CN117518185A - 光达系统及其外光干扰排除方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光达系统，包括：微控制器、雷射光源、镜头模组以及接收器。雷射光源及接收器耦接至微控制器。镜头模组包括雷射分光镜模组及接收器镜头模组，雷射分光镜模组接收雷射光，将雷射光绕射为多股绕射光，向一目标发射。接收器镜头模组接收该多股绕射光接触目标后反射的反射光讯号，并向接收器发出反射光讯号。该光达系统的一帧包括多个子帧，微控制器比较该帧中每一子帧在相同取样区块上的平均距离值，汰除具有异常平均距离值的子帧，并融合其余具有相近平均距离值的子帧，作为该帧的最终距离值。

Description

光达系统及其外光干扰排除方法

技术领域

本发明是关于一种光达系统，特别是关于一种光达系统及其外光干扰排除方法。

背景技术

近年，光达(Light Detection and Ranging,LiDAR)技术被广泛使用于汽车的自动/半自动驾驶及安全警示。光达的主要部件包括：传感器(例如直接飞时测距(directtime of flight,D-ToF)传感器)、雷射光源、扫描仪及数据处理器。现行的光达扫描方式可具有多种形式，例如以光学相位阵列(optical phased array,OPA)或绕射光学组件(diffractive optical element,DOE)投射小区块光点，通过微机电系统(MEMS)微振镜或多角反射镜(polygon mirror)进行蛇状来回扫描或斜向扫描一个大区块，或通过DOE或多点线性排列光源或多次反射扩束投射线状光束，以机械转动方式横向扫描一个大区块等。通过上述扫描方式，传感器可接收反射后的光讯号。

然而，以上述扫描方式进行的雷射光源感测，其长宽比(screen ratio)较小，因此必须持续以较高频率接收反射的光讯号。若传感器接收到其他光源(例如干扰光源(crosstalk)或背景光源(ambient light))，则容易导致数据处理器对距离产生误判，影响行车安全。因此，亟需一种光达系统，可有效过滤并排除所接收的光讯号中的干扰光源及背景光源，以正确判断距离，维护行车安全。此外，亦亟需一种外光干扰排除方法，使光达系统可有效过滤并排除所接收的光讯号中的干扰光源及背景光源，以正确判断距离，维护行车安全。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光达系统，可有效过滤并排除所接收的光讯号中的干扰光源及背景光源，以正确判断距离，维护行车安全。

为了达成前述的目的，本发明提供一种光达系统，包括：一微控制器；一雷射光源，耦接至该微控制器；一镜头模组，以及一接收器，耦接至该微控制器，其中：该镜头模组包括一雷射分光镜模组及一接收器镜头模组，该雷射分光镜模组接收来自该雷射光源发射的雷射光，并将该雷射光绕射为多股绕射光，该多股绕射光向一目标发射。该接收器镜头模组接收绕射光接触目标后反射的反射光讯号，并向接收器发出反射光讯号。该雷射光源以一周期时间射出一脉冲讯号。该微控制器控制该接收器在每一周期时间内的一传感器快门时间内开启和一重置时间内关闭。该光达系统的一帧包括多个子帧，每一子帧分别取像于每一周期时间。每一子帧包括多个取样区块的一环境影像中，每一取样区块包括多个像素，每一反射光讯号于每一像素可依一飞行时间求得一距离值。该微控制器将该多个像素的距离值取一平均距离值，代表该取样区块的平均距离值。微控制器比较该帧中每一子帧在相同取样区块上的平均距离值，汰除具有异常平均距离值的子帧，并融合其余具有相近平均距离值的子帧，作为该帧的一最终距离值。

为了达成前述的目的，本发明提供一种外光干扰排除方法，适用于上述的光达系统，该方法包括：在一环境影像中取样多个取样区块，每一取样区块包括多个像素，该多个取样区块中包括的像素总数不多于该环境影像中的像素数量的10％，且该多个取样区块的数量至少为五个；对同一取样区块，在一帧的多个子帧的每一个传感器快门时间内，获取一反射光讯号，并依据该反射光讯号的该飞行时间，计算出该取样区块中每个像素所代表的距离值；以该取样区块中所有的像素距离值计算平均值，代表该取样区块的平均距离值。在该多个相同位置的取样区块的该多个子帧中，汰除平均距离值明显不同者的子帧；以及融合未被汰除的子帧的环境影像的距离值，成为该帧的该最终距离值。

本发明的功效在于，通过绕射光学组件投射大面积光点，可在一次或数次的脉冲扫描后，即获取大面积图像，而不需要进行来回扫描，进而大幅提升图框率(frame rate)，有效消除外光干扰所造成的影响。

附图说明

图1是本发明的光达系统的示意图；

图2是图1所示部分组件的内部结构示意图；

图3是显示绕射光学组件的运作情形；

图4是显示本发明在不同距离下的运作情形；

图5A是依据本发明的一准直镜组配置方式；

图5B是依据本发明的另一准直镜组配置方式；

图6是依据本发明的一范例时序图；

图7是依据本发明的另一范例时序图；

图8是本发明在不同情境下的范例时序图；

图9是本发明的一种外光干扰排除方法的流程图；

图10A是本发明的另一范例时序图；

图10B是本发明的另一种外光干扰排除方法的流程图；

图11A为真实的环境影像；

图11B、图11C及图11D为图11A的取样范例；以及

图12A、图12B、图12C、图12D、图12E及图12F为同一帧中不同子帧的取样情形。

附图标记说明：

100:光达系统；

101:微控制器；

102:雷射光源；

104:雷射光；

106:镜头模组；

108:接收器镜头模组；

110:雷射分光镜模组；

112:接收器；

120:目标；

122:像场；

124:视场；

126:反射光；

202:凹透镜；

204:凸透镜；

206:绕射光学组件；

208:凹面镜；

210:准直镜组；

302:雷射光；

304:绕射光学组件；

306a,306b,306c:点云；

502:准直镜组；

5021:凹透镜；

5022:凸透镜；

504:绕射光学组件；

506:雷射光；

508:绕射光；

512:准直镜组；

5121:凹透镜；

5122:凸透镜；

514:绕射光学组件；

516:雷射光；

518:绕射光；

520:凹面镜；

PW:脉冲宽度；

T:周期时间；

SS:传感器快门时间；

R:重置时间；

Ts:开始时间；

Tl:结束时间；

801,802,803,804:情境；

900:方法；

902,904,906,908,910,912,914,916:步骤；

1000:方法；

1002,1004,1006,1008,1010:步骤；

A,B,C,D,E:取样区块。

具体实施方式

以下配合图式及组件符号对本发明的实施方式做更详细的说明，俾使熟习该项技艺者在研读本说明书后能据以实施。

本发明提供一种具有外光干扰排除功能的光达系统，以及该光达系统的外光干扰排除方法。通过绕射光学组件(diffractive optical element,DOE)投射大面积光点，可在一次或数次的脉冲扫描后，即获取大面积图像，而不需要进行来回扫描，进而大幅提升图框率(frame rate)，有效消除外光干扰所造成的影响。

请参阅图1，本发明提供一种光达系统100，包括微控制器(MCU)101、雷射光源(TX)102、镜头模组106及接收器(RX)112。镜头模组106包括接收器镜头模组108及雷射分光镜模组110。雷射光源102及接收器112耦接至微控制器101。

为了测量目标120与光达系统100之间的距离，首先，微控制器101控制雷射光源102发出雷射光104。接着，雷射分光镜模组110将雷射光104散射为多个光点，该多个光点分布于像场(field of image,FOI)122之内，且该像场122完全涵盖目标120。随后，该多个光点在接触目标120后，反射为多个反射光126，该多个反射光分布于视场(field of view,FOV)124之内。接收器镜头模组108接收反射光126，并传送反射光讯号至接收器112。接收器112将接收的讯号传送至微控制器101，进行后续影像分析。

请参阅图2，图1中的接收器镜头模组108包括由至少一凹透镜202及至少一凸透镜204组成的透镜模组，该凹透镜202及凸透镜204形成一聚光镜组，可聚集图1中的反射光126，以便传送光讯号至接收器112。图1中的雷射分光镜模组110包括绕射光学组件(diffractive optical element,DOE)206、凹面镜208及准直镜组(collimation lens)210。雷射分光镜模组110的运作方式，将于下文详述。

请参阅图3，当雷射光302射向绕射光学组件304时，绕射光学组件304会将雷射光302绕射为数千至数万个光点。该数千至数万个光点在不同距离形成点云(point cloud)306a、306b及306c，其中，点云306a距离绕射光学组件304最近，光点最密集，点云覆盖面积最小；而点云306c距离绕射光学组件304最远，光点最不密集，点云覆盖面积最大。绕射光学组件304可为例如广州印芯半导体公司(Tyrafos)的HCPDOETM，但本发明不限于此。

由于图3所示的点云覆盖面积正比于距离的平方，故当距离较远时，点云覆盖面积会快速扩大，造成单位面积光能下降，进而导致反射光强度不足。而大幅增加雷射光302的强度可能导致设备寿命下降，且对人眼易造成伤害。因此，请参阅图4，由至少一凹透镜202及至少一凸透镜204组成的焦距可调变透镜模组可依照测距范围(detection range)调变视场大小，使不同距离下(例如15公尺、40公尺、100公尺、200公尺及300公尺)的单位面积光能大致相等，防止距离较远时反射光强度不足的情形。或者，亦可使用多个固定焦距的透镜模组，每一透镜模组包括至少一凹透镜202及至少一凸透镜204，并依照测距范围切换透镜模组，以调变视场大小。

一种达成图4所示配置的方式为利用准直镜组将绕射光的覆盖面积收束在一定范围内。通过焦距的调变，准直镜组可调变出射光的发散角，依测距范围调整投射光点的像场范围，以达成图4所示的效果。可使用多个固定焦距的准直镜组，并依照测距范围切换准直镜组，以调变像场范围。或者，亦可使用可变焦距的准直镜组，并依照测距范围切换准直镜组，以调变像场范围。请参阅图5A，一种准直镜组配置为将准直镜组502设置于绕射光学组件504的正前方，其中，准直镜组502的镜面垂直于雷射光506的入射方向。如图5A所示，准直镜组502可将绕射光学组件504射出的绕射光508收束为大致相互平行，使绕射光508在不同距离下的单位面积光能大致维持相等。在一实施例中，准直镜组502包括凹透镜5021及凸透镜5022，其中凹透镜5021及凸透镜5022的间距可调变，以控制发散角。

请参阅图5B，另一种准直镜组配置为将准直镜组512设置于凹面镜520的前方，以凹面镜520收集绕射光学组件514射出的绕射光。如图5B所示，绕射光学组件514将雷射光516绕射为多股绕射光518，该多股绕射光518透过凹面镜520进行第一次反射收束并向准直镜组512入射。随后，准直镜组512将该多股绕射光518进行第二次收束为大致相互平行，使绕射光518在不同距离下的单位面积光能大致维持相等。在一实施例中，准直镜组512包括凹透镜5121及凸透镜5122，其中凹透镜5121及凸透镜5122的间距可调变，以控制发散角。此一配置相较于图5A所示的配置，可收集到更大角度的绕射光，进而在不增加雷射光强度的情况下，增加投射出的单位面积光能。

在车辆自动驾驶的使用情境中，当车辆行驶时，光达系统100可能接收到的干扰讯号包括前方对向车道上车辆的扫描雷射、前方对向车道上车辆的前定向脉冲雷射、前方同向车道上车辆的扫描雷射及前方同向车道上车辆的后定向脉冲雷射等。因此，必须以适当的方法排除多个干扰讯号，以正确测量距离，维护行车安全。

当图1的雷射光源102射出脉冲讯号时，为了排除干扰讯号，微控制器101可依据测距范围，将接收器112启动或关闭，使接收器112仅接收测距范围内的反射光讯号。举例而言，若待测物体在300公尺外，则自雷射光源102射出脉冲讯号至接收器112接收反射光讯号的所需时间为2μs(R＝ct/2，其中R为距离，c为光速3×108m/s，t为时间(秒)。因此，可在一个周期时间(cycle time)内，将接收器112与雷射光源102同步启动，感测时间2μs，而其余时间关闭，以防止接收干扰讯号。请参阅图6，雷射光源(TX)以周期时间T射出脉冲宽度(pulse width)PW的脉冲讯号。接收器(RX)在周期时间T内的传感器快门(sensor shutter)时间SS内开启和重置(reset)时间R内关闭，其中T＝SS+R。传感器快门时间SS及重置时间R依据测距范围而定。在一个实施例中，当测距范围为300公尺时，传感器快门时间SS为2μs，重置时间R为2μs，周期时间T为4μs，脉冲宽度PW为100ns。此时，接收器(RX)可接收0至300公尺内的反射光讯号，而理论图框率(扫描次数)可高达1/T＝2.5×105f/s。

请参阅图7，除了测距范围上限以外，亦可通过调整传感器快门时间SS，对接收器(RX)设定测距范围下限。在图7中，传感器快门时间SS的开始时间Ts系依据测距范围下限而定，而结束时间Tl依据测距范围上限而定。在一个实施例中，当测距范围为90至300公尺时，开始时间Ts为600ns，结束时间Tl为2μs，传感器快门时间SS为1400ns，重置时间R为2μs，周期时间T为4μs，脉冲宽度PW为100ns。此时，接收器(RX)可接收90至300公尺内的反射光讯号，而理论图框率为1/T＝2.5×105f/s。

为了去除接收器(RX)启动期间所接收的干扰讯号，在包括多个取样区块的环境影像中，微控制器101可将相同取样区块在相邻子帧之间接收讯号的情形相互比较，以去除异常值。请参阅图8，在一个实施例中，每一帧包括三个子帧(subframes)，每一子帧分别取像于每一周期时间T，并包括多个取样区块，其中，第一子帧为接收器(RX)于第一传感器快门时间内接收第一反射光讯号经微控制器运算而得，第二子帧为接收器(RX)于第二传感器快门时间内接收第二反射光讯号经微控制器运算而得，第三子帧为接收器(RX)于第三传感器快门时间内接收第三反射光讯号经微控制器运算而得。每一取样区块包括多个像素，而每一反射光讯号于每一像素可依一飞行时间(time of flight,ToF)求得一距离值。微控制器将该多个像素的距离值取一平均距离值，代表该取样区块的平均距离值。在包括多个取样区块的环境影像中，微控制器比较该帧中每一子帧在多个相同位置的取样区块上的平均距离值。在情境801中，在多个相同位置的取样区块上，接收器(RX)在三个子帧内的平均距离值相近，代表三个反射光讯号来自相近距离。因此，情境801可视为正常情境，微控制器101将三个子帧内的反射光讯号所代表的距离值融合，计算该帧的最终距离值。其中，“融合”可以取平均值、叠加、择一或其他方式进行。在情境802中，在多个相同位置的取样区块上，第一子帧及第二子帧的反射光讯号的平均距离值不同，代表第一子帧及第二子帧中至少一者接收到干扰讯号。此时，将第三子帧与第二子帧比较，若第三子帧的平均距离值与第二子帧相近，则可判定第二子帧及第三子帧为正常，而第一子帧为异常。如图8所示，在情境802中，第二子帧及第三子帧为正常，而第一子帧为异常。此时，情境802仍可视为正常情境，但仅采用第二子帧及第三子帧的反射光讯号计算最终距离值，而汰除第一子帧的反射光讯号。在情境803中，第一子帧及第二子帧的反射光讯号的平均距离值不同，第二子帧及第三子帧的反射光讯号的平均距离值亦不同。此时，尽管第一子帧及第三子帧的反射光讯号的平均距离值相近，然而因缺乏连续二个子帧相近的讯号，故无法确认何者为正常讯号、何者为异常讯号。因此，情境803视为异常情境，该帧舍弃不用。在情境804中，三个子帧的反射光讯号的平均距离值皆不同。此时，因无法确认何者为正常讯号、何者为异常讯号，故情境804视为异常情境，该帧舍弃不用。此一方法所使用的子帧数较少，分辨率较低(因仅使用两个子帧融合)，而比对速度较快，适用于快速动态侦测的情境，例如汽车前进中的前景或后景侦测。

请参阅图9，在一个实施例中，方法900是用于实施图8所示的不同情境的判定流程。在步骤902中，接收器获取第一子帧的反射光讯号。在步骤904中，接收器获取第二子帧的反射光讯号。在步骤906中，微控制器比较第一子帧及第二子帧的反射光讯号在多个相同位置的取样区块上的平均距离值是否相近。若是，则在步骤908中，微控制器将第一子帧及第二子帧的反射光讯号所代表的距离值融合，成为该帧的最终距离值，流程结束。其中，“融合”可以取平均值、叠加、择一或其他方式进行。若否，则在步骤910中，接收器获取第三子帧的反射光讯号。在步骤912中，微控制器比较第二子帧及第三子帧的反射光讯号在多个相同位置的取样区块上的平均距离值是否相近。若是，则在步骤914中，微控制器将第二子帧及第三子帧的反射光讯号所代表的距离值融合，成为该帧的最终距离值，流程结束。若否，则在步骤916中，该帧的讯号被舍弃不用，流程结束。

请参阅图10A，在一个实施例中，可在一帧中采用多个子帧(较佳为至少六个)，以更准确区分正常讯号及异常讯号。在图10A所示的范例中，在包括多个取样区块的一环境影像中，在同一取样区块上，第五子帧的反射光讯号落在传感器快门时间SS内的位置与其余子帧不同(亦即飞行时间不同)，故第五子帧的平均距离值会与其余子帧不同。此时，微控制器汰除第五子帧，再将其余子帧的平均距离值融合，成为该帧的最终距离值。由于物体的移动，故在每一取样区块中，每一子帧反射进入传感器的讯号不必然出现在同一个像素。因此，在此一实施例中，“融合”可包括在同一取样区块内，将未被汰除的子帧中，出现在不同像素的所有讯号叠合，再将叠合后的每一像素取平均值。举例而言，在一个实施例中，下列表1A至表1F分别代表同一取样区块在同一帧内的第一子帧至第六子帧，其中每一个小方格代表一个像素，有数值者代表该子帧的该像素测得的子距离值，而无数值者代表无子距离值。对于每一子帧，将具有子距离值的像素取平均距离值，并根据每一子帧的平均距离值汰除异常子帧。由表1A至表1F可知，第六子帧的平均距离值明显不同于其余子帧，故将第六子帧视为异常值而汰除。随后，如表1G所示，将正常子帧(第一至第五子帧，即表1A至表1E)的每一像素叠合，再将叠合后具有子距离值的每一像素取平均值，作为此一取样区块在此帧的最终距离值。在叠合时，若同一像素具有多个子距离值，则进行平均或选择最大值，若该像素不具有子距离值，则选择测距范围中的最小值(例如0)。或者，若同一像素具有多个子距离值，则进行平均或选择最小值，若该像素不具有子距离值，则选择测距范围中的最大值(例如500或1000)。此一方法所使用的子帧数较多，分辨率较高(因使用多个子帧融合)，适用于非快速动态侦测的情境。

请参阅图10B，方法1000是用于实施图10A所示的情境的判定流程。在步骤1002中，微控制器在环境影像中取样多个取样区块，每一取样区块包括多个像素。其中，该多个取样区块中包括的像素总数不多于环境影像中的像素数量的10％，且取样区块的数量至少为五个。在步骤1004中，对同一取样区块，在一帧的多个子帧的每一个传感器快门时间内，获取一反射光讯号，并依据该反射光讯号的飞行时间，计算出该取样区块中每个像素所代表的距离值。在步骤1006中，以该取样区块中所有的像素距离值计算平均值，代表该取样区块的平均距离值。在步骤1008中，在该多个相同位置的取样区块的该多个子帧中，微控制器汰除平均距离值明显不同的子帧(或称异常子帧)。在步骤1010中，微控制器融合未被汰除的子帧(或称正常子帧)的环境影像的像素距离值，成为该帧的最终距离值。

图11A为真实的环境影像。为了提升运算效率，并不需要将整张影像上的每一个像素皆进行距离测量，而可取样数个区块进行距离测量。每一取样区块中包括多个像素，例如10×10像素。被取样的像素不宜太多，例如不多于总像素数的10％，以提升运算效率。图11B显示取样二个区块的实施例。图11C显示取样五个区块的实施例。图11D显示取样九个区块的实施例。取样区块数不宜少于五个，以较佳地掌握环境讯息。在一个正常的子帧中，具有正常距离值的取样区块多于一特定比例(例如80％或88.9％，其中80％指取样五个区块时，容许一个取样区块具有异常的距离值，而88.9％指取样九个区块时，容许一个取样区块具有异常的距离值)，否则视为异常子帧。该微控制器融合该多个子帧的环境影像的该多个像素的距离值，成为该帧的最终距离值。

请参阅图12A至图12F，在一帧包括六个子帧的实施例中，该六个子帧依序为图12A、图12B、图12C、图12D、图12E及图12F。其中，第二子帧(图12B)及第六子帧(图12F)有外光侵入。为了有效滤除受干扰的子帧，可将每一子帧中各取样区块内的每一像素所测得的距离值融合，作为该子帧该取样区块的子距离值，再将同一取样区块在六个子帧内的六个子距离值相互比较，以滤除异常值。在一个实施例中，滤除异常值的方式为计算同一取样区块在六个子帧内的六个子距离值的平均值(μ)、标准偏差(σ)、上阈值及下阈值，其中上阈值为平均值加上数个标准偏差(μ+nσ)，下阈值为平均值减去数个标准偏差(μ-nσ)，其中n的大小是依据实验数据及实际需求而定，且可为整数或非整数，例如(但不限于)1或1.5。在下文的表2、3及4所示的实施例中，是以n＝1为例进行说明，但本发明不以此为限。随后，汰除该多个子距离值中大于上阈值或小于下阈值的子帧，并融合其余子距离值相近的子帧，作为该帧的最终距离值。

表2、3及4显示可能的感测结果。在表2所示的范例中，在第一子帧时，取样区块A的前方无障碍物。此时，取样区块A的距离视为最远距离(例如500公尺)。在第二子帧时，取样区块A有外光侵入，而在第六子帧时，取样区块A、B、C、D、E皆有外光侵入。此时，如表2所示，取样区块A的第二子帧及第六子帧的距离值低于下阈值，故应视为异常值而滤除。而取样区块B、C、D、E的第六子帧的距离值皆低于个别下阈值，故应视为异常值而滤除。

表2

在表3所示的范例中，在第四子帧时，取样区块A有外光侵入，且测得的距离十分接近正常值，而在第六子帧时，取样区块A、B、C、D、E皆有外光侵入。此时，如表3所示，取样区块A的第四子帧的距离值高于上阈值，第六子帧的距离值低于下阈值，故应视为异常值而滤除。而取样区块B、C、D、E的第六子帧的距离值皆低于个别下阈值，故应视为异常值而滤除。由此，尽管取样区块A在第四子帧及第六子帧测得的距离十分接近正常值，该二子帧仍可被正确识别为异常值而滤除。

表3

在表4所示的范例中，在第六子帧时，取样区块B、C、D、E有外光侵入。此时，如表4所示，取样区块B、C、D、E的第六子帧的距离值皆低于个别下阈值，故应视为异常值而滤除。

表4

以上所述者仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上的限制，是以，凡有在相同的发明精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。

Claims (12)

1.一种光达系统，其特征在于，包括：

一微控制器；

一雷射光源，耦接至该微控制器；

一镜头模组，以及

一接收器，耦接至该微控制器，

其中：

该镜头模组包括一雷射分光镜模组及一接收器镜头模组，该雷射分光镜模组接收来自该雷射光源发射的雷射光，并将该雷射光绕射为多股绕射光，该多股绕射光向一目标发射；

该接收器镜头模组接收该多股绕射光接触该目标后反射的一反射光讯号，并向该接收器发出该反射光讯号；

该雷射光源以一周期时间射出一脉冲讯号；

该微控制器控制该接收器在每一周期时间内的一传感器快门时间内开启和一重置时间内关闭；

该光达系统的一帧包括多个子帧，每一子帧分别取像于每一周期时间；

每一子帧包括多个取样区块的一环境影像中，每一取样区块包括多个像素，每一反射光讯号于每一像素可依一飞行时间求得一距离值；

该微控制器将该多个像素的距离值取一平均距离值，代表该取样区块的平均距离值；

该微控制器比较该帧中每一子帧在相同取样区块上的平均距离值，汰除具有异常平均距离值的子帧，并融合其余具有相近平均距离值的子帧，作为该帧的一最终距离值。

2.根据权利要求1所述的光达系统，其特征在于，该接收器镜头模组包括至少一凹透镜及至少一凸透镜组成的焦距可调变透镜模组，依一测距范围调变视场大小。

3.根据权利要求1所述的光达系统，其特征在于，该接收器镜头模组包括多个固定焦距的透镜模组，每一透镜模组包括至少一凹透镜及至少一凸透镜，并依照一测距范围切换该多个固定焦距的透镜模组，以调变视场大小。

4.根据权利要求1所述的光达系统，其特征在于，该雷射分光镜模组包括一绕射光学组件及多个固定焦距的准直镜组，并依照一测距范围切换该多个固定焦距的准直镜组，以调变像场范围。

5.根据权利要求1所述的光达系统，其特征在于，该雷射分光镜模组包括一绕射光学组件及一个可变焦距的准直镜组，并依照一测距范围切换该准直镜组，以调变像场范围。

6.根据权利要求4或5所述的光达系统，其特征在于，该绕射光学组件将该雷射光绕射为该多股绕射光，该准直镜组被设置于该绕射光学组件的正前方，该准直镜组的镜面垂直于该雷射光的入射方向，将该多股绕射光收束为大致相互平行。

7.根据权利要求4或5所述的光达系统，其特征在于，更包括一凹面镜，该绕射光学组件将该雷射光绕射为该多股绕射光，该凹面镜收集该多股绕射光，该准直镜组被设置于该凹面镜的前方，将该多股绕射光收束为大致相互平行。

8.根据权利要求1所述的光达系统，其特征在于，该传感器快门时间及该重置时间依据测距范围而定。

9.根据权利要求8所述的光达系统，其特征在于，更包括一开始时间及一结束时间，该微控制器控制该接收器在每一周期时间内的该开始时间及该结束时间之间开启，其余时间关闭；

该开始时间依据测距范围下限而定，且

该结束时间依据测距范围上限而定。

10.一种光达系统，其特征在于，包括：

一微控制器；

一雷射光源，耦接至该微控制器；

一镜头模组，以及

一接收器，耦接至该微控制器，

其中：

该镜头模组包括一雷射分光镜模组及一接收器镜头模组，该雷射分光镜模组接收来自该雷射光源发射的雷射光，并将该雷射光绕射为多股绕射光，该多股绕射光向一目标发射；

该接收器镜头模组接收该多股绕射光接触该目标后反射的一反射光讯号，并向该接收器发出该反射光讯号；

该雷射光源以一周期时间射出一脉冲讯号；

该微控制器控制该接收器在每一周期时间内的一传感器快门时间内开启和一重置时间内关闭；

该光达系统的一帧包括一第一子帧、一第二子帧及一第三子帧，该第一子帧、该第二子帧及该第三子帧分别包括多个取样区块；

该第一子帧为该接收器于一第一传感器快门时间内接收的一第一反射光讯号经该微控制器运算而得；

该第二子帧为该接收器于一第二传感器快门时间内接收一第二反射光讯号经该微控制器运算而得；

该第三子帧为该接收器于一第三传感器快门时间内接收一第三反射光讯号经该微控制器运算而得；

在包括多个取样区块的一环境影像中，该微控制器比较该帧中每一子帧在多个相同位置的取样区块上的平均距离值，比较该第一反射光讯号的平均距离值及该第二反射光讯号的平均距离值是否相近；

若该第一反射光讯号及该第二反射光讯号的该多个相同位置的取样区块上的平均距离值相近，则该微控制器将该第一反射光讯号所代表的一第一距离值及该第二反射光讯号所代表的一第二距离值融合，作为该帧的最终距离值；

若该第一反射光讯号及该第二反射光讯号的该多个相同位置的取样区块上的平均距离值不同，且该第二反射光讯号及该第三反射光讯号的该多个相同位置的取样区块的平均距离值相近，则该微控制器将该第二反射光讯号所代表的该第二距离值及该第三反射光讯号所代表的一第三距离值融合，作为该帧的最终距离值；或

若该第一反射光讯号及该第二反射光讯号的该多个相同位置的取样区块上的平均距离值不同，且该第二反射光讯号及该第三反射光讯号的该多个相同位置的取样区块上的平均距离值不同，则该帧舍弃不用。

11.一种用于根据权利要求1所述的光达系统的外光干扰排除方法，其特征在于，该方法包括：

在一环境影像中取样多个取样区块，每一取样区块包括多个像素；

该多个取样区块中包括的像素总数不多于该环境影像中的像素数量的10％，且该多个取样区块的数量至少为五个；

对同一取样区块，在一帧的多个子帧的每一个传感器快门时间内，获取一反射光讯号，并依据该反射光讯号的该飞行时间，计算出该取样区块中每个像素所代表的距离值；

以该取样区块中所有的像素距离值计算平均值，代表该取样区块的平均距离值；

在该多个相同位置的取样区块的该多个子帧中，汰除平均距离值明显不同的子帧；

融合未被汰除的子帧的环境影像的距离值，成为该帧的该最终距离值。

12.根据权利要求11所述的外光干扰排除方法，其特征在于，更包括：

对该多个取样区块中之一者，在该帧的每一子帧内，将该取样区块中每一像素所测得的距离值融合，作为该子帧该取样区块的一子距离值；

计算该多个子帧的子距离值的一平均距离值、一标准偏差、一上阈值及一下阈值，其中该上阈值为该平均距离值加上数个该标准偏差，该下阈值为该平均距离值减去数个该标准偏差；以及

汰除该多个子距离值中大于该上阈值或小于该下阈值的子帧，并融合其余子距离值相近的子帧，作为该帧的该最终距离值。