CN116755064A - 激光雷达的控制方法和激光雷达 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种激光雷达的控制方法和激光雷达涉及激光雷达领域。所述方法包括：所述棱镜在N个转动周期内转动时，控制所述振镜维持静止状态。在所述棱镜转动所述N个转动周期后控制所述振镜偏转预设角度，以使所述激光雷达实现水平扫描；其中，N的取值为大于或等于1的正整数。其能够避免扫描时在相对的两个角形成盲区或可让扫描的点云更加规整。

Description

激光雷达的控制方法和激光雷达

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，具体而言，涉及一种激光雷达的控制方法和激光雷达。

背景技术

现有技术中为了获得激光雷达在水平方向和竖直方向的扫描视场一般会设置转动的棱镜和转动的振镜以实现。

然而，现有技术中，在整个扫描过程中棱镜和振镜均以匀速转动，这样会导致扫描区形成一个如图1所示的平行四边形状的视场，而这种视场在右上方和左下方存在盲区，影响使用的安全性。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种激光雷达的控制方法和激光雷达，其能够避免激光雷达在扫描过程中在相对的两个角形成盲区或使得扫描所得到的点云图像更规整。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种激光雷达的控制方法，应用于激光雷达，所述激光雷达包括发射模块、接收模块、振镜和棱镜，所述振镜设置于所述发射模块的出光侧和所述接收模块的进光侧，所述棱镜用于使所述振镜反射的反射光线投射在障碍物并可将所述障碍物发射回的接收光线反射至所述振镜；

所述棱镜和所述振镜分别可在相互垂直的两个方向转动；

所述方法包括：

所述棱镜在N个转动周期内转动时，控制所述振镜维持静止状态；

在所述棱镜转动所述N个转动周期后控制所述振镜偏转预设角度，以使所述激光雷达实现水平扫描；其中，所述转动周期表征棱镜的每个反射面可接收到反射光线的时长；N的取值为大于或等于1的正整数。

在可选的实施方式中，所述控制方法还包括:

在整个扫描过程中控制所述棱镜按照设定速度匀速转动。

在可选的实施方式中，所述在整个扫描过程中控制所述棱镜按照设定速度匀速转动的步骤包括：

在所述棱镜转动过程中实时获取所述棱镜的实际位置；

依据所述实际位置计算实际转速，以及依据所述实际转速和预设转速计算所述棱镜的转速误差；

依据所述转速误差修正所述实际转速，使所述棱镜按照设定速度匀速转动。

在可选的实施方式中，所述依据所述转速误差修正所述实际转速的步骤包括：

若所述转速误差在预设范围内，则使所述棱镜按照所述实际转速运行；

若所述转速误差不在所述预设范围内，则依据所述转速误差对所述实际转速进行补偿。

在可选的实施方式中，在所述棱镜转动所述N个转动周期后控制所述振镜偏转预设角度的步骤包括：

所述棱镜转动所述 N个转动周期后的预设偏转时间内，控制所述振镜偏转预设角度。

在可选的实施方式中，所述在所述棱镜转动所述N个转动周期后控制所述振镜偏转预设角度的步骤包括：

在所述棱镜转动所述 N个转动周期后，且所述棱镜处于相邻的两个反射面之间的过渡区域时，控制所述振镜偏转预设角度。

在可选的实施方式中，所述接收模块具有M个竖直排列的接收探测器，每个所述接收探测器的垂直角分辨率为δ，其中，M为大于或等于1的正整数；

所述预设角度为M×δ。

在可选的实施方式中，所述接收模块具有M个通道，每个所述接收探测器的垂直角分辨率为δ，其中，M为大于1的正整数；

所述预设角度包括第一预设角度和第二预设角度；

所述第一预设角度为Q×δ÷2,所述第二预设角度的取值范围为S×δ÷2,其中：Q和S为正整数，且至少一个为奇数，并Q+S=2M；

所述在所述棱镜转动N个所述转动周期后控制所述振镜的反射镜摆动预设角度的步骤包括；

在所述棱镜转动N个所述转动周期后控制所述振镜的反射镜摆动第一预设角度；

在所述棱镜转动N+1个所述转动周期后控制所述振镜的反射镜摆动第二预设角度；

依次交替上述两个步骤直至所述激光雷达扫描完成预设的垂直视场。

在可选的实施方式中，所述Q和所述S中的一个取值为M+1，另一个取值为M-1。

在可选的实施方式中，所述振镜和所述棱镜匀速转动通过锁相环控制技术实现。

第二方面，本发明提供一种激光雷达，所述激光雷达包括发射模块、接收模块、振镜和棱镜，所述振镜设置于所述发射模块的出光侧和所述接收模块的进光侧，所述棱镜用于使所述振镜反射的反射光线投射在障碍物并可将所述障碍物发射回的接收光线反射至所述振镜；

所述棱镜和所述振镜分别可在相互垂直的两个方向转动；

所述激光雷达还包括控制器；

所述控制器用于获取所述棱镜的棱镜反射面的转动周期；所述转动周期表征棱镜的每个反射面可接收到反射光线的时长；

所述控制器还用于所述棱镜在N个转动周期内转动时，控制所述振镜维持静止状态；

所述控制器还用于在所述棱镜转动所述N个转动周期后控制所述振镜偏转预设角度，以使所述激光雷达实现水平扫描；其中，N的取值为大于或等于1的正整数。

在可选的实施方式中，所述激光雷达还包括：

第一角度传感器和第二角度传感器；

所述第一角度传感器设置于所述振镜件，以获得所述振镜的实际位置；

所述第二角度传感器设置于所述棱镜，以获得所述棱镜的实际位置。

在可选的实施方式中，所述激光雷达还把包括锁相环模块；

所述振镜和所述棱镜均与所述锁相环模块电连接，且所述第一角度传感器和所述第二角度传感器与所述锁相环模块电连接；

所述锁相环模块与所述控制器电电连接。

在可选的实施方式中，所述激光雷达还包括第一光学反射元件和第二光学反射元件，

所述第一光学反射元件设置于所述发射模块的出光光路，可将所述发射模块发射的发射光线反射给所述振镜；

所述第二光学反射元件设置在所述接收模块的接收光路，以将所述振镜反射的回射光线反射给所述接收模块。

在可选的实施方式中，所述发射模块包括发射光源和发射透镜组，所述发射透镜组设置在所述发射光源的光路上，所述发射透镜组可将所述发射光源发射的线束耦合为一线光束；

在可选的实施方式中，所述接收模块具有竖直排列的多个接收通道；

所述发射光源的数量少于所述接收通道的数量；

所述线光束与多个所述接收通道均对应。

在可选的实施方式中，每个所述发射光源发射的光束经所述发射透镜组后可形成至少部分相互重合的所述线光束。

本发明实施例的提供的激光雷达的控制方法和激光雷达有益效果包括，例如：

本申请通过将振镜的匀速转动，改变为使振镜根据棱镜的转动而偏转，这样棱镜在N个转动周期内转动时，控制振镜维持静止状态，从而可以使激光雷达在水平方向的扫描呈水平状。而在镜转动N个转动周期后控制振镜偏转预设角度这样可以实现激光雷达在竖直方向扫描，从而使整个扫描区呈矩形从而提高避障的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1现有的激光雷达扫描的点云图；

图2为本发明实施例提供的激光雷达结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的激光雷达扫描的点云图；

图4为本发明另一实施例提供的激光雷达扫描的点云图；

图5为本发明本实施例提供的激光雷达的控制方法的流程图。

图标：100-激光雷达；120-发射模块；110-接收模块；130-振镜；140-棱镜；160-第一光学反射元件；150-第二光学反射元件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请参照图2和图3，本实施例提供一种激光雷达100。该激光雷达100包括发射模块120、接收模块110、振镜130和棱镜140，振镜130设置于发射模块120的出光光路和接收模块110的进光光路，棱镜140用于使振镜130反射的反射光线投射在障碍物并可将障碍物发射回的接收光线反射至振镜130。棱镜140和振镜130分别可在相互垂直的两个方向转动。一般情况下，振镜130在竖直方向上转动，棱镜140在水平方向上转动，从而实现激光雷达100较大视场的扫描。

可以理解的是，棱镜140和振镜130的均具有带动起转动的电机。

在本实施例中，棱镜140为四棱柱，具有四个反射面，其能沿着中心轴线转动。振镜130为平面镜至少具有一个反射面。

当然在，本申请的另外一些实施例中，棱镜140也可有2-6个反射面。

在本实施例中所示激光雷达100还包括控制器，控制器用于控制棱镜140和振镜130的转动。

在本实施例中，激光雷达100还包括第一光学反射元件160和第二光学反射元件150，第一光学反射元件160设置于发射模块120的出光光路，可将发射模块120发射的发射光线反射给振镜130。第二光学反射元件150设置在接收模块110的接收光路，以将振镜130反射的回射光线反射给接收模块110。

在本实施例中，控制器还用于执行下述实施例所提供的激光雷达100的控制方法，以改善现有激光雷达100存在盲区或扫描后所获得的点云图像倾斜不规整的问题。

在本实施例中，激光雷达100还包括第一角度传感器和第二角度传感器。第一角度传感器设置于振镜130件，以获取振镜130的实际位置。第二角度传感器设置于棱镜140，以获取棱镜140的实际位置。

在本实施例中，激光雷达100还把包括锁相环模块。振镜130和棱镜140均与锁相环模块电连接，且第一角度传感器和第二角度传感器与锁相环模块电连接。锁相环模块与控制器电电连接。锁相环模块可根据第一角度传感器、第二角度传感器测量的实际位置、速度、电流形成等参数形成对振镜130和棱镜140转速的控制，从而实现振镜130在转动过程中匀速转动，棱镜140在转动时匀速转动。

在本实施例中，振镜130的转动根据内部算法自行规划运动轨迹，其是间隙性偏转的。位置环跟随规划的运动轨迹，内环为转速环，最内环为电流环。电流环的输入是速度环PID调节后的输出，速度环的输入就是位置环PID调节后的输出以及位置设定的前馈值，速度环的反馈来自于第一角度传感器反馈后的值，位置环的输入来自扫描轨迹的控制要求，位置环的反馈来自于第一角度传感器。一般情况下，振镜130在棱镜140转动至相临的两个面之间的连接处时进行偏转，（由于棱镜140在转动至相邻的两个面的连接处时，说明该激光雷达100以及完成该行的水平方向扫描）偏转后停止转动。直至其完成竖直视场的扫描，例如在竖直视场扫描完成后，其可向相反方向进行偏转，进而实现往复运动。

在本实施例中，在整个扫描过程中，棱镜140以匀速转动。

进一步地，为了解决棱镜140高精度恒定转速控制，提高转速控制精度，使用锁相环技术实现棱镜140位置计算与速度估算。第二角度传感器获得的位置反馈角度θ，与估算角度相减产生角度误差，对角度误差进行三角函数Sin正弦运算后的值送入PID控制器计算得到估算转速/>，估算转速积分后得到估算位置/>。锁相环状态根据转速给定与估算转速判断，当转速给定与估算转速差值小于设定值时，锁相环进入稳定状态。当转速给定与估算转速差值大于设定值时，锁相环工作在不稳定状态。

进一步地，控制器可以是PFGA模块，其包括处理系统和可编程逻辑控制系统。处理系统用实现棱镜140和振镜130的电机驱动外设部分，包括MOSFET驱动PWM输出、电流采样SPI通信、电压、温度采样IIC通信、第一角度传感器和第二角度传感器通信、硬件过流关断等外设功能。可编程逻辑控制部分实现电机FOC控制计算部分，包括电机位置环、速度环、电流环、整秒对齐、位置计算等功能。

为了避免激光雷达100的发射模块120中其中一个通道的发射光源损坏，影响激光雷达100正常使用。在本实施例中， 所述发射模块120包括多个发射光源和发射透镜组，所述发射透镜组设置在多个所述发射光源的光路上，所述发射透镜组可将多个所述发射光源发射的线束耦合为一线光束。

具体地，所述接收模块110具有竖直排列的多个接收通道。所述发射光源的数量少于所述接收通道的数量。所述线光束与多个所述接收通道均对应。每个所述发射光源发射的光束经所述发射透镜组后可形成相互重合的所述线光束。

这样既可以节省发射光源的数量，从而节约激光雷达的成本，还可在任意一个发射光源损坏的情况下不会影响激光雷达的正常使用。并且叠加形成的线光束光照强度更强，从而可以让探测距离更远，从而可以提高安全性。

请参照图5，基于上述实施例的激光雷达100，本实施例还提供了一种激光雷达100的控制方法。

方法包括：

S500、判断棱镜是否在N个转动周期内转动；

S100、棱镜140在N个转动周期内转动时，控制振镜130维持静止状态；

S300、在棱镜140转动N个转动周期后，控制振镜130偏转预设角度，以使激光雷达100实现水平扫描；

其中，N的取值为大于或等于1的正整数；所述转动周期表征棱镜的每个反射面可接收到反射光线的时长，一般情况下位固定的，其可根据棱镜的形状、光路布局和棱镜的转速等参数确定。

在本实施例中，步骤S100之前还包括步骤S400:

S400、在整个扫描过程中控制棱镜140按照设定速度匀速转动。

由于电机的控制和转动会导致产生误差，从而会导致棱镜140的转动和振镜130的转动不匹配，从而解决上述问题：

在本实施例中，步骤S400包括以下子步骤：

S410、在棱镜140转动过程中实时获取棱镜140的实际位置；

S420、依据实际位置计算实际转速，以及依据实际位置和估算位置计算棱镜140的转速误差；

S430、依据转速误差修正实际转速，使棱镜140按照设定速度匀速转动。

在本实施例中，依据转速误差修正实际转速的步骤包括：

S431、若误差在预设范围内，则使棱镜140按照实际转速运行；

S432、若转速误差不在预设范围内，则按照转速误差补偿实际转速。

在本实施例中，N的取值为1，步骤S300包括以下子步骤S310或S320：

S310、棱镜140转动所述 N个转动周期后的预设偏转时间内，控制所述振镜130偏转预设角度。

S320、在所述棱镜140转动所述 N个转动周期后，且所述棱镜140处于相邻的两个反射面之间的过渡区域时，控制所述振镜130偏转预设角度。

需要说明的是，预设偏转时间和两个反射面之间的过度区域是对应的。

请参照图3和图5，在本实施例中，接收模块110具有M通道，每个通道的垂直角分辨率为δ，其中，M为大于或等于1的正整数。预设角度为M×δ。

这样设置可以让激光雷达100在第一排扫完后扫描第二排，依次完成障碍物的扫描。从而形成一个矩形的扫描区，以避免形成盲区或使得扫描区更规整。

在本实施例中接收模块110具有八个通道，每个通道的垂直角分辨率δ为0.125°。棱镜140转动8圈，完成激光雷达100预设的水平和竖直视角的扫描。

需要说明的是，在本实施例中棱镜140每完成一个转动周期振镜130就偏转1°。例如，在当前扫描周期内：

棱镜140在5°到85°之间转动时，振镜130保持静止状态；

棱镜140由85°到95°的过程中振镜130顺时间针偏转1°；

棱镜140在95°到175°之间匀速转动时，振镜130保持静止状态；

棱镜140由175°到185°的过程中振镜130再顺时间针偏转1°；

棱镜140在185°到265°之间转动时，振镜130保持静止状态；

棱镜140由265°转至275°的过程中振镜130再顺时间针偏转1°；

棱镜140在275°到355°之间转动时，振镜130保持静止状态；

棱镜140由355°转至5°的过程中振镜130再顺时间针偏转1°；依次循环至棱镜140完成8圈的转动。

而在下一个扫描周期内，

棱镜140在5°到85°之间转动时，振镜130保持静止状态；

棱镜140由85°转至95°的过程中振镜130逆时间针偏转1°；

棱镜140在95°到175°之间匀速转动时，振镜130保持静止状态；

棱镜140由175°转至185°的过程中振镜130再逆时间针偏转1°；

棱镜140在185°到265°之间转动时，振镜130保持静止状态；

棱镜140由265°到275°的过程中振镜130再逆时间针偏转1°；

棱镜140在275°到355°之间转动时，振镜130保持静止状态；

棱镜140由355°到5°的过程中振镜130再逆时间针偏转1°；依次循环至棱镜140完成8圈的转动。

从而在相邻的两个扫描周期内使得振镜130实现顺时针和逆时针转动的往复运动。

即在本实施例中棱镜140的反射镜的反射周期是5°到85°之间转动时长、95°到175°之间转动时长、185°到265°之间转动时长、275°到355°之间的转动时长。由于棱镜140是匀速转动的可见上述这些转动时长是相等的。而棱镜140在5°到85°之间、95°到175°、265°到275°、355°到5°区间内进行偏转。

一般情况下，振镜130在棱镜140的上一个反射面转动至接收不到发射光线至下一个反射面开始接收反射光线之间这个时间内进行偏转。具体根据振镜130的转速设计以及振镜130和棱镜140之间的光学关系确定。上述的参数只是为了更好地说明实施方式，具体不做限定。

在本实施例中，方法还包括：

在振镜130的总偏转角度完成了激光雷达100了设定的竖直扫描视场后，在下一次振镜130偏转时，则控制振镜130向着与上一次偏转方向相反的方向进行偏转。即振镜130整体是在做往复运动，且每次偏转的角度相同。

现有技术中，激光雷达100的分辨率一般都是固定的，这种方式不能满足高分变率的需求。

请参照图4和图5，为解决上述技术问题，在本申请的另外一些实施例中，提供了一种可变分辨率的激光雷达100，其在特定情况下可以调整激光雷达100的分辨率。通过下述方式可以提高该激光雷达100的分辨率。

具体的，接收模块110具有M个通道，每个接收探测器的垂直角分辨率为δ，其中，M为大于1的正整数；

预设角度包括第一预设角度和第二预设角度；

第一预设角度为Q×δ÷2,第二预设角度的取值范围为S×δ÷2,其中：Q和S为正整数，且至少其中一个为奇数，并Q+S=2M；

在棱镜140转动N个转动周期后控制振镜130的反射镜摆动预设角度的步骤包括；

在棱镜140转动N个转动周期后控制振镜130的反射镜摆动第一预设角度；

在棱镜140转动N+1个转动周期后控制振镜130的反射镜摆动第二预设角度；

依次交替上述两个步骤直至激光雷达100扫描完成预设的垂直视场。

通过这中方式可以使第一扫描面和第二扫描面错位重叠，从而可以将激光雷达100的分辨率调整为原来的两倍。例如原来的256线激光雷达100，就可变为接近或等于512线的激光雷达100。

在本实施例中，Q和S中的一个取值为M+1，另一个取值为M-1。

这样可以保证振镜130在相邻两次偏转的角度差异不大，便于控制和提高控制精度。

在本实施例中，振镜130和棱镜140匀速转动通过锁相环控制技术实现。

在这个实施例中接收模块110具有八个通道，每个通道的垂直角分辨率δ为0.125°。棱镜140转动16圈，完成激光雷达100预设的水平和竖直视角的扫描。

需要说明的是，在本实施例中棱镜140相邻的两个转动周期内，振镜130第一次偏转和第二次偏转的角度一者为0.4375°，另一者为0.5625°。例如，在当前扫描周期内：

棱镜140在5°到85°之间转动时，振镜130保持静止状态；

棱镜140由85°到95°的过程中振镜130顺时间针偏转0.4375°；

棱镜140在95°到175°之间匀速转动时，振镜130保持静止状态；

棱镜140由175°到185°的过程中振镜130再顺时间针偏转0.5625°；

棱镜140在185°到265°之间转动时，振镜130保持静止状态；

棱镜140由265°转至275°的过程中振镜130再顺时间针偏转0.4375°；

棱镜140在275°到355°之间转动时，振镜130保持静止状态；

棱镜140由355°转至5°的过程中振镜130再顺时间针偏转0.5625°；依次循环至棱镜140完成16圈的转动。

而在下一个扫描周期内：

棱镜140在5°到85°之间转动时，振镜130保持静止状态；

棱镜140由85°转至95°的过程中振镜130逆时间针偏转0.4375°；

棱镜140在95°到175°之间匀速转动时，振镜130保持静止状态；

棱镜140由175°转至185°的过程中振镜130再逆时间针偏转0.5625°；

棱镜140在185°到265°之间转动时，振镜130保持静止状态；

棱镜140由265°到275°的过程中振镜130再逆时间针偏转0.4375°；

棱镜140在275°到355°之间转动时，振镜130保持静止状态；

棱镜140由355°到5°的过程中振镜130再逆时间针偏转0.5625°；依次循环至棱镜140完成16圈的转动。

从而在相邻的两个扫描周期内使得振镜130实现顺时针和逆时针转动的往复运动。

当然，为了实现512线的扫描也可将第一预设角度和第二预设角度设置为0.0625和0.9345°。但这中方式会存在第一预设角度和第二预设角度的偏转角度偏差太大的问题，影响正常的控制过程。

综上，本申请提供的激光雷达100及其控制方法的工作原理和有益效果包括：

本申请通过将振镜130的匀速转动，改变为使振镜130根据棱镜140的转动而偏转，这样棱镜140在N个转动周期内转动时，控制振镜130维持静止状态，从而可以使激光雷达100在水平方向的扫描呈水平状，从而可以避免形成盲区或使得扫描区域更规整。而在镜转动N个转动周期后控制振镜130偏转预设角度这样可以实现激光雷达100在竖直方向扫描，从而使整个扫描区呈矩形。这样可以避免形成盲区，从而提高避障的安全性。并且在预设角度进行特定设置的情况下，还可提高激光雷达100的分辨率。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种激光雷达的控制方法，应用于激光雷达，所述激光雷达包括发射模块（120）、接收模块（110）、振镜（130）和棱镜（140），所述振镜（130）设置于所述发射模块（120）的出光光路和所述接收模块（110）的进光光路，所述棱镜（140）用于使所述振镜（130）反射的反射光线投射在障碍物并可将所述障碍物反射回的接收光线反射至所述振镜（130）；

所述棱镜（140）和所述振镜（130）分别可在相互垂直的两个方向转动；

其特征在于，所述方法包括：

所述棱镜（140）在N个转动周期内转动时，控制所述振镜（130）维持静止状态；

在所述棱镜（140）转动所述N个转动周期后控制所述振镜（130）偏转预设角度，以使所述激光雷达实现水平扫描；

其中，所述转动周期为棱镜（140）的每个反射面可接收到反射光线的时长；N的取值为大于或等于1的正整数。

2.根据权利要求1所述的激光雷达的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括:

在整个扫描过程中控制所述棱镜（140）按照设定速度匀速转动。

3.根据权利要求2所述的激光雷达的控制方法，其特征在于，所述在整个扫描过程中控制所述棱镜（140）按照设定速度匀速转动的步骤包括：

在所述棱镜（140）转动过程中实时获取所述棱镜（140）的实际位置；

依据所述实际位置计算实际转速，以及依据所述实际位置和设定速度计算所述棱镜（140）的转速误差；

依据所述转速误差修正所述实际转速，使所述棱镜（140）按照设定速度匀速转动。

4.根据权利要求3所述的激光雷达的控制方法，其特征在于，所述依据所述转速误差修正所述实际转速的步骤包括：

若所述转速误差在预设范围内，则使所述棱镜（140）按照所述实际转速运行；

若所述转速误差不在所述预设范围内，则依据所述转速误差对所述实际转速进行补偿。

5.根据权利要求1所述的激光雷达的控制方法，其特征在于，所述在所述棱镜（140）转动所述N个转动周期后控制所述振镜（130）偏转预设角度的步骤包括：

所述棱镜（140）转动所述 N个转动周期后的预设偏转时间内，控制所述振镜（130）偏转预设角度。

6.根据权利要求1所述的激光雷达的控制方法，其特征在于，所述在所述棱镜（140）转动所述N个转动周期后控制所述振镜（130）偏转预设角度的步骤包括：

在所述棱镜（140）转动所述 N个转动周期后，且所述棱镜（140）处于相邻的两个反射面之间的过渡区域时，控制所述振镜（130）偏转预设角度。

7.根据权利要求1所述的激光雷达的控制方法，其特征在于，所述接收模块（110）具有M个竖直排列的接收探测器，每个所述接收探测器的垂直角分辨率为δ，其中，M为大于或等于1的正整数；

所述预设角度为M×δ。

8.根据权利要求1所述的激光雷达的控制方法，其特征在于，所述接收模块（110）具有M个通道，每个通道的垂直角分辨率为δ，其中，M为大于1的正整数；

所述预设角度包括第一预设角度和第二预设角度；

所述第一预设角度为Q×δ÷2,所述第二预设角度的取值范围为S×δ÷2,其中：Q和S为正整数，且至少一个为奇数，并Q+S=2M；

所述在所述棱镜（140）转动N个所述转动周期后控制所述振镜（130）的反射镜摆动预设角度的步骤包括；

在所述棱镜（140）转动N个所述转动周期后控制所述振镜（130）的反射镜摆动第一预设角度；

在所述棱镜（140）转动N+1个所述转动周期后控制所述振镜（130）的反射镜摆动第二预设角度；

依次交替上述两个步骤直至所述激光雷达扫描完成预设的垂直视场。

9.根据权利要求8所述的激光雷达的控制方法，其特征在于，所述Q和所述S中的一个取值为M+1，另一个取值为M-1。

10.根据权利要求1所述的激光雷达的控制方法，其特征在于，所述振镜（130）和所述棱镜（140）匀速转动通过锁相环控制技术实现。

11.一种激光雷达，所述激光雷达包括发射模块（120）、接收模块（110）、振镜（130）和棱镜（140），所述振镜（130）设置于所述发射模块（120）的出光光路和所述接收模块（110）的进光光路，所述棱镜（140）用于使所述振镜（130）反射的反射光线投射在障碍物并可将所述障碍物发射回的接收光线反射至所述振镜（130）；

所述棱镜（140）和所述振镜（130）分别可在相互垂直的两个方向转动；

其特征在于，所述激光雷达还包括控制器；

所述控制器用于所述棱镜（140）在N个转动周期内转动时，控制所述振镜（130）维持静止状态；

所述控制器还用于在所述棱镜（140）转动所述N个转动周期后控制所述振镜（130）偏转预设角度，以使所述激光雷达实现水平扫描；

其中，所述转动周期表征棱镜（140）的每个反射面可接收到反射光线的时长；N的取值为大于或等于1的正整数。

12.根据权利要求11所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括：

第一角度传感器和第二角度传感器；

所述第一角度传感器设置于所述振镜（130）件，以获得所述振镜（130）的实际位置；

所述第二角度传感器设置于所述棱镜（140），以获得所述棱镜（140）的实际位置。

13.根据权利要求12所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括锁相环模块；

所述振镜（130）和所述棱镜（140）均与所述锁相环模块电连接，且所述第一角度传感器和所述第二角度传感器与所述锁相环模块电连接；

所述锁相环模块与所述控制器电电连接。

14.根据权利要求11所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括第一光学反射元件（160）和第二光学反射元件（150），

所述第一光学反射元件（160）设置于所述发射模块（120）的出光光路上，可将所述发射模块（120）发射的发射光线反射给所述振镜（130）；

所述第二光学反射元件（150）设置在所述接收模块（110）的接收光路上，以将所述振镜（130）反射的回射光线反射给所述接收模块（110）。

15.根据权利要求11所述的一种激光雷达，其特征在于，

所述发射模块（120）包括发射光源和发射透镜组，所述发射透镜组设置在多个所述发射光源的光路上，所述发射透镜组可将多个所述发射光源发射的线束耦合为一线光束。

16.根据权利要求15所述的一种激光雷达，其特征在于，所述接收模块（110）具有竖直排列的多个接收通道；

所述发射光源的数量少于所述接收通道的数量；

所述线光束与多个所述接收通道均对应。

17.根据权利要求15所述的一种激光雷达，其特征在于，每个所述发射光源发射的光束经所述发射透镜组后可形成至少部分相互重合的所述线光束。