CN116413693A - 激光雷达的探测方法以及激光雷达 - Google Patents

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Abstract

一种激光雷达的探测方法以及激光雷达，所述激光雷达具有扫描模块，所述扫描模块包括：至少一个反射面；所述探测方法包括：基于预存的待校正面的倾角，确定多个校正探测单元，所述待校正面为所述至少一个反射面中的一个；通过所述多个校正探测单元进行信号采集以获得点云图。本发明技术方案能够补偿所述待校正面的倾角，以保证确定的校正探测单元与固定的视场方向相对应，特别是当所述扫描模块包括多个反射面的时候，根据所述多个反射面各自的倾角，确定各自不同的校正探测单元，以保证每个反射面根据确定的校正探测单元均与固定的视场方向对应，因此在多个反射面间能够抑制点云抖动现象的出现。

Description

激光雷达的探测方法以及激光雷达
技术领域
本发明涉及激光探测，特别涉及一种激光雷达的探测方法以及激光雷达。
背景技术
激光雷达是一种常用的测距传感器，具有探测距离远、分辨率高、受环境干扰小等特点，广泛应用于智能机器人、无人机、无人驾驶等领域。激光雷达的工作原理是利用激光往返于雷达和目标之间所用的时间，或者调频连续光在雷达和目标之间往返所产生的频移来评估目标的距离或速度等信息。
激光雷达向三维空间发射探测光，探测光被待探测目标反射形成回波信号，激光雷达接收回波信号以获得点云图。其中，一种激光雷达是通过扫描装置的反射面将探测光反射至三维空间而进行探测的。
由于制造工艺的限制，扫描装置中反射面的姿态控制难度较高、精度较低，从而容易出现光路精度不够，稳定性差的问题，表现为出现点云抖动现象。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种激光雷达的探测方法以及激光雷达，以降低反射面姿态对光路的影响，抑制点云抖动现象的出现。
为解决上述问题，本发明提供一种激光雷达的探测方法，所述激光雷达具有扫描模块，所述扫描模块包括：至少一个反射面；所述探测方法包括：基于预存的待校正面的倾角，确定多个校正探测单元，所述待校正面为所述至少一个反射面中的一个；通过所述多个校正探测单元进行信号采集以获得点云图。
可选的，所述扫描模块包括：多个反射面；所述探测方法还包括：确定多个校正探测单元之前，确定待校正面，所述待校正面为所述多个反射面中的一个；基于所确定的待校正面，获得所述待校正面的倾角；确定多个校正探测单元的步骤中，基于所获得的待校正面的倾角，确定所述多个校正探测单元，所述多个校正探测单元与所述待校正面对应。
可选的，所述激光雷达具有发光模块，所述发光模块包括：多个发光单元，所述多个发光单元与所述多个校正探测单元一一对应；通过所述多个校正探测单元进行信号采集的步骤包括：使所述发光单元产生探测光，所述探测光经激光雷达外部物体反射后形成相对应的回波光；以相对应的校正探测单元接收所述回波光以实现信号采集。
可选的，还包括：确定所述多个校正探测单元之后，基于所述待校正面的倾角，结合所述多个校正探测单元，确定多个校正发光单元，所述多个校正发光单元与所述多个校正探测单元一一对应；通过所述多个校正探测单元进行信号采集的步骤包括：使所述多个校正发光单元产生探测光，所述探测光经激光雷达外部物体反射后形成相对应的回波光；以相对应的校正探测单元接收所述回波光以实现信号采集。
可选的，每个所述校正发光单元包括多个发射器。
可选的，所述发射器为独立寻址和独立控制的激光器。
可选的，每个所述校正探测单元包括多个探测器。
可选的，所述探测器为独立寻址和独立控制的探测器。
如可选的，所述反射面绕转轴转动。
可选的，所述扫描模块包括：转镜，所述反射面为所述转镜的镜面。
可选的，所述激光雷达具有发光模块以产生探测光；所述探测光经所述待校正面反射后出射；出射的探测光被雷达外部物体反射后形成回波光；所述回波光经所述待校正面反射至所述多个校正探测单元。
可选的，所述待校正面的倾角包括：垂直倾角和水平倾角；确定多个校正探测单元的步骤中，基于所述垂直倾角和所述水平倾角，确定多个校正探测单元。
相应的，本发明还提供一种激光雷达，包括：扫描模块，所述扫描模块包括：至少一个反射面；处理装置，所述处理装置适宜于实施本发明的探测方法。
此外，本发明还提供一种激光雷达，包括：扫描模块，所述扫描模块包括：至少一个反射面；校正模块，所述校正模块内预存有待校正面的倾角，所述校正模块适宜于基于所述待校正面的倾角，确定多个校正探测单元，所述待校正面为所述至少一个反射面中的一个；采集模块，所述采集模块适宜于通过所述多个校正探测单元进行信号采集以获得点云图。
可选的，所述扫描模块包括：多个反射面；所述激光雷达还包括：选择模块，所述选择模块适宜于确定待校正面，所述待校正面为所述多个反射面中的一个；所述校正模块基于所述选择模块所确定的待校正面，获得所述待校正面的倾角，所述校正模块基于所获得的所述待校正面的倾角，确定所述多个校正探测单元，所述多个校正探测单元与所述待校正面相对应。
可选的，所述激光雷达具有发光模块，所述发光模块包括：多个发光单元，所述多个发光单元与所述多个校正探测单元一一对应；所述采集模块包括：探测控制单元，所述探测控制单元适宜于控制所述发光单元产生探测光，所述探测光经激光雷达外部物体反射后形成相对应的回波光；接收控制单元，所述接收控制单元适宜于控制相对应的校正探测单元接收所述回波光以实现信号采集。
可选的，所述校正模块还适宜于基于所述待校正面的倾角，结合所述多个校正探测单元，确定多个校正发光单元，所述多个校正发光单元与所述多个校正探测单元一一对应；
所述采集模块包括：探测控制单元，所述探测控制单元适宜于控制所述多个校正发光单元产生探测光，所述探测光经激光雷达外部物体反射后形成相对应的回波光；接收控制单元，所述接收控制单元适宜于控制相对应的校正探测单元接收所述回波光以实现信号采集。
可选的，每个所述校正发光单元包括多个发射器。
可选的，所述发射器为独立寻址和独立控制的激光器。
可选的，所述发射器包括：垂直腔面发射激光器。
可选的，每个所述校正探测单元包括多个探测器。
可选的，所述探测器为独立寻址和独立控制的探测器。
可选的，所述探测器包括：单光子雪崩二极管。
可选的，所述反射面绕转轴转动。
可选的，所述扫描模块包括：转镜，所述反射面为所述转镜的镜面。
可选的，所述激光雷达具有发光模块以产生探测光；所述探测光经所述待校正面反射后出射；出射的探测光被雷达外部物体反射后形成回波光；所述回波光经所述待校正面反射至所述多个校正探测单元。
可选的，所述待校正面的倾角包括：垂直倾角和水平倾角；所述校正模块基于所述垂直倾角和所述水平倾角，确定多个校正探测单元。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明技术方案，基于预存的待校正面的倾角，确定多个校正探测单元以补偿所述反射面的倾角；通过所述多个校正探测单元进行信号采集以获得点云图。由于所述多个校正探测单元是基于待校正面的倾角确定的，因此所述校正探测单元的确定能够补偿所述待校正面的倾角，以保证确定的探测单元与固定的视场方向相对应，特别是当所述扫描模块包括多个反射面的时候，根据所述多个反射面各自的倾角，确定各自不同的校正探测单元，以保证每个反射面根据确定的校正探测单元均与固定的视场方向对应，因此在多个反射面间能够抑制点云抖动现象的出现。
本发明可选方案中，确定所述多个校正探测单元之后，基于所述待校正面的倾角，结合所述多个校正探测单元，确定多个校正发光单元，以所述校正发光单元和所述校正探测单元进行信号采集。所述多个校正发光单元的确定，能够使所述校正探测单元的接收视场和所接收回波光的光斑中心相对应，以提高探测效率，保证侧远距离。
附图说明
图1是一种激光雷达的结构示意图；
图2是图1所示激光雷达在车上安装后扫描视场的示意图；
图3是图1所示的激光雷达中转镜导致的点云沿垂直方向抖动的示意图；
图4是图1所示的激光雷达中转镜导致的点云沿水平方向抖动的示意图；
图5是图1所示激光雷达中转镜导致接收视场变化的光路示意图；
图6是图1所示激光雷达的探测模块的接收阵列的结构示意图；
图7是本发明激光雷达一实施例的结构示意图；
图8是图7所示激光雷达实施例发光模块、接收模块和处理装置的结构示意图；
图9是图7所示激光雷达实施例发光模块的发射阵列的结构示意图；
图10是图7所示激光雷达实施例探测模块的接收阵列的结构示意图；
图11是图8所示激光雷达实施例中所述处理装置所实施探测方法的流程示意图；
图12是图7所示激光雷达实施例中扫描模块的反射面倾角示意图；
图13是本发明激光雷达另一实施例中扫描模块的反射面倾角示意图；
图14是图8所示激光雷达实施例中所述处理装置所实施探测方法垂直视场内的光路示意图；
图15是图8所示激光雷达实施例中所述处理装置所实施探测方法水平视场内的光路示意图；
图16是图8所示激光雷达实施例中所述处理装置所实施探测方法进行信号采集时校正发光单元和校正探测单元的结构示意图；
图17是本发明激光雷达另一实施例中进行信号采集时发光单元和校正探测单元的结构示意图；
图18是本发明激光雷达另一实施例中所述处理装置的功能框图。
具体实施方式
由背景技术可知，现有技术中的激光雷达存在扫描模块的反射面影响光路精度、稳定性的问题。现结合一种激光雷达的结构，分析扫描模块的反射面对光路的影响。
参考图1，示出了一种激光雷达的结构示意图。
所述激光雷达包括：发光模块、扫描模块和探测模块，其中所述扫描模块包括转镜。
所述发光模块11产生的探测光投射至发射光学模组Tx上，经所述发射光学模组Tx传输后的探测光经所述扫描模块12中的反射面12r的反射后出射。出射的探测光被外部目标物反射形成回波光。回波光被所述扫描模块12中的反射面12r接收并反射后投射至接收光学模组Rx，经所述接收光学模组Rx传输后投射至探测模块13。
根据发光模块11发射探测光的时刻与探测模块13接收回波光的时刻之间的差值Δt，基于飞行时间(Time of Flight，TOF)测距原理：d＝c*Δt/2，从而获得外部目标物和激光雷达的距离d，其中c为光速。
所述扫描模块12中的反射面12r发生转动以实现探测光的扫描，即如图1所示的激光雷达中，所述转镜进行360°的扫描，形成对外部空间一定视场范围的扫描。
其中，垂直转轴的水平视场范围由转镜确定，垂直所述水平视场的垂直视场范围由所述激光雷达中探测模块13中激光器/探测器的分布和转镜中反射面12r的姿态(例如反射面12r的俯仰角)共同决定。
可见，在工艺限制下，所述反射面12r姿态控制精度较低，所述反射面12r与光路设计时反射面12r的理想姿态会有偏差，所述反射面12r的实际姿态与理想姿态之间会有倾角，即所述反射面12r的倾角，所述反射面12r倾角的存在，会降低激光雷达的光路精度，进而影响光路的稳定性。
结合参考图2，示出了图1所示激光雷达在车上的安装即扫描视场示意图。
特别是当扫描装置12中包括多个反射面12r的时候，反射面12r姿态控制精度较低，多个反射面12r之间难以保持姿态一致性，会使多个反射面12r所对应的视场不一致，从而出现激光雷达各线角度在多个反射面12r之间不一致，出现点云抖动的问题。如图3和图4所示，其中图3示出了图1所示的激光雷达中转镜导致的点云沿垂直方向的抖动；图4示出了图1所示激光雷达中转镜导致的点云沿水平方向的抖动。
参考图5，示出了图1所示激光雷达中转镜导致接收视场变化的光路原理图。
图5示出了垂直视场内的光路示意图。其中，所述反射面12r的理想姿态12id应该是与转轴平行(即无倾角或倾角为0°)，而所述反射面12r的实际姿态12re是与所述转轴之间呈θ°(即倾角为θ°)。
需要说明的是，如图6所示，所述激光雷达的探测模块13包括多个探测单元13a，所述探测单元13a包括多个探测器13b。所述探测器13b可以为单光子雪崩二极管(SPAD)。
如图5所示，当所述反射面12r处于理想姿态12id时，第i探测单元13i所接收的回波光为第i通道视场方向的回波光51id(如图5中虚线51id所示光路)；但是当所述反射面12r处于实际姿态12re时，第i探测单元所接收到的回波光为原本(即12r处于理想姿态12id时)其他视场方向的回波光51re(如图5中实线51re所示)，因此同一探测单元在反射面12r处于不同姿态时对应不同的视场，也即在不同姿态反射面间存在探测角度晃动。
而且所述反射面12r的实际姿态12re和理想姿态12id之间夹角为θ°，即倾角为θ°时，垂直视场内，所述回波光的偏转角度为2*θ°，例如所述反射镜的实际姿态12re和理想姿态12id之间夹角为0.1°时，同一探测单元所接收回波光的垂直视场角偏移0.2°，即视场方向变化了2*θ°，也即回波光51id和回波光51re之间的夹角为2*θ°。
可见，当扫描装置12中的多个反射面12r之间姿态不一致，不同反射面12r的实际姿态12re与理想姿态12id的倾角不相同，则同一探测单元13a(如图6所示)所接收回波光的视场方向会随着扫描的进行、反射面12r的变化而变化，每个反射面对应一次完整的视场遍历，因此不同反射面间会出现点云抖动的问题。
通常在激光雷达集成装配的时候，主动调校所述扫描装置中反射面12r的倾角，以使多个反射面12r的倾角一致性最高。如图1所示具有双面转镜的激光雷达，通过调配所述双面转镜的转轴方向，使得双面转镜的两个反射面12r倾角相同。在所述激光雷达装配完成之后，通过测量标定将多个转镜的倾角测出，作为标定校准量补偿到所接收回波光的角度信息中，进而获得正确的点云图，此时倾角的存在输出的点云如图3和图4所示。
为解决所述技术问题，本发明提供一种激光雷达的探测方法，所述激光雷达具有扫描模块，所述扫描模块包括：至少一个反射面；所述探测方法包括：基于预存的待校正面的倾角，确定多个校正探测单元，所述待校正面为所述至少一个反射面中的一个；通过所述多个校正探测单元进行信号采集以获得点云图。
本发明技术方案中，由于所述多个校正探测单元是基于待校正面的倾角确定的，因此所述校正探测单元的确定能够补偿所述待校正面的倾角，以保证确定的校正探测单元与固定的视场方向相对应，特别是当所述扫描模块包括多个反射面的时候，根据所述多个反射面各自的倾角，确定各自不同的校正探测单元，以保证每个反射面根据确定的校正探测单元均与与固定的视场方向对应，因此在多个反射面间能够抑制点云抖动现象的出现。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
参考图7，示出了本发明激光雷达一实施例的结构示意图。
所述激光雷达包括：发光模块110、扫描模块120和探测模块130。
所述发光模块110适宜于产生探测光111e。所述发光模块110产生的探测光111e投射至发射光学模组Tx上，经所述发射光学模组Tx传输后的探测光投射至所述扫描模块120。
如图8所示，本发明一些实施例中，所述激光雷达的发光模块110包括：多个发射器111i。具体的，所述发射器111i为独立寻址和独立控制的激光器(如图9中圈101内所示)。
具体的，如图8和图9所示，所述多个发射器111i呈阵列排布以构成发射阵列。通过向A1～A3，P1～P6的连接线施以不同的电压，对不同的发射器111进行选择，实现所述发射器111i的独立寻址和独立控制。具体的，本发明一些实施例中，所述发射器111i包括：垂直腔面发射激光器(VCSEL)。
所述扫描模块120适宜于改变所述探测光111e出射的角度。所述扫描模块120包括至少一个反射面120r，所述反射面120r反射所述探测光111e，使所述探测光111e出射至激光雷达外部空间。
本发明一些实施例中，所述扫描模块120具有转轴120i；所述反射面120r绕所述转轴120i转动，即所述至少一个反射面120r绕所述转轴120i转动。具体的，如图7所示实施例中，所述扫描模块120包括：转镜，所述反射面120r为所述转镜的镜面；所述转镜的转轴即为所述转轴120i。
如图7所示，所述转镜为两面转镜，即所述扫描模块120包括2个反射面120r，所述2个反射面120r绕所述转轴120i转动。
出射的探测光112出射至激光雷达外部空间后，经待测目标反射后形成回波光131。所述回波光131被所述扫描模块120中的同一个反射面120r接收并反射后，投射至接收光学模组Rx，经所述接收光学模组Rx传输后投射至所述探测模块130。
所述激光雷达的探测模块130适宜于接收经所述接收光学模组Rx传输的回波光122以实现探测。
如图8和图10所示，所述探测模块130包括多个探测器131i。具体的，所述探测器131i为独立寻址和独立控制的探测器(如图10中圈101内所示)。
具体的，所述多个探测器131i呈阵列排布以构成接收阵列。每个所述探测器131i可以单独上电、独立引出，通过只上电或只读取特定地址线上的探测器以读取单个探测器信号。具体的，本发明一些实施例中，所述探测器131i包括单光子雪崩二极管。图11中圈101为所述探测器131i的一个单元组成，包括单光子雪崩二极管101a和猝灭电阻101b。
需要说明的是，如图8所示，所述发光模块110包括多个发光单元111，每个所述发光单元111包括多个所述发射器111i；所述探测模块130包括多个探测单元131，每个所述探测单元131包括多个所述探测器131i。所述激光雷达标定以后，所述多个发光单元111和所述多个探测单元131一一对应，即所述发光单元111在远场的发射视场与所对应探测单元131在远场的接收视场相同以构成物理通道，也就是说，在远场位置，所述发光单元111和所对应的探测单元131的视场相同，所以所述发光单元111发射的探测光经反射形成的回波光被所对应的探测单元131接收，也即每个物理通道具有确定的通道视场方向，例如垂直视场方向40°。
还需要说明的是，将所述发光单元111设置为多个发射器构成的做法仅为一实例。本发明其他实施例中，所述发光单元111还可以是独立的激光器，例如边发射激光器(EEL)。
继续参考图8，所述激光雷达还包括：处理装置140，所述处理装置适宜于实施本发明的探测方法以补偿所述扫描模块中反射面的倾角。
结合参考图11，示出了图8所示激光雷达实施例中所述处理装置所实施探测方法的流程示意图。
所述探测方法包括：执行步骤S110，基于预存的待校正面的倾角，确定多个校正探测单元，所述待校正面为所述至少一个反射面中的一个；执行步骤S120，通过所述多个校正探测单元进行信号采集以获得点云图。
由于所述多个校正探测单元是基于待校正面的倾角确定的，因此所述校正探测单元的确定能够补偿所述待校正面的倾角，以保证确定的校正探测单元与固定的视场方向相对应，特别是当所述扫描模块包括多个反射面的时候，根据所述多个反射面各自的倾角，确定各自不同的校正探测单元，以保证每个反射面根据确定的校正探测单元均与固定的视场方向对应，因此在多个反射面间能够抑制点云抖动现象的出现。
如图7和图11所示，首先执行步骤S110，基于预存的待校正面的倾角，确定多个校正探测单元，所述待校正面为所述至少一个反射面120r(如图8所示)中的一个。
确定所述校正探测单元的步骤适宜于利用校正探测单元的位置补偿所述待校正面的倾角。
如图7所示，本发明一些实施例中，所述扫描模块120包括多个反射面120r，因此如图11所示，所述探测方法还包括：执行步骤S110，确定多个校正探测单元之前，执行步骤S131，确定待校正面，所述待校正面为所述多个反射面中的一个。
具体的，所述扫描装置120包括转镜，所述转镜为n面转镜，所述反射面为所述转镜的镜面，即所述扫描装置120包括n个反射面。因此，执行步骤S131，确定待校正面的步骤中，所述待校正面为所述n面转镜的n个镜面中的一个。如图7所示实施例中，所述扫描模块120包括2个反射面120r，所述待校正面为所述两面转镜的2个镜面中的一个。
确定所述待校正面之后，执行步骤S132，基于所确定的待校正面，获得所述待校正面的倾角。
所述激光雷达内预存有所述至少一个反射面的倾角。所述反射面为多个时，所述激光雷达内预存有多个反射面的倾角，所述多个反射面的倾角与所述多个反射面一一对应。
需要说明的是，所述待校正面的倾角是指所述待校正面实际姿态与理想姿态之间的夹角。其中，所述待校正面的理想姿态为所述扫描模块120的设计要求中反射面的姿态；所述待校正面的实际姿态为，所述扫描模块120制作、转配完成之后，所述反射面的姿态。
具体的，如图12所示，所述扫描模块120包括2个反射面。设计要求中，所述扫描模块120的2个反射面的理想姿态121相互平行，且平行于所述转轴120i(如图12中虚线所示)；实际制作、装配完成之后，其中1个所述反射面的实际姿态122偏离了所述理想姿态121(如图12中实线所示)。
如图13所示，本发明另一些实施例中，所述扫描装置230包括3个反射面。设计要求中，所述扫描模块230的3个反射面的理想姿态231构成横截面为等边三角型的三棱柱，所述转轴220i位于所述三棱柱地面中心的连线位置；实际制作、装配完成之后，1个所述反射面的实际位置232偏离了所述理想位置121(如图13中实现所示)。
需要说明的是，图12和图13仅适宜了所述扫描装置的多个反射面中的一个反射面偏离其理想位置。但是本发明对偏离理想位置的反射面的数量并不限定。本发明另一些实施例中，所述扫描装置的多个反射面中，可以有多个反射面偏离其理想位置。
此外，本发明一些实施例中，所述待校正面的倾角包括：垂直倾角θ和水平倾角φ。其中，所述待校正面的垂直倾角θ，即俯仰角，是指反射面的实际姿态与理想姿态之间的夹角在经过所述转轴的平面内投影的角度；所述待校正面的水平倾角φ，即水平偏移角，是指反射面的实际姿态与理想姿态之间的夹角在垂直所述转轴的平面内投影的角度。
所述激光雷达内预存有至少一组倾角，每一组倾角包括与所述扫描模块120中同一反射面相对应的垂直倾角θ和水平倾角φ，也就是说，所述激光雷达内预存有n组倾角，(θ1，φ1)、(θ2，φ2)、……、(θn，φn)，所述n组倾角与所述扫描模块120的n个镜面一一对应。
需要说明的是，所述激光雷达内预存的至少一组倾角可以在所述激光雷达标定过程中获得，也就是说，本发明一些实施例中，所述激光雷达的标定过程包括：量测所述扫描模块120中至少一个反射面的倾角。
所以，执行步骤S132，基于所确定的待校正面，获得所述待校正面的倾角的步骤中，基于作为所述待校正面的反射面，确定所述待校正面的倾角。具体的，所述待校正面为所述扫描模块120的第i个反射面，即所述n面转镜的i个镜面(i为大于等于1且小于等于n的整数)，所述倾角为第i组倾角，(θi，φi)。
继续参考图11，获得待校正面的倾角之后，执行步骤S110，确定多个校正探测单元131。
本发明一些实施例中，所述扫描模块包括多个反射面，所述待校正面为所述多个反射面中的一个；因此执行步骤S110，确定多个校正探测单元的步骤中，基于所获得的待校正面的倾角，确定所述多个校正探测单元，所述多个校正探测单元与所确定的待校正面相对应。
此外，如图8和图10所示，所述激光雷达的探测模块130包括多个探测器131i；因此每个所述校正探测单元包括多个所述探测器131i。
利用所述多个探测器131i构成阵列的电子光阑功能，即所述探测器131i单独可寻址读出可控，通过电控改变通道对应的感光区域，在每次接收回波光之前，通过调节接收的光敏区域(Region of interest，ROI)使得光敏区域偏移，以补偿所对应待校正面的倾角，从而使得每个相对应的校正探测单元接收固定通道视场方向的回波光，例如第i通道视场方向对应垂直视场方向40°，那么待校正面1在第1倾角时使用第1校正探测单元的读出数据，待校正面2在第2倾角时使用第2校正探测单元的读出数据，确保这2个校正探测单元均对应垂直视场方向40°，使得雷达接收视场稳定在特定角度，避免在多个反射面间探测角度晃动。
具体的，如前所述，所述待校正面的倾角包括：垂直倾角θ和水平倾角φ；执行步骤S110，确定多个校正探测单元的步骤中，基于所述垂直倾角θ和所述水平倾角φ，确定多个校正探测单元。
结合参考图14，示出了图8所示激光雷达实施例中所述处理装置所实施探测方法垂直视场内的光路示意图。
由于探测光出射和回波光接收均经所述待校正面120ri反射，而所述待校正面120ri存在倾角，即所述待校正面120ri的理想姿态120idi和实际姿态120rei之间存在夹角θi。第b通道视场方向的回波光(如图中实线箭头Rb和虚线箭头Rb'，其中实线箭头Rb与虚线箭头Rb'相互平行，Rb示意出投射在实际姿态120rei的回波光，Rb'示意出投射在理想姿态120idi的回波光)在所述待校正面120ri上反射点位置发生偏移(由理想姿态120idi的O'点偏移为实际姿态120rei的O)，此时理想探测单元131idb并不能够接收第b通道视场方向的回波光，此时其实际接收的为视场方向Rk'，Rk'和Rb'存在夹角Δθ＝2*θi，第b通道视场方向的回波光由校正探测单元130chb接收。
具体的，图14示出了垂直视场内的示意光路。
所述探测模块130位于所述接收光学组件Rx的焦平面位置。所以未补偿时，第b理想探测单元131idb的中心位置纵坐标为yb，其中b为通道编号，与第b理想探测单元131idb相对应的第b通道视场的垂直视场角为θb，即第b探测单元所接收回波光对应探测光出射的垂直视场角为：
Figure BDA0003446669580000131
其中，f为接收光学组件Rx的焦距。
所述激光雷达内预存有所述扫描模块120内n个反射面一一对应的n组倾角，n个反射面的垂直倾角分别为θ1、θ2、……、θn。其中，所述待校正面120ri所对应的垂直倾角为θi。探测光出射和回波光接收均经所述待校正面120ri反射，因此第b通道视场方向的回波光Rb经所述待校正面120ri反射后所形成的反射光在垂直方向偏移角度为Δθ＝2*θi，即所形成反射光在所述探测模块130上所形成光斑的位置沿对应方向平移Δy＝Δθ*f。所以，执行步骤S110，基于所获得的待校正面的倾角，确定所述多个校正探测单元的步骤中，确定的所述第b校正探测单元130chb与所述第b探测单元的中心位置纵坐标之间的差值为Δy。而且所述第b校正探测单元的中心位置指向所述第b探测单元的中心位置的方向与所述待校正面120ri反射点位置偏移方向相反。
可见，执行步骤S110，确定所述多个校正探测单元的步骤中，基于所述待校正面的倾角，确定的所述校正探测单元将所述探测模块130中的光敏区域反向平移Δy。因此，对于第b校正探测单元131chb而言，所接收回波光对应探测光的垂直视场角为，
Figure BDA0003446669580000141
即与所述待校正面120ri不存在倾角(垂直倾角为θi＝0)时所对应的视场角相同。
结合参考图15，示出了图8所示激光雷达实施例中所述处理装置所实施探测方法水平视场内的光路示意图。
水平视场内的补偿原理与垂直视场内的补偿原理相似。
具体的，图15示出了水平视场内的示意光路。
未补偿时，第b理想探测单元131idb的中心位置横坐标为xb，其中b为通道编号，与第b理想探测单元131idb相对应的第b通道视场的水平视场角为φb，即第b探测单元所接收回波光对应探测光出射的水平视场角为：
Figure BDA0003446669580000142
其中，f为接收光学组件Rx的焦距。
所述激光雷达内预存有所述扫描模块120内n个反射面一一对应的n组倾角，n个反射面的水平倾角分别为φ1、φ2、……、φn。其中，所述待校正面120ri所对应的水平倾角为φi。探测光出射和回波光接收均经所述待校正面120ri反射，因此第b通道视场方向的回波光Rb经所述待校正面120ri反射后所形成的反射光在水平方向偏移角度为Δφ＝2*φi，即所形成反射光在所述探测模块130上所形成光斑的位置沿对应方向平移Δx＝Δφ*f。所以，执行步骤S110，基于所获得的待校正面的倾角，确定所述多个校正探测单元的步骤中，确定的所述第b校正探测单元130chb与所述第b探测单元的中心位置横坐标之间的差值为Δx。而且所述第b校正探测单元的中心位置指向所述第b探测单元的中心位置的方向与所述待校正面120ri反射点位置偏移方向相反。
可见，执行步骤S110，确定所述多个校正探测单元的步骤中，基于所述待校正面的倾角，确定的所述校正探测单元将所述探测模块130中的光敏区域反向平移Δx。因此，对于第b校正探测单元131chb而言，所接收回波光对应探测光出射的水平视场角为，
Figure BDA0003446669580000151
即与所述待校正面120ri不存在倾角(水平倾角为φi＝0)时所对应的视场角相同。
所以，所述校正探测单元的确定能够补偿所述待校正面的倾角，以保证确定的校正探测单元与固定的视场方向相对应，特别是当所述扫描模块包括多个反射面的时候，根据所述多个反射面各自的倾角，确定各自不同的校正探测单元，以保证每个反射面根据确定的校正探测单元均与固定的视场方向对应，因此在多个反射面间能够抑制点云抖动现象的出现。
需要说明的是，所述理想探测单元，如图14和图15中的第b理想探测单元131idb，为未进行补偿时的探测单元，即图8中所述激光雷达经标定所确定的探测单元131，所述理想探测单元包括多个所述探测器，所述理想探测单元中的多个探测器与所述校正探测单元中的多个探测器至少部分不同。
还需要说明的是，如前所述，本发明一些实施例中，所述探测模块130包括多个独立上电、独立引出的探测器131i，因此通过只上电或读取特定地址线上的探测器的信号，以改变接收阵列的接收区域，进而达到维持视场稳定的目的。
继续参考图8和图11所示，本发明一些实施例中，所述激光雷达的发光模块110包括多个独立寻址和独立控制的激光器。所以所述探测方法还包括：执行步骤S110，确定所述多个校正探测单元之后，执行步骤S140，基于所述待校正面的倾角，结合所述多个校正探测单元，确定多个校正发光单元，所述多个校正发光单元与所述多个校正探测单元一一对应。
其中，所多个校正发光单元和所述多个校正探测单元一一对应是指所述校正发光单元和所对应的校正探测单元在远场的视场角相同，即在远场，所述校正发光单元的发射视场角与所对应的校正探测单元的接收视场角相同。具体的，对所述发射阵列连接线施以不同的电压，以选择不同的发射器进行发光。
需要说明的是，所述激光雷达的发射模块110包括多个发射器；因此每个所述校正发光单元包括多个所述发射器。通过所述校正发光单元的确定，使所述校正探测单元的接收视场角与所述校正发光单元的发射视场角相同，以保证所述激光雷达的测远能力和探测效率。
继续参考图11，确定校正探测单元、校正发光单元之后，所述探测方法还包括：执行步骤S120，通过所述多个校正探测单元进行信号采集以获得点云图。
结合参考图7和图16，执行步骤S120，通过所述多个校正探测单元131进行信号采集以获得点云图的步骤包括：首先，使所述多个校正发光单元111′产生探测光，所述探测光经激光雷达外部物体反射后形成相对应的回波光；以相对应的校正探测单元131接收所述回波光以实现信号采集。
具体的，所述探测光经所述待校正面反射后出射，出射的探测光被雷达外部物体反射后形成回波光；所述回波光经所述待校正面反射至所述多个校正探测单元。其中，所述待校正面为所述扫描装置的多个反射面中的一个。
由于在信号采集之前确定所述校正探测单元131，而且所述校正探测单元131是基于所述待校正面的倾角确定的，即所述校正探测单元131的位置已经做出调整，以补偿待校正面倾角所引起的偏转，从而达到维持视场稳定的效果。
此外，结合参考图16，示出了图8所示激光雷达实施例中所述校正发光单元111′和所述校正探测单元131实现信号采集时的示意图。
所述校正发光单元111′的确定基于所述待校正面的倾角以及所述校正探测单元131，因此在信号收发的时候，接收阵列上的光斑依旧位于所述校正探测单元131的中心位置，即所述校正探测单元能够获得对应通道视场方向回波光斑的全部能量(图中圆形代表光斑)，以提高探测效率和测距能力。
需要说明的是，本发明其他实施例中，如图17所示，所述激光雷达具有发光模块，所述发光模块210包括：多个发光单元211，所述多个发光单元211与所述多个校正探测单元231一一对应；执行步骤S120，通过所述多个校正探测单元231进行信号采集的步骤包括：使所述发光单元211产生探测光，所述探测光经激光雷达外部物体反射后形成相对应的回波光；以相对应的校正探测单元231接收所述回波光以实现信号采集。
相应的，本发明还提供一种激光雷达。
参考图7，示出了本发明激光雷达一实施例的结构示意图。
所述激光雷达包括：发光模块110和探测模块130。
所述发光模块110适宜于产生探测光111e。所述发光模块110产生的探测光111e投射至发射光学模组Tx上，经所述发射光学模组Tx传输后的探测光投射至所述扫描模块120。
如图8所示，本发明一些实施例中，所述激光雷达的发光模块110包括：多个发射器111i。具体的，所述发射器111i为独立寻址和独立控制的激光器(如图9中圈101内所示)。
具体的，如图8和图9所示，所述多个发射器111呈阵列排布以构成发射阵列。通过向A1～A3，P1～P6的连接线施以不同的电压，对不同的发射器111进行选择，实现所述发射器111i的独立寻址和独立控制。具体的，本发明一些实施例中，所述发射器111i包括：垂直腔面发射激光器(VCSEL)。
所述探测模块130适宜于接收经所述接收光学模组Rx传输的回波光122以实现探测。
如图8和图10所示，所述探测模块130包括多个探测器131i。具体的，所述探测器131i为独立寻址和独立控制的探测器(如图10中圈101内所示)。
具体的，所述多个探测器131i呈阵列排布以构成接收阵列。每个所述探测器131i可以单独上电、独立引出，通过只上电或只读取特定地址线上的探测器以读取单个探测器信号。具体的，本发明一些实施例中，所述探测器131i包括单光子雪崩二极管。图11中圈101为所述探测器131i的一个单元组成，包括单光子雪崩二极管101a和猝灭电阻101b。
需要说明的是，所述发光模块110包括多个发光单元，每个所述发光单元包括多个所述发射器111i；所述探测模块130包括多个探测单元，每个所述探测单元包括多个所述探测器131i。所述激光雷达标定以后，所述多个发光单元和所述多个发光单元一一对应，即所述发光单元在远场的发射视场与所对应探测单元在远场的接收视场相同以构成物理通道，也就是说，在远场位置，所述发光单元和所对应的探测单元的视场相同，所以所述发光单元发射的探测光经反射形成的回波光被所对应的接收单元接收，也即每个物理通道具有确定的通道视场方向。
还需要说明的是，将所述发光单元设置为多个发射器构成的做法仅为一实例。本发明其他实施例中，所述发光单元还可以是独立的激光器，例如边发射激光器(EEL)。
继续参考图7，所述激光雷达还包括：扫描模块120。
所述扫描模块120适宜于改变所述探测光111e出射的角度。所述扫描模块120包括至少一个反射面120r，所述反射面120r反射所述探测光111e，使所述探测光111e出射至激光雷达外部空间。
本发明一些实施例中，所述扫描模块120具有转轴120i；所述反射面120r绕所述转轴120i转动，即所述至少一个反射面120r绕所述转轴120i转动。具体的，如图7所示实施例中，所述扫描模块120包括：转镜，所述反射面120r为所述转镜的镜面；所述转镜的转轴即为所述转轴120i。
如图7所示，所述转镜为两面转镜，即所述扫描模块120包括2个反射面120r，所述2个反射面120r绕所述转轴120i转动。
出射的探测光112出射至激光雷达外部空间后，经待测目标反射后形成回波光131。所述回波光131被所述扫描模块120中的同一个反射面120r接收并反射后，投射至接收光学模组Rx，经所述接收光学模组Rx传输后投射至所述探测模块130。
继续参考图8，所述激光雷达还包括：处理装置140，所述处理装置140与所述发光模块110和所述探测模块130均相连，所述处理装置140适宜于控制所述发光模块110和所述探测模块130进行信号采集以获得点云图。
结合参考图18，示出了图8所示激光雷达实施例中所述处理装置的功能框图。
所述处理装置140包括：校正模块141，所述校正模块141内预存有待校正面的倾角，所述校正模块141适宜于基于所述待校正面的倾角，确定多个校正探测单元，所述待校正面为所述至少一个反射面中的一个；采集模块142，所述采集模块142适宜于通过所述多个校正探测单元进行信号采集以获得点云图。
所述校正模块141适宜于利用校正探测单元的位置补偿所述待校正面的倾角。
如图7所示，本发明一些实施例中，所述扫描模块120包括多个反射面120r，因此如图18所示，所述处理装置140还包括：选择模块143，所述选择模块143适宜于确定待校正面，所述待校正面为所述多个反射面中的一个。
具体的，所述扫描装置120包括转镜，所述转镜为n面转镜，所述反射面为所述转镜的镜面，即所述扫描装置120包括n个反射面。
因此，所述选择模块143从所述n面转镜的n个镜面中选择一个作为所述待矫正面，即所述待校正面为所述n面转镜的n个镜面中的一个。如图7所示实施例中，所述扫描模块120包括2个反射面120r，所述选择模块143从所述两面转镜的2个镜面中选择一个作为所述待矫正面，即所述待校正面为所述两面转镜的2个镜面中的一个。
所述校正模块141基于所述选择模块143确定的待矫正面，获得所述待校正面的倾角。
所述校正模块141内预存有所述扫描模块120中，至少一个反射面的倾角。所述反射面为多个时，所述激光雷达内预存有多个反射面的倾角，所述多个反射面的倾角与所述多个反射面一一对应。
需要说明的是，所述待校正面的倾角是指所述待校正面实际姿态与理想姿态之间的夹角。其中，所述待校正面的理想姿态为所述扫描模块120的设计要求中反射面的姿态；所述待校正面的实际姿态为，所述扫描模块120制作、转配完成之后，所述反射面的姿态。
具体的，如图12所示，所述扫描模块120包括2个反射面。设计要求中，所述扫描模块120的2个反射面的理想姿态121相互平行，且平行于所述转轴120i(如图12中虚线所示)；实际制作、装配完成之后，其中1个所述反射面的实际姿态122偏离了所述理想姿态121(如图12中实线所示)。
如图13所示，本发明另一些实施例中，所述扫描装置230包括3个反射面。设计要求中，所述扫描模块230的3个反射面的理想姿态231构成横截面为等边三角型的三棱柱，所述转轴220i位于所述三棱柱地面中心的连线位置；实际制作、装配完成之后，1个所述反射面的实际位置232偏离了所述理想位置121(如图13中实现所示)。
需要说明的是，图12和图13仅示意了所述扫描装置的多个反射面中的一个反射面偏离其理想位置。但是本发明对偏离理想位置的反射面的数量并不限定。本发明另一些实施例中，所述扫描装置的多个反射面中，可以有多个反射面偏离其理想位置。
此外，本发明一些实施例中，所述待校正面的倾角包括：垂直倾角θ和水平倾角φ。其中，所述待校正面的垂直倾角θ，即俯仰角，是指反射面的实际姿态与理想姿态之间的夹角在经过所述转轴的平面内投影的角度；所述待校正面的水平倾角φ，即水平偏移角，是指反射面的实际姿态与理想姿态之间的夹角在垂直所述转轴的平面内投影的角度。
所述校正模块141内预存有至少一组倾角，每一组倾角包括与所述扫描模块120中同一反射面相对应的垂直倾角θ和水平倾角φ，也就是说，所述激光雷达内预存有n组倾角，(θ1，φ1)、(θ2，φ2)、……、(θn，φn)，所述n组倾角与所述扫描模块120的n个镜面一一对应。
需要说明的是，所述校正模块141内预存的至少一组倾角可以在所述激光雷达标定过程中获得，即本发明一些实施例中，所述校正模块141内预存的至少一组倾角为所述激光雷达的标定过程中量测所得。
所以，所述校正模块141基于所述选择模块143确定的待校正面，读取预存的至少一组倾角，确定所述待校正面的倾角。具体的，所述待校正面为所述扫描模块120的第i个反射面，即所述n面转镜的i个镜面(i为大于等于1且小于等于n的整数)，所述倾角为第i组倾角，(θi，φi)。
获得所述待矫正面的倾角之后，所述校正模块141确定多个校正探测单元131。
本发明一些实施例中，所述扫描模块120包括多个反射面，所述待校正面为所述多个反射面中的一个；所述校正模块141基于所获得的待校正面的倾角，确定所述多个校正探测单元，所述多个校正探测单元与所确定的待校正面相对应。
此外，如图8和图10所示，所述激光雷达的探测模块130包括多个探测器131i；因此每个所述校正探测单元包括多个所述探测器131i。
利用所述多个探测器131i构成阵列的电子光阑功能，即所述探测器131i可单独可寻址读出可控，所述校正模块141通过电控改变通道对应的感光区域，在每次接收回波光之前，所述校正模块141调节接收的光敏区域(Region of interest，ROI)使得光敏区域偏移，以补偿所对应待校正面的倾角，从而使得每个相对应的校正探测单元接收固定通道视场方向的回波光，例如第i通道视场方向对应垂直视场方向40°，那么待校正面1在第1倾角时使用第1校正探测单元的读出数据，待校正面2在第2倾角时使用第2校正探测单元的读出数据，确保这2个校正探测单元均对应垂直视场方向40°，从而使得雷达接收视场稳定在特定角度，避免在多个反射面间探测角度晃动。
具体的，如前所述，所述待校正面的倾角包括：垂直倾角θ和水平倾角φ；因此，所述校正模块141基于所述垂直倾角θ和所述水平倾角φ，确定多个校正探测单元。
结合参考图14，示出了图7所示激光雷达实施例垂直视场内的光路示意图。
由于探测光出射和回波光接收均经所述待校正面120ri反射，而所述待校正面120ri存在倾角，即所述待校正面120ri的理想姿态120idi和实际姿态120rei之间存在夹角θi。第b通道视场方向的回波光Rb(如图中实线箭头Rb和虚线箭头Rb'，其中实线箭头Rb与虚线箭头Rb'相互平行，Rb示意出投射在实际姿态120rei的回波光，Rb'示意出投射在理想姿态120idi的回波光)在所述待校正面120ri上反射点位置发生偏移(由理想姿态120idi的O'点偏移为实际姿态120rei的O)，此时理想探测单元131idb并不能够接收第b通道视场方向的回波光，此时其实际接收的为视场方向Rk'，Rk'和Rb'存在夹角Δθ＝2*θi，第b通道视场方向的回波光由校正探测单元130chb接收。
具体的，图14示出了垂直视场内的示意光路。
所述探测模块130位于所述接收光学组件Rx的焦平面位置。所以未补偿时，第b理想探测单元131idb的中心位置纵坐标为yb，其中b为通道编号，与第b理想探测单元131idb相对应的第b通道视场的垂直视场角为θb，即第b探测单元所接收回波光对应探测光出射的垂直视场角为：
Figure BDA0003446669580000221
其中，f为接收光学组件Rx的焦距。
所述校正模块141内预存有所述扫描模块120内n个反射面一一对应的n组倾角，n个反射面的垂直倾角分别为θ1、θ2、……、θn。其中，所述待校正面120ri所对应的垂直倾角为θi。探测光出射和回波光接收均经所述待校正面120ri反射，因此第b通道视场方向的回波光Rb经所述待校正面120ri反射后所形成的反射光在垂直方向偏移角度为Δθ＝2*θi，即所形成反射光在所述探测模块130上所形成光斑的位置沿对应方向平移Δy＝Δθ*f。所以，所述校正模块141确定的所述第b校正探测单元130chb与所述第b探测单元的中心位置纵坐标之间的差值为Δy。而且所述第b校正探测单元的中心位置指向所述第b探测单元的中心位置的方向与所述待校正面120ri反射点位置偏移方向相反。
可见，所述校正模块141基于所述待校正面的倾角，确定的所述校正探测单元将所述探测模块130中的光敏区域反向平移Δy。因此，对于第b校正探测单元131chb而言，所接收回波光对应探测光出射的垂直视场角为，
Figure BDA0003446669580000231
即与所述待校正面120ri不存在倾角(垂直倾角为θi＝0)时所对应的视场角相同。
结合参考图15，示出了图7所示激光雷达实施例水平视场内的光路示意图。
水平视场内的补偿原理与垂直视场内的补偿原理相似。
具体的，图15示出了水平视场内的示意光路。
未补偿时，第b理想探测单元131idb的中心位置横坐标为xb，其中b为通道编号，与第b理想探测单元131idb相对应的第b通道视场的水平视场角为φb，即第b探测单元所接收回波光对应探测光出射的水平视场角为：
Figure BDA0003446669580000232
其中，f为接收光学组件Rx的焦距。
所述校正模块141内预存有所述扫描模块120内n个反射面一一对应的n组倾角，n个反射面的水平倾角分别为φ1、φ2、……、φn。其中，所述待校正面120ri所对应的水平倾角为φi。探测光出射和回波光接收均经所述待校正面120ri反射，因此第b通道视场方向的回波光Rb经所述待校正面120ri反射后所形成的反射光在水平方向偏移角度为Δφ＝2*φi，即所形成反射光在所述探测模块130上所形成光斑的位置沿对应方向平移Δx＝Δφ*f。所以，所述校正模块141确定的所述第b校正探测单元130chb与所述第b探测单元的中心位置横坐标之间的差值为Δx。而且所述第b校正探测单元的中心位置指向所述第b探测单元的中心位置的方向与所述待校正面120ri反射点位置偏移方向相反。
可见，所述校正模块141基于所述待校正面的倾角，确定的所述校正探测单元将所述探测模块130中的光敏区域反向平移Δx。因此，对于第b校正探测单元131chb而言，所接收回波光对应探测光出射的水平视场角为，
Figure BDA0003446669580000241
即与所述待校正面120ri不存在倾角(水平倾角为φi＝0)时所对应的视场角相同。
所以，所述校正模块141确定的校正探测单元能够补偿所述待校正面的倾角，以保证确定的探测单元与固定的视场方向相对应，特别是当所述扫描模块包括多个反射面的时候，根据所述多个反射面各自的倾角，所述校正模块141确定各自不同的校正探测单元，以保证每个反射面根据确定的校正探测单元均与固定的视场方向对应，因此在多个反射面间能够抑制点云抖动现象的出现。
需要说明的是，所述理想探测单元，如图14和图15中的第b理想探测单元131idb，为未进行补偿时的探测单元，即图8中所述激光雷达经标定所确定的探测单元131，所述理想探测单元包括多个所述探测器，所述理想探测单元中的多个探测器与所述校正探测单元中的多个探测器至少部分不同。。
还需要说明的是，如前所述，本发明一些实施例中，所述探测模块130包括多个独立上电、独立引出的探测器131i，因此所述校正模块141通过只上电或读取特定地址线上的探测器的信号，以改变接收阵列的接收区域，进而达到维持视场稳定的目的。
继续参考图8和图11所示，本发明一些实施例中，所述激光雷达的发光模块110包括多个独立寻址和独立控制的激光器。所以，所述校正模块141还适宜于基于所述待校正面的倾角，结合所述多个校正探测单元，确定多个校正发光单元，所述多个校正发光单元与所述多个校正探测单元一一对应。
其中，所多个校正发光单元和所述多个校正探测单元一一对应是指所述校正发光单元和所对应的校正探测单元在远场的视场角相同，即在远场，所述校正发光单元的发射视场角与所对应的校正探测单元的接收视场角相同。具体的，所述校正模块141对所述发射阵列的连接线施以不同的电压，以选择不同的发射器进行发光。
需要说明的是，所述激光雷达的发射模块110包括多个发射器；因此每个所述校正发光单元包括多个所述发射器。所述校正模块141通过所述校正发光单元的确定，使所述校正探测单元的接收视场角与所述校正发光单的发射视场角相同，以保证所述激光雷达的测远能力和探测效率。
继续参考图1，所述处理装置140还包括：采集模块142，所述采集模块142适宜于通过所述多个校正探测单元进行信号采集以获得点云图。
所述采集模块142包括探测控制单元142a，所述探测控制单元142a适宜于控制所述多个校正发光单元111′产生探测光，所述探测光经激光雷达外部物体反射后形成相对应的回波光。所述采集模块142还包括接收控制单元142b，所述接收控制单元142b适宜于控制相对应的校正探测单元接收所述回波光以实现信号采集。
具体的，所述探测光经所述待校正面反射后出射，出射的探测光被雷达外部物体反射后形成回波光；所述回波光经所述待校正面反射至所述多个校正探测单元。其中，所述待校正面为所述扫描装置的多个反射面中的一个。
由于所述采集模块142在信号采集之前确定的所述校正探测单元131，而且所述校正探测单元131是基于所述待校正面的倾角确定的，即所述校正探测单元131的位置已经做出调整，以补偿待校正面倾角所引起的偏转，从而达到维持视场稳定的效果。
此外，结合参考图16，示出了图8所示激光雷达实施例中所述校正发光单元111′和所述校正探测单元131实现信号采集时的示意图。
所述校正发光单元111′的确定基于所述待校正面的倾角以及所述校正探测单元131，因此在信号收发的时候，接收阵列上的光斑依旧位于所述校正探测单元131的中心位置，即所述校正探测单元能够获得对应通道视场方向回波光斑的全部能量(图中圆形代表光斑)，以提高探测效率和测距能力。
需要说明的是，本发明其他实施例中，如图17所示，所述激光雷达具有发光模块，所述发光模块210包括：多个发光单元211，所述多个发光单元211与所述多个校正探测单元231一一对应；所述采集模块142使所述发光单元211产生探测光，所述探测光经激光雷达外部物体反射后形成相对应的回波光；所述采集模块142以相对应的校正探测单元231接收所述回波光以实现信号采集。
综上，基于预存的待校正面的倾角，确定多个校正探测单元以补偿所述反射面的倾角；通过所述多个校正探测单元进行信号采集以获得点云图。由于所述多个校正探测单元是基于待校正面的倾角确定的，因此所述校正探测单元的确定能够补偿所述待校正面的倾角，以保证确定的校正探测单元与固定的视场方向相对应，特别是当所述扫描模块包括多个反射面的时候，根据所述多个反射面各自的倾角，确定各自不同的校正探测单元，以保证每个反射面根据确定的校正探测单元均与固定的视场方向对应，因此在多个反射面间能够抑制点云抖动现象的出现。
而且，确定所述多个校正探测单元之后，基于所述待校正面的倾角，结合所述多个校正探测单元，确定多个校正发光单元，以所述校正发光单元和所述校正探测单元进行信号采集。所述多个校正发光单元的确定，能够使所述校正探测单元的接收视场和所接收回波光的光斑中心相对应，以提高探测效率，保证侧远距离。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (27)

1.一种激光雷达的探测方法，其特征在于，所述激光雷达具有扫描模块，所述扫描模块包括：至少一个反射面；
所述探测方法包括：
基于预存的待校正面的倾角，确定多个校正探测单元，所述待校正面为所述至少一个反射面中的一个；
通过所述多个校正探测单元进行信号采集以获得点云图。
2.如权利要求1所述的探测方法，其特征在于，所述扫描模块包括：多个反射面；
所述探测方法还包括：
确定多个校正探测单元之前，确定待校正面，所述待校正面为所述多个反射面中的一个；
基于所确定的待校正面，获得所述待校正面的倾角；
确定多个校正探测单元的步骤中，基于所获得的待校正面的倾角，确定所述多个校正探测单元，所述多个校正探测单元与所述待校正面对应。
3.如权利要求1或2所述的探测方法，其特征在于，所述激光雷达具有发光模块，所述发光模块包括：多个发光单元，所述多个发光单元与所述多个校正探测单元一一对应；
通过所述多个校正探测单元进行信号采集的步骤包括：
使所述发光单元产生探测光，所述探测光经激光雷达外部物体反射后形成相对应的回波光；
以相对应的校正探测单元接收所述回波光以实现信号采集。
4.如权利要求1或2所述的探测方法，其特征在于，还包括：
确定所述多个校正探测单元之后，基于所述待校正面的倾角，结合所述多个校正探测单元，确定多个校正发光单元，所述多个校正发光单元与所述多个校正探测单元一一对应；
通过所述多个校正探测单元进行信号采集的步骤包括：
使所述多个校正发光单元产生探测光，所述探测光经激光雷达外部物体反射后形成相对应的回波光；
以相对应的校正探测单元接收所述回波光以实现信号采集。
5.如权利要求4所述的探测方法，其特征在于，每个所述校正发光单元包括多个发射器。
6.如权利要求5所述的探测方法，其特征在于，所述发射器为独立寻址和独立控制的激光器。
7.如权利要求1或2所述的探测方法，其特征在于，每个所述校正探测单元包括多个探测器。
8.如权利要求7所述的探测方法，其特征在于，所述探测器为独立寻址和独立控制的探测器。
9.如如权利要求1所述的探测方法，其特征在于，所述反射面绕转轴转动。
10.如权利要求9所述的探测方法，其特征在于，所述扫描模块包括：转镜，所述反射面为所述转镜的镜面。
11.如权利要求1所述的探测方法，其特征在于，所述激光雷达具有发光模块以产生探测光；
所述探测光经所述待校正面反射后出射；
出射的探测光被雷达外部物体反射后形成回波光；
所述回波光经所述待校正面反射至所述多个校正探测单元。
12.如权利要求1所述的探测方法，其特征在于，所述待校正面的倾角包括：垂直倾角和水平倾角；
确定多个校正探测单元的步骤中，基于所述垂直倾角和所述水平倾角，确定多个校正探测单元。
13.一种激光雷达，其特征在于，包括：
扫描模块，所述扫描模块包括：至少一个反射面；
处理装置，所述处理装置适宜于实施权利要求1～12中任一项所述的探测方法。
14.一种激光雷达，其特征在于，包括：
扫描模块，所述扫描模块包括：至少一个反射面；
校正模块，所述校正模块内预存有待校正面的倾角，所述校正模块适宜于基于所述待校正面的倾角，确定多个校正探测单元，所述待校正面为所述至少一个反射面中的一个；
采集模块，所述采集模块适宜于通过所述多个校正探测单元进行信号采集以获得点云图。
15.如权利要求14所述的激光雷达，其特征在于，所述扫描模块包括：多个反射面；
所述激光雷达还包括：
选择模块，所述选择模块适宜于确定待校正面，所述待校正面为所述多个反射面中的一个；
所述校正模块基于所述选择模块所确定的待校正面，获得所述待校正面的倾角，所述校正模块基于所获得的所述待校正面的倾角，确定所述多个校正探测单元，所述多个校正探测单元与所述待校正面相对应。
16.如权利要求14或15所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达具有发光模块，所述发光模块包括：多个发光单元，所述多个发光单元与所述多个校正探测单元一一对应；
所述采集模块包括：
探测控制单元，所述探测控制单元适宜于控制所述发光单元产生探测光，所述探测光经激光雷达外部物体反射后形成相对应的回波光；
接收控制单元，所述接收控制单元适宜于控制相对应的校正探测单元接收所述回波光以实现信号采集。
17.如权利要求14或15所述的激光雷达，其特征在于，所述校正模块还适宜于基于所述待校正面的倾角，结合所述多个校正探测单元，确定多个校正发光单元，所述多个校正发光单元与所述多个校正探测单元一一对应；
所述采集模块包括：
探测控制单元，所述探测控制单元适宜于控制所述多个校正发光单元产生探测光，所述探测光经激光雷达外部物体反射后形成相对应的回波光；
接收控制单元，所述接收控制单元适宜于控制相对应的校正探测单元接收所述回波光以实现信号采集。
18.如权利要求17所述的激光雷达，其特征在于，每个所述校正发光单元包括多个发射器。
19.如权利要求18所述的激光雷达，其特征在于，所述发射器为独立寻址和独立控制的激光器。
20.如权利要求19所述的激光雷达，其特征在于，所述发射器包括：垂直腔面发射激光器。
21.如权利要求14或15所述的激光雷达，其特征在于，每个所述校正探测单元包括多个探测器。
22.如权利要求21所述的激光雷达，其特征在于，所述探测器为独立寻址和独立控制的探测器。
23.如权利要求22所述的激光雷达，其特征在于，所述探测器包括：单光子雪崩二极管。
24.如权利要求14所述的激光雷达，其特征在于，所述反射面绕转轴转动。
25.如权利要求24所述的激光雷达，其特征在于，所述扫描模块包括：转镜，所述反射面为所述转镜的镜面。
26.如权利要求14所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达具有发光模块以产生探测光；
所述探测光经所述待校正面反射后出射；
出射的探测光被雷达外部物体反射后形成回波光；
所述回波光经所述待校正面反射至所述多个校正探测单元。
27.如权利要求14所述的激光雷达，其特征在于，所述待校正面的倾角包括：垂直倾角和水平倾角；
所述校正模块基于所述垂直倾角和所述水平倾角，确定多个校正探测单元。
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