CN116755066B - 激光雷达、发射器和接收器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了激光雷达、用于接收激光的接收器和用于发射激光的发射器，所述发射器采用了多个发光区域，其中，所述发光区域中包括至少一个第一发光区域和至少一个第二发光区域，所述第一发光区域发出的激光的功率大于所述第二发光区域发出的激光的功率，所述第一发光区域和所述第二发光区域在不同的时间发出激光。通过本申请解决了相关技术中采用提高功率来使激光雷达达到更远探测距离时，会导致近距离目标被淹没所造成近距离盲区的问题，从而在一定程度上解决了远距离探测时所导致的近距离盲区的问题。

Description

激光雷达、发射器和接收器

技术领域

本申请涉及到激光领域，具体而言，涉及激光雷达、发射器和接收器。

背景技术

lidar一般指激光雷达（即以激光器为辐射源雷达）。激光雷达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。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，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对目标进行探测、跟踪和识别。激光雷达通常包括激光发射部分、激光接收部分和处理器等，激光雷达将电脉冲变成光脉冲发射出去，然后再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲。

激光雷达可以应用在多种场景中。例如，可以应用在车辆上。下面以车辆上的激光雷达为例进行说明。在车辆上，为了使激光雷达获得更远的探测距离，乘用车主雷达（前向lidar）要求的200米以上，在这种情况下，一般需要脉冲激光功率达到50W以上。然而，在其他条件不变的前提下，由于探测距离与功率的平方成正比，在近距离时，由于激光出光功率过高，导致lidar机壳内的杂光、lidar前面板的后向散射杂光超出lidar回波鉴别阈值，从而近距离目标被淹没，造成lidar的盲区达到几十厘米甚至几米，限制了lidar的使用场景。

发明内容

本申请实施例提供了激光雷达、发射器和接收器，以至少解决相关技术中采用提高功率来使激光雷达达到更远探测距离时，会导致近距离目标被淹没所造成近距离盲区的问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种用于发射激光的发射器，包括：多个发光区域，其中，所述发光区域中包括至少一个第一发光区域和至少一个第二发光区域，所述第一发光区域发出的激光的功率大于所述第二发光区域发出的激光的功率，所述第一发光区域和所述第二发光区域在不同的时间发出激光。

进一步地，所述多个发光区域包括至少一组发光区域，其中，每组发光区域中包括至少第一发光区域和至少一个第二发光区域；所述至少一组发光区域按照行列排列，其中，每一行中包括至少一组发光区域，每一列中包括至少一组发光区域。

进一步地，在每组发光区域中，第一发光区域和第二发光区域交替设置，并且按照第一发光区域和第二发光区域的位置顺序依次发光。

进一步地，每组发光区域中，包括两个第一发光区域和一个第二发光区域，其中，所述一个第二发光区域位于所述两个第一发光区域之间，所述两个第一发光区域包括的发光孔的数量相同，所述第二发光区域包括的发光孔的数量少于所述第一发光区域。

进一步地，所述两个第一发光区域中的发光孔按照矩形排列，所述两个第一发光区域中发光孔的排列方式相同；所述两个第一发光区域之间的第二发光区域的发光孔按照线性排列或者按照矩形排列。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种用于接收激光的接收器，所述接收器用于接收上述的发射器发射后经目标发射的激光，其中，所述接收器包括多个接收区域，其中，对于所述发射器中每个发光区域发出的激光经过反射后均由所述多个接收区域中的一个或多个接收。

进一步地，所述多个接收区域的数量与所述第一发光区域的数量相同，每个所述第一发光区域发出的激光均对应一个接收区域接收；所述第二发光区域发出的激光对应一个或多个接收区域接收；所述多个接收区域的排列方式与所述第一发光区域的排列方式相同。

进一步地，所述多个接收区域包括至少一组接收区域，其中，每组接收区域分别对应一组发光区域，该接收区域用于接收对应的发光区域发出并经目标反射的激光。

进一步地，所述一组接收区域包括两个接收区域，所述两个接收区域分别用于接收所述两个第一发光区域发出并经目标反射的激光；所述两个接收区域的交错连接，位于所述两个第一发光区域之间的第二发光区域发出并经目标反射的激光被所述两个接收区域的交错连接处接收。

进一步地，所述一组接收区域包括的两个接收区域中的第一接收区域和第二接收区域中包括多个邻接的接收通道，其中，所述第一接收区域的接收通道的形状是个五边形，其中，三个边成矩形的三个边，另外两个边构成一个角，角度是120度，构成角的两边分别与矩形三个边中的两个平行的边连接；所述第一接收区域的接收通道中第一个接收通道构成矩形的三个边中的两个平行的边的其中之一，与第二个接收通道构成矩形的三个边中的两个平行的边的其中之一重合；第二个接收通道构成矩形的三个边中的两个平行的边中的另一个边，与第三个接收通道构成矩形的三个边中的两个平行的边中的一个边重合；依次类推，排列数个接收通道构成所述第一接收区域；所述第二接收区域的接收通道与所述第一接收区域的接收通道的形状成180度对称，所述第二接收区域的接收通道的数量和排列方式与所述第一接收区域的排列方式相同；所述第一接收区域的两个相邻的接收通道重合的边的顶点上两个边形成了一个角，该角的角度为120度；该角的两个边与第二接收区域的接收通道中构成角的两边能够重合。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种激光雷达，包括上述的发射器，以及上述的接收器。

进一步地，所述激光雷达还用于：在所述第一发光区域和所述第二发光区域交替按照预定周期发射激光的情况下，如果连续两个周期接收到激光的强度与所述第一发光区域发射的激光相对应，则确定出现了高强度反射串扰。

在本申请实施例中，发射器采用了多个发光区域，其中，所述发光区域中包括至少一个第一发光区域和至少一个第二发光区域，所述第一发光区域发出的激光的功率大于所述第二发光区域发出的激光的功率，所述第一发光区域和所述第二发光区域在不同的时间发出激光。通过本申请解决了相关技术中采用提高功率来使激光雷达达到更远探测距离时，会导致近距离目标被淹没所造成近距离盲区的问题，从而在一定程度上解决了远距离探测时所导致的近距离盲区的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的VCSEL与边射型激光器的示意图；

图2是根据本申请实施例的发光孔和发光通道的示意图；

图3是根据本申请实施例的发射部分和接收部分的示意图；

图4是根据本申请实施例的发射芯片的设计示意图；

图5是根据本申请实施例的接收芯片的设计示意图；

图6是根据本申请实施例的收发对准调光的结果示意图；

图7是根据本申请实施例的高反目标物的发射示意图；

图8是根据本申请实施例的接收区域中的接收通道形状示意图；以及，

图9是根据本申请实施例的发光区域和接收区域分组的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

在对以下实施例进行说明之前，首先对下列实施例中涉及到的技术数据进行介绍。

VCSEL

垂直腔面发射激光器（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，简称VCSEL，又译垂直共振腔面射型激光）是一种半导体，其激光垂直于顶面射出，与一般用切开的独立芯片制程，激光由边缘射出的边射型激光有所不同。图1是根据相关技术的VCSEL与边射型激光器的示意图，如图1所示，A表示边射型激光器，从图1可以看出，边射型激光器是从半导体的侧面发出激光的；B表示VCSEL，从图1可以看出，VCSEL是从顶面射出激光的。需要说明的是，图1只是边射型激光器和VCSEL的一种例子，边射型激光器和VCSEL还可以是其他形状或者构造，在此不再一一赘述。

从图1可以看出，在制作的过程中，VCSEL比边射型激光多了许多优点。边射型激光需要在制作完成后才可进行测试。若一个边射型激光无法运作，不论是因为接触不良或者是物质成长的品质不好，都会浪费制作过程与物质加工的处理时间。然而VCSEL可以在制造的任何过程中，测试其品质并且作问题处理，因为VCSEL的激光是垂直于反应区射出，与边射型激光平行于反应区射出相反，所以可以同时有数万个VCSEL在一个砷镓芯片上被处理。

发光孔：VCSEL激光器的发光孔。发光通道（通道简称为CH）：若干个VCSEL激光器发光孔组成的可以独立控制发光的发光孔的集合。发光区域：若干个发光通道的集合。 发光孔、发光通道的设计方式可以有很多种，在本实施例中就提供了如下一种。

图2是根据本申请实施例的发光孔和发光通道的示意图，如图2所示，每个圆圈都代表一个发光孔，每个发光通道中包括5行发光孔，每行有12个发光孔，即一个发光通道中包括了60个发光孔。

图3是根据本申请实施例的发射部分和接收部分的示意图，如图3所示，发射部分和接收部分均包括了多个发光通道，这些发光通道可以被划分为多个发光区域，发光区域的划分在下列实施方式中会以示例的方式来进行说明。

在相关技术中，如果提高了VCSEL激光器的发射功率，则会导致近距离目标被淹没所造成近距离盲区的问题。在一种解决方式中，可以通过改变激光器驱动条件，实现不同时间让激光器发出大脉冲与小脉冲，实现探测距离与盲区的平衡。在这种解决方式中，要求驱动的切换速度快，切换功率悬殊，增加了电路设计的困难。以200米探测距离，0.2米盲区的设计要求为例，这就要求在满足200米可探测的前提下，激光功率在近距离盲区探测模式下，需要可以衰减到1/300 - 1/100的水平。而一般的激光雷达驱动电路，只能实现1/10左右的衰减，远远无法满足要求。

无法实现目标衰减的原因在于，在激光雷达常用技术路线中，收发系统多是使用单点光源。未使用多点光源，是因为多点会导致激光雷达的成本高昂、装调困难，难以实现量产。正如公开发明专利CN110161511A专利：“使用线阵探测器作为接收器件，激光发射系统产生线状激光光斑与接收视场匹配，可以快速获得多个距离测量点，提高系统的测量速度和适用范围。此外，由于使用单个光束与阵列器件进行匹配，系统的装调难度大大减小，有利于控制激光雷达产品的整体成本。在使用单点光源是，可以使单点光源对应单点探测器、单点光源对应面阵探测器或者多点光源对应面阵探测器。

由于单个激光器无法实现快速的功率切换，且不能将功率降至1/300-1/100，因此会导致测远的激光器高功率需求和测近（盲区）的低功率需求。

为了解决上述问题，在以下实施方式中提供了另一种解决方式。在以下实施方式中，提出一种激光雷达激光发射器和探测器的芯片图案设计。在该方案中，在激光器发射端，同时实现可以满足不同发射功率的的发光通道设计；相应的，在探测器端，进行同样的图案设计，匹配两种不同的发光通道。在使用该方案的激光系统中，系统的强脉冲发射对应探测器的大面积接收；小脉冲探测对应探测器的小面积接收，同时实现远探测距离和小探测盲区，可以解决探测距离与盲区的矛盾。由于采用在收发芯片上的特殊设计，在发射端大幅简化了满足不同出射功率的激光驱动电路的设计；在接收端的特殊设计，可以利用小功率发射的激光器发光通道，实现高精度收发视场匹配，保证了激光雷达组装过程中的收发对准精度。

需要说明的是，在以下实施方式中虽然是以VCSEL为例进行说明的，但是以下实施方式中的技术方案也可以应用到其他类型的激光雷达中。在VCSEL中，使用线阵VCSEL发射光源，可以通过将VCSEL尺寸匹配线阵探测器尺寸，这种做法有两种优势：一是发射和接收系统共用；二是能够使用某些VCSEL阵列发弱光，能够对盲区有一定的优化，但功率仍然无法降至1/300-1/100。以下实施方式中的技术方案能够解决上述问题，下面将结合附图对此进行说明。

在以下实施方式中，提供了一种发射器和接收器，该发射器可以是发射芯片，该接收器可以是接收芯片；在以下实施方式中，还提供了一种激光雷达，该激光雷达使用了发射器和接收器。下面首先对发射器进行说明。

与相关技术不同，该发射器可以包括多个发光区域，其中，发光区域中包括至少一个第一发光区域和至少一个第二发光区域，第一发光区域发出的激光的功率大于第二发光区域发出的激光的功率，第一发光区域和第二发光区域在不同的时间发出激光。

在该发射器中，将发光区域分为第一发光区域和第二发光区域，第一发光区域和第二发光区域发出的光功率不同，为了描述方便，在以下实施方式也将第一发光区域称为强发光区域，将第二发光区域称为弱发光区域。在上述发射器中，控制强发光区域和弱发光区域在不同的时间发出激光，这样不需要进行发射功率的切换，只需要按照发射的时间节拍控制发光区域的切换即可。因此，通过该发射器解决了相关技术中采用提高功率来使激光雷达达到更远探测距离时，会导致近距离目标被淹没所造成近距离盲区的问题，从而在一定程度上解决了远距离探测时所导致的近距离盲区的问题。

对于上述发射器，在实际应用时，根据需要设计不同的接收器接收目标反射回来的激光即可。在一个可选实施方式中，也提供了一种分为多个接收区域的接收器。该接收器用于接收发射器发射后经目标发射的激光，与相关技术不同，接收器包括多个接收区域，其中，对于发射器中每个发光区域发出的激光经过反射后均由多个接收区域中的一个或多个接收。

作为另一个可选的方式，对于接收区域的数量可以与发光区域的数量相同，即接收器中的多个接收区域的数量与第一发光区域的数量相同，每个第一发光区域发出的激光均对应一个接收区域接收；第二发光区域发出的激光对应一个或多个接收区域接收；多个接收区域的排列方式与第一发光区域的排列方式相同。

对于排列方式来说，多个发光区域的排布方式可以根据实际需要选择，例如，不同的第一发光区域的发光功率也有所不同，可以将第二发光区域间隔排列在不同发光功率的第一发光区域之间；又例如，第一发光区域的发光功率可以相同，第二发光区域可以排列在间隔第一发光区域之间，即12121，其中，1表示第一发光区域，2表示第二发光区域；或者，121121121；又例如，第二发光区域可以每次间隔两个第一发光区域进行排列，即11211211211。这些排列方式有很多种，在此不再一一赘述。

为了更好的描述排列方式，还可以按照组的方式进行排列，例如，上述121121121的排列方式中121就可以看作是一组发光区域，按照按照行列排列该组发光区域即可得到发射器。例如，可以如下表3格排列（该表格仅仅是为了区分行列，在实际排布中是没有表格的）。

表3

由此可见，在上述例子中，多个发光区域包括至少一组发光区域，其中，每组发光区域中包括至少第一发光区域和至少一个第二发光区域；至少一组发光区域按照行列排列，其中，每一行中包括至少一组发光区域，每一列中包括至少一组发光区域。

上述例子中的每组发光区域中，第一发光区域和第二发光区域交替设置，并且按照第一发光区域和第二发光区域的位置顺序依次发光。当然也可以按照其他方式来进行排列，例如，112等方式来进行排列；又例如，还可以按照212的方式来进行排列等，在此不再赘述。

在使用发光孔和发光通道的发射芯片中，每组发光区域可以包括两个第一发光区域和一个第二发光区域，其中，一个第二发光区域位于两个第一发光区域之间，两个第一发光区域包括的发光孔的数量相同，第二发光区域包括的发光孔的数量少于第一发光区域。

上述例子是一种可选的方式，在上述例子中，两个第一发光区域中的发光孔按照矩形排列，两个第一发光区域中发光孔的排列方式相同；两个第一发光区域之间的第二发光区域的发光孔按照线性排列或者按照矩形排列。

同理，对于接收器来说，也可以将接收区域分组，即接收器中的多个接收区域包括至少一组接收区域，其中，每组接收区域分别对应一组发光区域，该接收区域用于接收对应的发光区域发出并经目标反射的激光。

例如，对应于121排列的发光区域来说，一组接收区域包括两个接收区域，两个接收区域分别用于接收两个第一发光区域发出并经目标反射的激光；两个接收区域的交错连接，位于两个第一发光区域之间的第二发光区域发出并经目标反射的激光被两个接收区域的交错连接处接收。

接收区域的形状可以各种形状，在本实施例中提供了一种可选的形状。下面对这个形状进行说明。

接收器中，一组接收区域包括的两个接收区域中的第一接收区域和第二接收区域中包括多个邻接的接收通道，其中，第一接收区域的接收通道的形状是个五边形，其中，三个边成矩形的三个边，另外两个边构成一个角，角度是120度，构成角的两边分别与矩形三个边中的两个平行的边连接；第一接收区域的接收通道中第一个接收通道构成矩形的三个边中的两个平行的边的其中之一，与第二个接收通道构成矩形的三个边中的两个平行的边的其中之一重合；第二个接收通道构成矩形的三个边中的两个平行的边中的另一个边，与第三个接收通道构成矩形的三个边中的两个平行的边中的一个边重合；依次类推，排列数个接收通道构成第一接收区域；第二接收区域的接收通道与第一接收区域的接收通道的形状成180度对称，第二接收区域的接收通道的数量和排列方式与第一接收区域的排列方式相同；第一接收区域的两个相邻的接收通道重合的边的顶点上两个边形成了一个角，该角的角度为120度；该角的两个边与第二接收区域的接收通道中构成角的两边能够重合。

下面结合附图对上述发射区域和接收区域进行说明。

图4是根据本申请实施例的发射芯片的设计示意图，在图4中，左右两部分示意的是同一块板子中的不同区域。如图4所示，可以分为6个发光区域，其中，区域1-区域4：强发光区域；区域5-区域6：弱发光区域。区域1至区域4分别有独立的4个驱动电路，区域1至区域4可以分4个时间节拍单独发光。区域5至区域6分别有2个驱动电路，区域5至区域6可以分2个时间节拍单独发光。作为一个例子，发光时序可以为：区域1，区域5，区域3，区域2，区域6，区域4。

在图4是仅仅示出的是一个例子，图4中蕴含了发光区域的布局原理。每个强发光区域均可以包括数量相同的发光通道（即包括了数量相同的发光孔），弱发光区域包含的发光通道或者发光孔少于强发光区域，这样，弱发光区域发出激光的功率就小于强发光区域。弱发光区域和强发光区域所包括的发光通道或者发光孔可以根据实际需要来设置。弱发光区域可以设置两个强发光区域之间，例如，在图4中，弱发光区域5就设置在强发光区域1和强发光区域3之间，按照从左到右的发光顺序发光，即区域1，区域5，区域3。区域1、区域5和区域3可以看出是一排发光区域，下一排发光区域中的强发光区域和弱发光区域的布局与第一排的发光区域相同，即弱发光区域配置了两个强发光区域之间，发光顺序也是按照从左到右的顺序发光，即区域2，区域6，区域4。在图4中显示两排发光区域，如果还有第三排发光区域，则也与第一排和第二排的强弱发光区域的排列方式相同。发光顺序可以按照从第一排到第N排的顺序来进行，每一排的发光顺序按照从左到右的顺序来进行。因此，图4中的发光顺序为区域1，区域5，区域3，区域2，区域6，区域4。

图5是根据本申请实施例的接收芯片的设计示意图，在图5中，接收芯片与发射芯片相匹配，如图5所示，接收芯片可以分为4个接收区域，这四个接收区域分别为：接收区域1、接收区域2、接收区域3和接收区域4，其中，接收区域1包括多个通道（CH），分别是CH01、CH03、CH05、CH07、CH09、CH11、CH13、CH15；接收区域2也包括多个通道，分别是CH02、CH04、CH06、CH08、CH10、CH12、CH14、CH16；接收区域3也包括多个通道，分别是CH17、CH19、CH21、CH23、CH25、CH27、CH29、CH31；接收区域4也包括多个通道，分别是CH18、CH20、CH22、CH24、CH26、CH28、CH30和CH32。在图5中，接收区域1至接收区域4均包括了8个接收通道，当然，也可以包括其他数据量的接收通道，在此不再一一赘述。

在图5中，接收通道是个五边形，其中，三个边成矩形的三个边，另外两个边构成一个角，角度可以是120度，构成角的两边分别与矩形三个边中的两个平行的边连接。图8是根据本申请实施例的接收区域中的接收通道形状示意图，如图8所示，边A01与边A02和边A03构成矩形的三个边，其中，边A02和边A03平行，边A04和边A05构成一个角（为了描述方便，将该角称为第一角），角度可以是120度；边A04与边A02连接，边A04和边A02构成第二个角，第二个角的角度也可以是120度；边A05与边A03连接，边A05与边A03构成第三个角，第三个角的角度也可以是120度。这样的接收通道有一个好处：接收通道1（CH1）构成矩形的三个边中的两个平行的边的其中之一，与接收通道2（CH2）构成矩形的三个边中的两个平行的边的其中之一重合；接收通道2构成矩形的三个边中的两个平行的边中的另一个边，与接收通道3（CH3）构成矩形的三个边中的两个平行的边中的一个边重合；依次类推，排列数个接收通道构成接收区域1。

这样构成的接收区域1中，接收通道1和接收通道2重合的边的顶点上连接的接收通道1构成角的一个边和接收通道2构成角的一个边，形成了一个角（为了描述方便，将该角称为构成角），该角度也为120度。当一个接收通道水平180度翻转之后，翻转后的接收通道中第一角的两边能够与构成角重合，这样，两个接收区域就可以无缝隙错落排列，排列的两个接收区域中，接收通道的形状如上描述，并成180镜像。两个接收区域（为了描述方便称为第一接收区域和第二接收区域）构成一组，这一组接收区域对应与一组发光区域，一组发光区域中包括两个强发光区域，和位于两个强发光区域（为了描述方便称为第一强发光区域和第二强发光区域）中间部分的弱发光区域，在第一强发光区域发光时，第一接收区域接收；弱发光区域发光时，第一接收区域和第二接收区域中三角的部分均能接收到光，此时，第一接收区域和第二接收区域均接收；第二强发光区域发光时，第二接收区域接收。

对应于图4和图5，按照上述发射芯片的发射时序，与之匹配的接收时序可以如下表1所示：

表1

由于发射区域5发光，对应接收区域1和接收区域3的尖角区域，所以接收区域1和接收区域3同时工作；同理，发射区域6工作时，接收区域2与接收区域4同时工作。

上述图4和图5仅仅是一个例子，在该例子的发射芯片中，可以看作是发射芯片包括多组发光区域。每组发光区域均包括两个强发光区域和一个弱发光区域，弱发光区域位于两个强发光区域之间；两个强发光区域可以包括数量相同的发光孔，也可以包括数量不同的发光孔；无论两个强发光区域包括的发光孔数量是否相同（比较优的实施方式是两个强发光区域包括数量相同的发光孔），弱发光区域包括的发光孔均少于两个强发光区域的发光孔。发射芯片的各组发光区域可以按照“纵向”排列，例如在图4中，第一排中有一组发光区域，第二排与第一排邻接纵向排列，第二排中有一组发光区域。发射芯片的各组发光区域也可以按照“横向”排列，一排可以并排排列多组发光区域。或者，也可以将两种排列方式综合使用，即一排有多组发光区域，同时还有多排发光区域纵向排列。

对于接收芯片来说，每一组接收区域均包括两个接收区域，即图5中的接收区域1和接收区域3构成一组接收区域，接收区域2和接收区域4构成两一组接收区域。一组接收区域对应一组发光区域，因此，在接收芯片中各组接收区域的排列方式与发射芯片中各组发光区域的排列方式相同。

需要说明的是，在上述例子中，一组发光区域包括了两个强发光区域和一个弱发光区域，中仅仅是个例子。一组发光区域还可以包括N个强发光区域和N-1个弱发光区域，每两个强发光区域之间均配置了一个弱发光区域。图9是根据本申请实施例的发光区域和接收区域分组的示意图，如图9所示，一组发光区域配置了三个强发光区域：强发光区域B01、强发光区域B02、强发光区域B03，在强发光区域B01和强发光区域B02之间配置了弱发光区域C01，在强发光区域B02和强发光区域B03之间配置了弱发光区域C02。如果配置了更多的强发光区域，则排列方式与图9相似，在此不再赘述。

在图9还对应显示了接收区域，从图9可以看出，一组接收区域包括N个接收区域，N与一组发光区域中的强发光区域的数量相同，在一组接收区域中，第一个接收区域D01和最后一个接收区域D03中的接收通道均为五边形，并成180度水平对称，这两个五边形的形状在上述实施例中已经进行了详细的说明，在此不再赘述。除了第一个接收区域D01和最后一个接收区域D03之外，还可以有N-2个接收区域D02（简称为中间接收区域）。中间接收区域为六边形，是一个矩形和两个三角形构成，其中两个三角形的两边分别与矩形的两个对边重合，两个三角形为等腰三角形，与矩形重合的边为底边，等腰三角形的顶角为120度。这样中间接收区域可以有多个。

以图9为例，在一组发光区域中，发光顺序为：强发光区域B01，弱发光区域C01，强发光区域B02，弱发光区域C02，强发光区域B03。对应一组接收区域中，强发光区域B01发光时，接收区域D01接收；弱发光区域C01发光时，接收区域D01和接收区域D02接收；强发光区域B02发光时，接收区域D02接收；弱发光区域C02发光时，接收区域D02和接收区域D03接收；强发光区域B03发光时，接收区域D03接收。

通过上述分析可知，当一组发光区域有N个强发光区域和M个弱发光区域时（其中，M等于N-1，每两个强发光区域之间均配置一个弱发光区域），每一组接收区域均包括N个接收区域。当第n个强发光区域发光时（n=1,2,...,N），第n个接收区域接收；当第m个弱发光区域发光时（m=1,2,...,M），第m个接收区域和第m+1个接收区域接收。

在使用上述收发芯片之后，使得激光雷达的调光对准过程的观测量变化更为明显，有利于进行精准的收发对准调光。下面对基于该收发芯片设计的收发对准调光的方法进行说明。

图6是根据本申请实施例的收发对准调光的结果示意图，在图6中仅画了接收通道的前16个通道的示意，对于其他通道的调光结果也如图6中的16个通道，在此不再一一赘述。如图6所示，（a）为收发对准的状态，（b）为旋转角度偏差，（c）为水平位移偏差，（d）为垂直位移偏差。对于（a）收发对准状态，由于接收探测器面与发光面有重合，因此每个接收通道的输出值理论上会相等；对于（b）到（d）为旋转、水平、垂直发生偏移时的情况，可以看出，有接收通道没有发射光照射或者没有完全照射的情况，因此可以通过接收通道的信号读出幅度或者原场成像情况，直接看出收发对准的质量。

在激光雷达中，除了需要调光对准之外，还需要考虑高反滤除，在一个可选的实施方式中，还提供了一种基于该收发芯片设计的激光雷达高反滤除方法。

图7是根据本申请实施例的高反目标物的发射示意图，如图7所示，激光雷达探测光发射到高反路牌或汽车车牌等高反目标后，由于目标等高反特性，发射光能量几乎全部被返回到lidar探测器，且各个角度的能进均很强，导致对应探测器通道和临近探测器通道输出波形饱和，造成异常的探测器串扰现象，表现为高反路牌的异常膨胀现象。同时，也会由于高反路牌对临近探测通道的影响，造成临近通道本该探测正常目标丢失，引起探测点云缺失。

为了解决这个问题，可以采用如下表2中的节拍来进行发射和接收。

表2

上表2为节拍和收发区域工作的对应关系。

通过表2可知，固定时间间隔的强弱编码，预期回波为：强、弱；只有在预期设定的时间间隔内收到强、弱回波，才认为探测到正常目标物。而高反回波为：强、强；固定时间间隔的弱强编码，预期回波为：弱、强；只有在预期设定的时间间隔内收到弱、强回波，才认为探测到正常目标物。而高反回波为：强、强。

因此，回波一旦出现：强、强组合，则可以判定为发生了高反串扰，可以直接删去强发射对应回波点云，而保留弱发射对应回波的点云。这样就能够消除强回波带来的高反问题。弱回波打到高反物体后返回波形也较弱，并不会造成串扰情况。

对于激光雷达来说，激光雷达用于在第一发光区域和第二发光区域交替按照预定周期发射激光的情况下，如果连续两个周期接收到激光的强度与第一发光区域发射的激光相对应，则确定出现了高强度反射串扰。

通过上述实施方式提出的激光雷达激光发射器和探测器的芯片图案设计，在激光器发射端，同时实现可以满足不同发射功率的的发光通道设计；相应的，在探测器端，进行同样的图案设计，匹配两种不同的发光通道；系统的强脉冲发射对应探测器的大面积接收；小脉冲探测对应探测器的小面积接收，同时实现远探测距离和小探测盲区，很好的解决了探测距离与盲区的矛盾。由于采用在收发芯片上的特殊设计，在发射端大幅简化了满足不同出射功率的激光驱动电路的设计；在接收端的特殊设计，可以利用小功率发射的激光器发光通道，实现高精度收发视场匹配，保证了激光雷达组装过程中的收发对准精度。

在本实施例中，提供一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行以上实施例中的方法。

上述程序可以运行在处理器中，或者也可以存储在存储器中（或称为计算机可读介质），计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存 (PRAM)、静态随机存取存储器 (SRAM)、动态随机存取存储器 (DRAM)、其他类型的随机存取存储器 (RAM)、只读存储器 (ROM)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘 (DVD) 或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。

这些计算机程序也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤，对应与不同的步骤可以通过不同的模块来实现。该系统或者装置用于实现上述的实施例中的方法的功能，该系统或者装置中的每个模块与方法中的每个步骤相对应，已经在方法中进行过说明的，在此不再赘述。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种用于发射激光的发射器，其特征在于，包括：

多个发光区域，其中，所述发光区域中包括至少一个第一发光区域和至少一个第二发光区域，所述第一发光区域发出的激光的功率大于所述第二发光区域发出的激光的功率，所述第一发光区域和所述第二发光区域在不同的时间发出激光；

所述多个发光区域包括至少一组发光区域，其中，每组发光区域中包括至少一个第一发光区域和至少一个第二发光区域；

所述至少一组发光区域按照行列排列，其中，每一行中包括至少一组发光区域，每一列中包括至少一组发光区域；

在每组发光区域中，第一发光区域和第二发光区域交替设置，并且按照第一发光区域和第二发光区域的位置顺序依次发光；

每组发光区域中，包括两个第一发光区域和一个第二发光区域，其中，所述一个第二发光区域位于所述两个第一发光区域之间，所述两个第一发光区域包括的发光孔的数量相同，所述第二发光区域包括的发光孔的数量少于所述第一发光区域。

2.根据权利要求1所述的发射器，其特征在于，

所述两个第一发光区域中的发光孔按照矩形排列，所述两个第一发光区域中发光孔的排列方式相同；所述两个第一发光区域之间的第二发光区域的发光孔按照线性排列或者按照矩形排列。

3.一种用于接收激光的接收器，其特征在于，所述接收器用于接收权利要求1至2中任一项所述的发射器发射后经目标反射的激光，其中，

所述接收器包括多个接收区域，其中，对于所述发射器中每个发光区域发出的激光经过反射后均由所述多个接收区域中的一个或多个接收；

所述多个接收区域的数量与所述第一发光区域的数量相同，每个所述第一发光区域发出的激光均对应一个接收区域接收；所述第二发光区域发出的激光对应一个或多个接收区域接收；所述多个接收区域的排列方式与所述第一发光区域的排列方式相同；

所述多个接收区域包括至少一组接收区域，其中，每组接收区域分别对应一组发光区域，该接收区域用于接收对应的发光区域发出并经目标反射的激光；

所述一组接收区域包括两个接收区域，所述两个接收区域分别用于接收所述两个第一发光区域发出并经目标反射的激光；所述两个接收区域交错连接，位于所述两个第一发光区域之间的第二发光区域发出并经目标反射的激光被所述两个接收区域的交错连接处接收。

4.根据权利要求3所述的接收器，其特征在于，

所述一组接收区域包括的两个接收区域中的第一接收区域和第二接收区域中包括多个邻接的接收通道，其中，所述第一接收区域的接收通道的形状是个五边形，其中，三个边成矩形的三个边，另外两个边构成一个角，角度是120度，构成角的两边分别与矩形三个边中的两个平行的边连接；

所述第一接收区域的接收通道中第一个接收通道构成矩形的三个边中的两个平行的边的其中之一，与第二个接收通道构成矩形的三个边中的两个平行的边的其中之一重合；第二个接收通道构成矩形的三个边中的两个平行的边中的另一个边，与第三个接收通道构成矩形的三个边中的两个平行的边中的一个边重合；依次类推，排列数个接收通道构成所述第一接收区域；

所述第二接收区域的接收通道与所述第一接收区域的接收通道的形状成180度对称，所述第二接收区域的接收通道的数量和排列方式与所述第一接收区域的排列方式相同；

所述第一接收区域的两个相邻的接收通道重合的边的顶点上两个边形成了一个角，该角的角度为120度；该角的两个边与第二接收区域的接收通道中构成角的两边能够重合。

5.一种激光雷达，包括权利要求1至2中任一项所述的发射器，以及权利要求3到4中任一项所述的接收器。

6.根据权利要求5所述的激光雷达，其特征在于，

所述激光雷达还用于：在所述第一发光区域和所述第二发光区域交替按照预定周期发射激光的情况下，如果连续两个周期接收到激光的强度与所述第一发光区域发射的激光相对应，则确定出现了高强度反射串扰。