CN116125479B - 相控阵激光雷达及激光雷达的故障检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了相控阵激光雷达及激光雷达的故障检测方法，涉及激光雷达技术领域。相控阵激光雷达包括：相控阵芯片，用于发射出射激光光束，出射激光光束包括主瓣激光光束和栅瓣激光光束；至少一个光电检测装置，设置在相控阵芯片的侧面，光电检测装置的探测区域与栅瓣激光光束的扫描区域对应，用于探测栅瓣激光光束的能量；数据处理模块，与光电检测装置电连接，用于根据光电检测装置探测到的能量，确定相控阵激光雷达是否存在故障，可以解决现有的激光雷达故障检测过程繁琐的问题。

Description

相控阵激光雷达及激光雷达的故障检测方法

技术领域

本申请涉及激光雷达技术领域，尤其涉及相控阵激光雷达及激光雷达的故障检测方法。

背景技术

相控阵激光雷达可以通过调整光源阵列输出的多个激光信号之间的相位差，调节激光束在目标区域的出射方向，以根据接收到的不同方向上反射的回波信号确定目标区域内的物体的距离、方位、速度等特征信息。

由于相控阵激光雷达中机械部件的制造或者安装位置存在误差，或者相控阵激光雷达在外力的冲击下，机械部件损坏或者位置发生偏移，导致激光束的能量衰减，或者激光束的实际扫描范围与预设的扫描范围之间存在偏差，从而影响相控阵激光雷达的检测精度。

现有技术可以在激光束对目标区域进行扫描的过程中，可以通过设置在目标区域内不同位置处的相机获取目标区域的图像，并根据图像中的光斑确定激光束的实际扫描范围是否存在偏差，以及通过设置在目标区域中的其他传感器检测激光束的能量是否衰减，但是，现有的检测方法需要借助其他传感器，检测过程繁琐。

发明内容

本申请实施例提供了一种相控阵激光雷达及激光雷达的故障检测方法，可以解决现有技术对激光雷达的故障检测过程繁琐的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种相控阵激光雷达，包括：相控阵芯片，用于发射出射激光光束，出射激光光束包括主瓣激光光束和栅瓣激光光束；至少一个光电检测装置，设置在相控阵芯片的侧面，光电检测装置的探测区域与栅瓣激光光束的扫描区域对应，用于探测栅瓣激光光束的能量；数据处理模块，与光电检测装置电连接，用于根据光电检测装置探测到的能量，确定相控阵激光雷达是否存在故障。

在一种可能的实现方式中，光电检测装置包括探测器阵列，其中当出射激光光束偏转至最大出射角或最小出射角时，栅瓣激光光束出射至探测器阵列的中心区域；数据处理模块具体用于：当出射激光光束以最大出射角或最小出射角出射时，若探测器阵列的中心区域内的探测器探测到的能量减小，且探测器阵列的周边区域内的探测器探测到的能量增大，则判定相控阵激光雷达的扫描角度发生偏移。

在一种可能的实现方式中，数据处理模块具体还用于：根据每个探测器探测到的能量，确定出栅瓣激光光束的当前扫描范围；根据预设的栅瓣激光扫描范围以及栅瓣激光光束的当前扫描范围，确定出相控阵激光雷达的扫描偏移方向和偏移角度。

在一种可能的实现方式中，数据处理模块具体还用于：当相控阵激光雷达的扫描角度未发生偏移，且光电检测装置探测到的最大能量值小于预设的能量阈值时，则判定相控阵激光雷达的出射光功率异常。

在一种可能的实现方式中，光电检测装置与栅瓣激光光束一一对应。

在一种可能的实现方式中，相控阵激光雷达还包括壳体，光电检测装置固定在壳体上。

第二方面，本申请实施例提供了一种激光雷达的故障检测方法，应用于上述第一方面中任一项的相控阵激光雷达，该方法包括：获取相控阵激光雷达中的至少一个光电检测装置探测到的能量，光电检测装置探测到的能量为相控阵芯片发射的出射激光光束中的栅瓣激光光束的能量；根据光电检测装置探测到的能量，确定相控阵激光雷达是否存在故障。

在一种可能的实现方式中，光电检测装置包括探测器阵列，其中当出射激光光束偏转至最大出射角或最小出射角时，栅瓣激光光束出射至探测器阵列的中心区域；该方法还包括：当出射激光光束以最大出射角或最小出射角出射时，若探测器阵列的中心区域内的探测器探测到的能量减小，且探测器阵列的周边区域内的探测器探测到的能量增大，则判定相控阵激光雷达的扫描角度发生偏移。

在一种可能的实现方式中，该方法还包括：根据每个探测器探测到的能量，确定出栅瓣激光光束的当前扫描范围；根据预设的栅瓣激光扫描范围以及栅瓣激光光束的当前扫描范围，确定出相控阵激光雷达的扫描偏移方向和偏移角度。

在一种可能的实现方式中，该方法还包括：当相控阵激光雷达的扫描角度未发生偏移，且光电检测装置探测到的最大能量值小于预设的能量阈₅值时，则判定相控阵激光雷达的出射光功率异常。

第三方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第二方面所述的方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序₀产品在激光雷达上运行时，使得激光雷达执行上述第二方面所述的方法。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：在相控阵激光雷达中的相控阵芯片侧面设置光电检测装置，且光电检测装置的探测区域与栅瓣激光光束的扫描区域对应，使得相控阵芯片发射出射激光光束在预设的

扫描范围内进行扫描时，数据处理模块可以根据光电检测装置探测到的激光光束中的栅瓣激光光束的能量确定相控阵激光雷达是否存在故障，使得激光雷达可以根据自身设置的光电检测装置实现故障检测，不需要借助其他的传感器，检测过程更加便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的一种OPA激光雷达的结构示意图。

图2是本申请一实施例提供的OPA激光雷达的另一种结构示意图一。

图3是本申请一实施例提供的OPA激光雷达的另一种结构示意图二。

图4是本申请一实施例提供的OPA激光雷达的另一种结构示意图三。

图5是本申请一实施例提供的OPA激光雷达的另一种结构示意图四。

图6是本申请一实施例提供的一种当前扫描范围的示意图一。

图7是本申请一实施例提供的一种当前扫描范围的示意图二。

图8是本申请一实施例提供的激光雷达的故障检测方法的流程示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

在使用相控阵(Optical Phased Array，OPA)激光雷达对目标区域进行探测的过程中，需要确保产品的一致性，即确保出厂前组装好的OPA激光雷达发射的激光束的实际扫描范围符合预设的扫描范围，且出射光功率满足预设的能量阈值。但是，OPA激光雷达中的机械部件在生产的过程中无法保证较高的一致性，机械部件的安装位置可能存在偏差，或者在外力的冲击下，机械部件损坏或者位置发生偏移，导致激光束的能量衰减，以及激光束的实际扫描范围与预设的扫描范围之间存在偏差，从而影响相控阵激光雷达的检测精度。

现有技术可以在激光束对目标区域进行扫描的过程中，通过设置在目标区域内不同位置处的相机获取目标区域的图像，并根据图像中的光斑确定激光束的实际扫描范围是否存在偏差，以及通过设置在目标区域中的其他传感器检测激光束的能量是否衰减，但是，现有的检测方法需要借助其他传感器，检测过程繁琐。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种相控阵激光雷达及激光雷达的故障检测方法。在OPA激光雷达中的相控阵芯片侧面设置至少一个光电检测装置，使得光电检测装置的探测范围与相控阵芯片发出的激光光束中的栅瓣激光光束的扫描范围重合，数据处理模块可以根据光电检测装置探测到的栅瓣激光光束的能量，确定OPA激光雷达是否存在故障，即OPA激光雷达通过自身设置的光电检测装置就可以进行故障检测，不需要借助其他的传感器，检测方式更加便捷。

下面结合附图，对本申请的技术方案进行详细描述。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供了一种OPA激光雷达。如图1所示，OPA激光雷达包括：数据处理模块11、相控阵芯片13以及设置在相控阵芯片13侧面的至少一个光电检测装置12(图1中仅示出了一个)。

其中，数据处理模块11可以包括：至少一个处理器113、存储器111以及存储在存储器111中并可在处理器113上运行的计算机程序112。其中，处理器113可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

计算机程序112可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器111中，并由处理器113执行。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在OPA激光雷达中的执行过程。

存储器111可以是OPA激光雷达的内部存储单元，例如OPA激光雷达的硬盘或内存。存储器111也可以是OPA激光雷达的外部存储设备，例如OPA激光雷达上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(FlashCard)等。进一步地，存储器111还可以既包括OPA激光雷达的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器111用于存储计算机程序112以及OPA激光雷达所需的其他程序和数据。存储器111还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

相控阵芯片13用于发射出射激光光束。示例性的，相控阵芯片13可以包括激光器、调相器和相控阵天线。其中，相控阵天线包含多个天线，预设数量的天线形成一个天线子阵。一个天线子阵中预设数据的天线可以是依次相邻的，也可以是间隔分布的。各天线子阵中的天线数量可以相同，也可以不同。激光器用于发出激光信号，激光信号经过光波导结构传输至相控阵天线。调相器用于对输入光波导结构的激光信号进行调整，以改变对应天线发射出的出射激光光束的相位。

出射激光光束包括主瓣激光光束和栅瓣激光光束，且栅瓣激光光束对称分布在主瓣激光光束的外围，且两侧的栅瓣激光光束与主瓣激光光束之间的夹角相同。OPA激光雷达可以通过发射出射激光光束，在预设的扫描范围内进行目标探测的过程中，栅瓣激光光束与主瓣激光光束之间的角度是固定不变的，且栅瓣激光光束相对于主瓣激光光束对称分布。

OPA激光雷达进行目标探测的过程中，可以根据预设的扫描范围确定出射激光光束的发射角度，其中，OPA激光雷达的扫描范围对应的是主瓣激光光束的扫描范围。基于出射激光光束的发射角度可以控制调相器通过调整调相参数，对输入至光波导结构中的激光信号的相位进行调节，从而调制各天线子阵发出的出射激光光束之间的相位差，使得各天线子阵发射出的光所形成的激光束以预设的发射角度发出。示例性的，若调相器可以通过热传导改变光波导结构的折射率，以调制各天线子阵发出的光之间的相位差，进而调节激光束的发射角度，则对应的调相参数可以为电压。

光电检测装置的探测区域与栅瓣激光光束的扫描区域对应，相控阵芯片在第一发射角度到第二发射角度之间的扫描范围发射出射激光光束时，光电检测装置用于检测栅瓣激光光束的能量。其中，栅瓣激光光束的扫描区域为：相控阵芯片在第一发射角度发射出射激光光束时与光电检测装置对应的栅瓣激光光束的发射角度，与相控阵芯片在第二发射角度发射出射激光光束时与光电检测装置对应的栅瓣激光光束的发射角度之间的角度范围。第一发射角度为激光光束的最小出射角，第二发射角度为激光光束的最大出射角。

示例性的，假设，OPA激光雷达的预设的扫描范围为主瓣激光光束在第一发射角度-45°(度)到第二发射角度+45°之间的角度范围，将沿竖直方向发射的主瓣激光光束对应的发射角度设为0度，对称分布在主瓣激光光束外围的栅瓣激光光束与主瓣激光光束之间的第一夹角均为30度。参考图2所示的OPA激光雷达的结构示意图，图2中仅示出了位于主瓣激光光束左右两侧的两个栅瓣激光光束，位于主瓣激光光束左侧的栅瓣激光光束的扫描范围为-75°至+15°之间的角度范围，位于主瓣激光光束右侧的栅瓣激光光束的扫描范围为-15°至+75°之间的角度范围。

进一步的，在本申请提供的OPA激光雷达中，OPA激光雷达还包括壳体，光电检测装置固定设置在壳体面向相控阵芯片的侧面。OPA激光雷达中的数据处理模块与每个光电检测装置电连接，数据处理模块可以根据每个光电检测装置探测到的能量，确定相控阵激光雷达是否存在故障，故障类型包括当前扫描角度偏移以及出射光功率异常。

在一个实施例中，光电检测装置可以设置在相控阵芯片左右两侧中的任意一侧，光电检测装置可以包括一个探测器或探测器阵列。

在一个示例中，若光电检测装置包括一个探测器，且该探测器设置在相控阵芯片左右两侧中的任意一侧。OPA激光雷达在预设的扫描范围内进行扫描时，数据处理模块可以获取并存储每个扫描周期内，相控阵芯片在扫描范围内的每个发射角度发射出射激光光束时每个探测器探测到的能量，若探测器在当前扫描周期内的其中一个发射角度探测到的能量小于该探测器在历史扫描周期内的同一发射角度探测到的能量，则数据处理模块可以确定OPA激光雷达存在故障，故障类型可能是OPA激光雷达的扫描角度发生偏移或者出射光功率存在异常。其中，将OPA激光雷达在扫描范围内完成一次扫描定义为一个扫描周期。

作为示例而非限定，参考图2所示的OPA激光雷达的结构示意图，假设光电检测装置包括一个探测器，则该探测器可以设置在相控阵芯片的左侧，当OPA激光雷达不存在故障时，相控阵芯片在第一发射角度发射出射激光光束时，位于主瓣激光光束左侧的栅瓣激光光束可以对准该探测器。若在当前扫描周期内相控阵芯片在第一发射角度发射出射激光光束时，数据处理模块获取到的探测器探测到的能量小于历史扫描周期内在第一发射角度发射出射激光光束时数据处理模块获取到的探测器探测到的能量，则可以确定OPA激光雷达存在故障。

相应的，该探测器也可以设置在相控阵芯片的右侧，即当相控阵激光雷达在第二发射角度发射出射激光光束时，位于主瓣激光光束右侧的栅瓣激光光束可以对准该探测器。若在当前扫描周期内相控阵芯片在第二发射角度发射出射激光光束时，数据处理模块获取到的探测器探测到的能量小于历史扫描周期内在第二发射角度发射出射激光光束时数据处理模块获取到的探测器探测到的能量，则可以确定OPA激光雷达存在故障。

在另一个示例中，若光电检测装置包括探测器阵列，当出射激光光束偏转至最大出射角或最小出射角时，栅瓣激光光束出射至探测器阵列的中心区域。具体的，探测器阵列可以包括位于中心区域的至少一个探测器以及位于周围区域的至少一个探测器，且探测器阵列设置在相控阵芯片左右两侧中的任意一侧。当出射激光光束以最大出射角或最小出射角出射时，若探测器阵列的中心区域内的探测器探测到的能量减小，且探测器阵列的周边区域内的探测器探测到的能量增大，则判定相控阵激光雷达的扫描角度发生偏移。OPA激光雷达在预设的扫描范围内进行扫描时，数据处理模块可以获取并存储每个扫描周期内，相控阵芯片在扫描范围内的每个发射角度发射出射激光光束时每个探测器探测到的能量。

若OPA激光雷达不存在故障，则当相控阵芯片在最小出射角度或最大出射角度发射出射激光光束时，栅瓣激光光束可以对准探测器阵列的中心区域。若相控阵芯片在最小出射角度或最大出射角度发射出射激光光束时，位于探测器阵列的中心区域的探测器在当前扫描周期内探测到的能量小于在历史扫描周期内探测到的能量，且位于周围区域的探测器在当前扫描周期内探测到的能量小于在历史扫描周期内探测到的能量，则可以确定OPA激光雷达存在故障，且故障类型为OPA激光雷达的扫描角度存在偏移。

此外，数据处理模块还可以根据探测器阵列中的每个探测器探测到的能量，确定出栅瓣激光光束的当前扫描范围，然后根据预设的栅瓣激光扫描范围以及栅瓣激光光束的当前扫描范围，确定出OPA激光雷达的扫描偏移方向和偏移角度。

进一步的，若相控阵激光雷达的扫描角度未发生偏移，且光电检测装置中的探测器探测到的最大能量值小于预设的能量阈值时，则可以确定OPA激光雷达的出射光功率异常。

作为示例而非限定，参考图3所示的OPA激光雷达的结构示意图，假设OPA激光雷达包括一个设置在相控阵芯片左侧的光电检测装置，光电检测装置包括探测器阵列，图3中仅示出了三个探测器，即沿竖直方向排列设置的探测器1、探测器2以及探测器3，其中，探测器2位于探测器阵列的中心区域，探测器1和探测器3位于探测器阵列的周边区域。

如图3所示，当OPA激光雷达不存在故障时，相控阵芯片在第一发射角度(即最小出射角)发射出射激光光束时，位于主瓣激光光束左侧的栅瓣激光光束可以对准探测器2，且探测器1和探测器3探测到的能量均小于探测器2探测到的能量，探测器2在当前扫描周期内探测到的能量等于历史扫描周期内探测到的能量。进一步的，若探测器2在当前扫描周期内探测到的能量小于预设的能量阈值，则可以确定OPA激光雷达的出射光功率存在异常。

若在当前扫描周期内出射激光光束位于OPA激光雷达的最左侧，即出射激光光束以最小出射角度出射时，探测器2探测到的能量小于历史扫描周期内出射激光光束位于OPA激光雷达的最左侧时探测器2探测到的能量，且探测器1探测到的能量大于历史扫描周期内出射激光光束位于OPA激光雷达的最左侧时探测到的能量，则可以确定OPA激光雷达的扫描角度向右侧偏移。进一步的，假设，探测器1和探测器2相对于相控阵芯片的角度差为5°，则数据处理模块可以确定栅瓣激光光束以及OPA激光雷达的出射激光光束均向右偏移且偏移角度为5°，并根据预设的位于主瓣激光光束左侧的栅瓣激光光束的扫描范围-75°至+15°，可以确定栅瓣激光光束的当前扫描范围为-70°至+20°，根据预设的主瓣激光光束的扫描范围-45°至+45°，可以确定OPA激光雷达的当前扫描范围为-40°至+50°。

若在当前扫描周期内出射激光光束位于OPA激光雷达的最左侧，即出射激光光束以最小出射角度出射时，探测器2探测到的能量小于历史扫描周期内出射激光光束位于OPA激光雷达的最左侧时探测器2探测到的能量，且探测器3探测到的能量大于历史扫描周期内出射激光光束位于OPA激光雷达的最左侧时探测到的能量，则可以确定OPA激光雷达的扫描角度向左侧偏移。进一步的，假设，探测器2和探测器3相对于相控阵芯片的角度差为5°，则数据处理模块可以确定栅瓣激光光束以及OPA激光雷达的出射激光光束均向左偏移且偏移角度为5°，并根据预设的位于主瓣激光光束左侧的栅瓣激光光束的扫描范围-75°至+15°，可以确定栅瓣激光光束的当前扫描范围为-80°至+10°，根据预设的主瓣激光光束的扫描范围-45°至+45°，可以确定OPA激光雷达的当前扫描范围为-50°至+40°。

在另一个实施例中，可以在壳体上设置多个光电检测装置，且光电检测装置与栅瓣激光光束一一对应。

在一个示例中，参考图4所示的OPA激光雷达的结构示意图，可以在相控阵芯片的左右两侧均设置光电检测装置，即图4中的设置在相控阵芯片左侧的光电检测装置1和设置在相控阵芯片右侧的光电检测装置2，每个光电检测装置包括一个探测器。其中，光电检测装置1与分布在主瓣激光光束左侧的栅瓣激光光束对应，当相控阵芯片在第一发射角度发射出射激光光束时，分布在主瓣激光光束左侧的栅瓣激光光束对准光电检测装置1的中心区域；光电检测装置2与分布在主瓣激光光束右侧的栅瓣激光光束对应，当相控阵芯片在第二发射角度发射出射激光光束时，分布在主瓣激光光束右侧的栅瓣激光光束对准光电检测装置2的中心区域。

OPA激光雷达在预设的扫描范围内进行扫描的过程中，若在当前扫描周期内出射激光光束位于OPA激光雷达的最左侧，即出射激光光束以最小出射角度出射时，光电检测装置1探测到的能量小于历史扫描周期内出射激光光束位于OPA激光雷达的最左侧时光电检测装置1探测到的能量，和/或在当前扫描周期内出射激光光束位于OPA激光雷达的最右侧时，光电检测装置2探测到的能量小于历史扫描周期内出射激光光束位于OPA激光雷达的最右侧时光电检测装置2探测到的能量，则数据处理模块可以确定OPA激光雷达存在故障，故障类型可能是OPA激光雷达的扫描角度发生偏移或者出射光功率存在异常。

在另一个示例中，为了进一步提高故障检测的精度，可以在相控阵芯片的左右两侧均设置光电检测装置，且每个光电检测装置均包括探测器阵列。

作为示例而非限定，参考图5所示的OPA激光雷达的结构示意图，假设OPA激光雷达包括两个光电检测装置，且每个光电检测装置包括至少三个探测器。图5中的光电检测装置1设置在相控阵芯片的左侧，且包括沿竖直方向排列设置的探测器1、探测器2以及探测器3，其中，探测器2位于光电检测装置1的中心区域，探测器3和探测器1位于光电检测装置1的围边区域；光电检测装置2设置在相控阵芯片的右侧，且包括沿竖直方向排列设置的探测器4、探测器5以及探测器6，其中，探测器5位于光电检测装置2的中心区域，探测器4和探测器6位于光电检测装置2的围边区域。

如图5所示，当OPA激光雷达不存在故障时，相控阵芯片在第一发射角度发射出射激光光束时，位于主瓣激光光束左侧的栅瓣激光光束可以对准探测器2，且探测器1和探测器3探测到的能量均小于探测器2探测到的能量；同时，相控阵芯片在第二发射角度发射出射激光光束时，位于主瓣激光光束右侧的栅瓣激光光束可以对准探测器5，且探测器4和探测器6探测到的能量均小于探测器5探测到的能量。进一步的，当OPA激光雷达不存在故障时，若探测器2在当前扫描周期内探测到的能量小于预设的能量阈值，和/或探测器5在当扫描周期内探测到的能量小于预设的能量阈值，则可以确定OPA激光雷达的出射光功率存在异常。

参考图6所示的OPA激光雷达的结构示意图，若在当前扫描周期内出射激光光束位于OPA激光雷达的最左侧时，探测器2探测到的能量小于历史扫描周期内出射激光光束位于OPA激光雷达的最左侧时探测器2探测到的能量，且探测器1探测到的能量大于历史扫描周期内出射激光光束位于OPA激光雷达的最左侧时探测到的能量；同时，在当前扫描周期内出射激光光束位于OPA激光雷达的最右侧时，探测器5探测到的能量小于历史扫描周期内出射激光光束位于OPA激光雷达的最左侧时探测器5探测到的能量，且探测器6探测到的能量大于历史扫描周期内出射激光光束位于OPA激光雷达的最左侧时探测到的能量，则可以确定OPA激光雷达的扫描角度发生偏移。进一步的，数据处理模块可以根据每个探测器相对于相控阵芯片的角度以及每个探测器探测到的能量，确定位于主瓣激光光束左侧的栅瓣激光光束的当前扫描范围为-70°至+20°，根据预设的该栅瓣激光光束的扫描范围-75°至+15°和当前扫描范围，确定OPA激光雷达的出射激光光束向右偏移，且偏移角度为5°。

参考图7所示的OPA激光雷达的结构示意图，若在当前扫描周期内出射激光光束位于OPA激光雷达的最左侧时，探测器2探测到的能量小于历史扫描周期内出射激光光束位于OPA激光雷达的最左侧时探测器2探测到的能量，且探测器3探测到的能量大于历史扫描周期内出射激光光束位于OPA激光雷达的最左侧时探测到的能量；同时，在当前扫描周期内出射激光光束位于OPA激光雷达的最右侧时，探测器5探测到的能量小于历史扫描周期内出射激光光束位于OPA激光雷达的最左侧时探测器5探测到的能量，且探测器4探测到的能量大于历史扫描周期内出射激光光束位于OPA激光雷达的最左侧时探测到的能量，则可以确定OPA激光雷达的扫描角度发生偏移。进一步的，数据处理模块可以根据每个探测器相对于相控阵芯片的角度以及每个探测器探测到的能量，确定位于主瓣激光光束左侧的栅瓣激光光束的当前扫描范围为-80°至+10°，根据预设的该栅瓣激光光束的扫描范围-75°至+15°和当前扫描范围，确定OPA激光雷达的出射激光光束向左偏移，且偏移角度为5°。

进一步的，基于上述实施例提供的OPA激光雷达，数据处理模块根据光电检测装置确定出OPA激光雷达的出射激光光束的偏移角度和偏移方向后，数据处理模块可以根据偏移角度调整OPA激光雷达的调相参数，进而调整出射激光光束的当前扫描范围，使得调整后的当前扫描范围符合预设的扫描范围。

示例性的，数据处理模块可以预存有OPA激光雷达的扫描范围与调相参数范围之间的映射关系，具体包括出射激光光束的发射角度与对应的调相参数之间的映射关系。数据处理模块可以根据OPA激光雷达的出射激光光束的偏移角度和偏移方向，确定调相参数范围的调节参数，根据调节参数对当前调相参数范围进行调整，使得调整后的当前扫描范围符合预设的扫描范围。

基于本申请实施例提供的OPA激光雷达，在相控阵芯片的侧面设置至少一个光电检测装置，每个光电检测装置包括至少一个探测器，且光电检测装置与相控阵芯片发射的出射激光光束中的栅瓣激光光束对应，OPA激光雷达在预设的扫描范围内进行扫描的过程中，数据处理模块可以获取到每个探测器探测的能量，根据每个探测器探测到的能量可以确定OPA激光雷达是否存在故障以及故障的类型，使得OPA激光雷达在出厂前扫描范围的标定过程以及在后续的使用过程中，均可以通过自身设置的光电检测装置实现故障检测，不需要借助其他的传感器，检测过程更加便捷，进一步的，还可以根据确定的扫描角度的偏移方向和偏移角度将当前的扫描范围调整至预设的扫描范围。

本领域技术人员可以理解，图1至图7仅仅是激光雷达的示例，并不构成对OPA激光雷达的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如激光雷达还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

在一种可能的实现方式中，基于上述实施例中提供的OPA激光雷达，本申请还提供了一种激光雷达的检测方法。图8示出了本申请实施例提供的激光雷达的故障检测方法的流程示意图，包括如下步骤：S801，获取相控阵激光雷达中的至少一个光电检测装置探测到的能量，光电检测装置探测到的能量为相控阵激光雷达中的相控阵芯片发射的出射激光光束中的栅瓣激光光束的能量；S802，根据光电检测装置探测到的能量，确定相控阵激光雷达是否存在故障。

可选的，光电检测装置包括探测器阵列，其中当出射激光光束偏转至最大出射角或最小出射角时，栅瓣激光光束出射至探测器阵列的中心区域；激光雷达的检测方法还包括：当出射激光光束以最大出射角或最小出射角出射时，若探测器阵列的中心区域内的探测器探测到的能量减小，且探测器阵列的周边区域内的探测器探测到的能量增大，则判定相控阵激光雷达的扫描角度发生偏移。

可选的，激光雷达的检测方法还包括：根据每个探测器探测到的能量，确定出栅瓣激光光束的当前扫描范围；根据预设的栅瓣激光扫描范围以及栅瓣激光光束的当前扫描范围，确定出相控阵激光雷达的扫描偏移方向和偏移角度。

可选的，激光雷达的检测方法还包括：当相控阵激光雷达的扫描角度未发生偏移，且光电检测装置探测到的最大能量值小于预设的能量阈值时，则判定相控阵激光雷达的出射光功率异常。

需要说明的是，该方式实施例中的具体实现方式，可以参考上述实施例中对OPA激光雷达的相关描述，此处不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以OPA激光雷达中的上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。

本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在激光雷达上运行时，使得激光雷达执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不可以是电载波信号和电信信号。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种相控阵激光雷达，其特征在于，包括：

相控阵芯片，用于发射出射激光光束，所述出射激光光束包括主瓣激光光束和栅瓣激光光束；

至少一个光电检测装置，设置在相控阵芯片的侧面，所述光电检测装置的探测区域与所述栅瓣激光光束的扫描区域对应，用于探测所述栅瓣激光光束的能量；所述光电检测装置包括探测器阵列，当所述出射激光光束偏转至最大出射角或最小出射角时，所述栅瓣激光光束出射至所述探测器阵列的中心区域；

数据处理模块，与所述光电检测装置电连接，用于当所述出射激光光束以所述最大出射角或所述最小出射角出射时，若所述探测器阵列的中心区域内的探测器探测到的能量减小，且所述探测器阵列的周边区域内的探测器探测到的能量增大，则判定所述相控阵激光雷达的扫描角度发生偏移。

2.根据权利要求1所述的相控阵激光雷达，其特征在于，所述数据处理模块具体还用于：

根据每个所述探测器探测到的能量，确定出所述栅瓣激光光束的当前扫描范围；

根据预设的栅瓣激光扫描范围以及所述栅瓣激光光束的当前扫描范围，确定出所述相控阵激光雷达的扫描偏移方向和偏移角度。

3.根据权利要求1所述的相控阵激光雷达，其特征在于，所述数据处理模块具体还用于：

当所述相控阵激光雷达的扫描角度未发生偏移，且所述光电检测装置探测到的最大能量值小于预设的能量阈值时，则判定所述相控阵激光雷达的出射光功率异常。

4.根据权利要求1所述的相控阵激光雷达，其特征在于，所述光电检测装置与所述栅瓣激光光束一一对应。

5.根据权利要求1至4任一项所述的相控阵激光雷达，其特征在于，还包括壳体，所述光电检测装置固定在所述壳体上。

6.一种激光雷达的故障检测方法，其特征在于，应用于权利要求1至5任一项所述的相控阵激光雷达，所述方法包括：

获取所述相控阵激光雷达中的至少一个光电检测装置探测到的能量，所述光电检测装置探测到的能量为所述相控阵激光雷达的相控阵芯片发射的出射激光光束中的栅瓣激光光束的能量，所述光电检测装置包括探测器阵列，当所述出射激光光束偏转至最大出射角或最小出射角时，所述栅瓣激光光束出射至所述探测器阵列的中心区域；

当所述出射激光光束以所述最大出射角或所述最小出射角出射时，若所述探测器阵列的中心区域内的探测器探测到的能量减小，且所述探测器阵列的周边区域内的探测器探测到的能量增大，则判定所述相控阵激光雷达的扫描角度发生偏移。

7.根据权利要求6所述的故障检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据每个所述探测器探测到的能量，确定出所述栅瓣激光光束的当前扫描范围；

根据预设的栅瓣激光扫描范围以及所述栅瓣激光光束的当前扫描范围，确定出所述相控阵激光雷达的扫描偏移方向和偏移角度。

8.根据权利要求6或7所述的故障检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述相控阵激光雷达的扫描角度未发生偏移，且所述光电检测装置探测到的最大能量值小于预设的能量阈值时，则判定所述相控阵激光雷达的出射光功率异常。