种接收系统，其特征在于，应用于激光雷达，包括：

第一接收阵列，用于接收第一回波光束；所述第一接收阵列中的K个探测器以第一像素合并的方式输出，所述K为大于0的整数；

第二接收阵列，用于接收第二回波光束；所述第二接收阵列中的F个探测器以第二像素合并的方式输出；所述F为大于0的整数，所述K不等于所述F。

10.根据权利要求9所述的接收系统，其特征在于，所述第一接收阵列和所述第二接收阵列共用一个或多个探测器，或者，所述第一接收阵列和所述第二接收阵列未共用探测器。

11.根据权利要求9或10所述的接收系统，其特征在于，所述第二接收阵列包含的探测器环绕所述第一接收阵列包含的探测器，或者所述第二接收阵列包含的探测器位于所述第一接收阵列包含的探测器的周围，其中，所述K小于所述F。

12.根据权利要求9至11任一项所述的接收系统，其特征在于，

所述第一接收阵列，用于根据所述第一回波光束，输出第一电信号；

所述第二接收阵列，用于根据所述第二回波光束，输出第二电信号；所述第一电信号和所述第二电信号用于生成同一点云或者不同点云。

13.根据权利要求9至12任一项所述的接收系统，其特征在于，所述接收系统还包括：

处理模块，用于获取区域适配信息，所述区域适配信息用于指示所述第一接收阵列中的K个探测器以所述第一像素合并的方式输出，以及所述第二接收阵列中的F个探测器以所述第二像素合并的方式输出。

14.一种发射系统，其特征在于，应用于激光雷达，包括：

发射阵列，用于产生发射光束；所述发射阵列包括第一发射阵列和第二发射阵列；

驱动电路，用于通过不同的电流大小分别驱动所述第一发射阵列和所述第二发射阵列。

15.根据权利要求14所述的发射系统，其特征在于，所述第一发射阵列和所述第二发射阵列共用一个或多个激光器，或者，所述第一发射阵列和所述第二发射阵列未共用激光器。

16.根据权利要求15所述的发射系统，其特征在于，所述第二发射阵列包含的激光器环绕所述第一发射阵列包含的激光器，或者所述第二发射阵列包含的激光器位于所述第一发射阵列包含的激光器的周围。

17.根据权利要求15至16任一项所述的发射系统，其特征在于，所述第一发射阵列中的K个激光器以第一像素合并的方式输出，所述第二发射阵列中的F个激光器以第二像素合并的方式输出，所述K为大于0的整数，所述F为大于0的整数，所述K不等于所述F。

18.根据权利要求15至17任一项所述的发射系统，其特征在于，所述发射系统还包括：

处理模块，用于获取区域适配信息，所述区域适配信息用于指示所述第一发射阵列和/或所述第二发射阵列。

19.一种控制方法，其特征在于，应用于激光雷达，所述方法包括：

通过第一接收阵列接收第一回波光束以得到第一电信号；所述第一回波光束对应于第一发射阵列发射的光束，所述第一接收阵列中的K个探测器以第一像素合并的方式输出，所述K个探测器对应于所述第一发射阵列中的至少一个激光器，所述K为大于0的整数；

通过第二接收阵列接收第二回波光束以得到第二电信号；所述第二回波光束对应于第二发射阵列发射的光束，所述第二接收阵列中的F个探测器以第二像素合并的方式输出，所述F个探测器对应于所述第二发射阵列中的至少一个激光器；所述F为大于0的整数，所述K不等于所述F；

根据所述第一电信号和所述第二电信号，生成目标点云。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过不同的电流大小分别驱动所述第一发射阵列和所述第二发射阵列，所述第一发射阵列发射第一发射光束以及所述第二发射阵列发射第二发射光束；所述第一发射光束对应于所述第一回波光束，所述第二发射光束对应于所述第二回波光束。

21.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，所述第一接收阵列和所述第二接收阵列共用一个或多个探测器，或者，所述第一接收阵列和所述第二接收阵列未共用探测器。

22.根据权利要求19至21任一项所述的方法，其特征在于，所述第二接收阵列包含的探测器环绕所述第一接收阵列包含的探测器，或者所述第二接收阵列包含的探测器位于所述第一接收阵列包含的探测器的周围，其中，所述K小于所述F。

23.根据权利要求19至22任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取区域适配信息，所述区域适配信息用于指示所述第一接收阵列中的K个探测器以所述第一像素合并的方式输出，以及所述第二接收阵列中的F个探测器以所述第二像素合并的方式输出。

24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，

所述区域适配信息还用于指示对应于所述第一接收阵列的所述第一发射阵列和/或对应于所述第二接收阵列的所述第一发射阵列。

25.一种终端设备，其特征在于，包括权利要求1至13任一项所述的激光雷达。

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