CN117665770A - 激光雷达及其接收装置、数据接收方法和计算机可读介质 - Google Patents

Abstract

本说明书提供的激光雷达及其接收装置、数据接收方法和计算机可读介质，接收装置的采样模块包括与感光阵列的多个子阵列相对应的多个采样电路组，当回波光斑落在至少两个子阵列上时，采样模块能够采用一个采样电路组采集所述至少两个子阵列的电信号，也即是，通过一个采样电路组能够采集回波光斑的完整电信号，在保持激光雷达低功耗的同时，保证回波信号的完整性，克服了激光雷达发射端与接收端对准关系偏移时低功耗和光信号完整性相互冲突的问题。

Description

激光雷达及其接收装置、数据接收方法和计算机可读介质

技术领域

本说明书涉及激光雷达的技术领域，尤其涉及一种激光雷达及其接收装置、数据接收方法和计算机可读介质。

背景技术

激光雷达是一种通过激光器向周围环境发出探测光，通过探测器接收从环境中障碍物发射回来的回波光的传感器，通过发出探测光与接收到回波光的时间差，可以获取障碍物的距离和位置信息。探测器是一种光电传感器，回波光被汇聚在探测器的光敏面形成回波光斑，探测器将接收的光信号进行光电转换得到电信号。进而，激光雷达可以采集该电信号并进行处理，获得障碍物的探测数据。

激光雷达的应用中，发射端的多个发光单元与接收端的多个感光像素为一一对应的关系，一个发光单元和一个感光像素可构成一个探测通道，即探测通道中的发光单元发出探测光后，对应的回波光斑被汇聚在该探测通道内的感光像素的光敏面上，感光像素进行光电转换后，进而通过与该感光像素相连接的采样电路对回波电信号进行采样和输出，经过进一步处理获得探测数据。然而，在激光雷达的装调过程中，发光单元和感光像素的对准难度很大，很可能与设定位置存在偏差；此外，即使发光单元和感光像素在装调中完全对准，在激光雷达的运行过程中受到热或应力等扰动，也可能造成发光单元和感光像素的对准发生偏移。如果发光单元和感光像素的位置对应关系发生偏移，会导致一个发光单元发出的探测光对应的回波光斑偏离对应探测通道的感光像素，可能跨越两个探测通道的感光像素。此时，若仍采用该探测通道的采样电路进行数据采集，会丢失部分回波信号，降低信噪比；若要保证回波信号的完整性，则需要在每个探测通道进行探测时，同时激活被回波光斑覆盖的两个感光像素对应的两个采样电路同时采集电信号，导致激光雷达的功耗过大。

发明内容

本说明书提供的激光雷达及其接收装置、数据接收方法和计算机可读介质，能够解决激光雷达发射端与接收端对准关系偏移时低功耗和光信号完整性相互冲突的问题。

一方面，本说明书提供一种激光雷达的接收装置，包括：感光阵列，被配置为接收回波光斑并将光信号转换为电信号；以及接收电路，与所述感光阵列连接，被配置为采集所述电信号并输出探测数据，其中，所述感光阵列包括沿第一方向排布的多个子阵列，每个所述子阵列包括多个感光单元；所述接收电路，包括：采样模块，包括与所述多个子阵列相对应的多个采样电路组，当所述回波光斑落在至少两个子阵列上时，所述采样模块能够采用一个采样电路组采集所述至少两个子阵列的电信号。

根据本申请的一些实施例，所述接收电路还包括：选通模块，与所述感光阵列连接，包括多个选通电路，被配置为选通目标感光像素以接收所述回波光斑，并输出所述电信号。

根据本申请的一些实施例，通过目标选通电路选通目标感光像素，使所述目标感光像素与所述回波光斑在所述感光阵列上的分布相对应，目标采样电路组与所述目标选通电路连接，能够采集所述目标感光像素输出的所述电信号。

根据本申请的一些实施例，每个所述子阵列包括沿第一方向和第二方向排布的多个感光单元，所述第二方向与所述第一方向垂直；所述接收电路还包括选通模块，所述选通模块包括与第一方向的感光单元一一对应的第一选通电路，和与第二方向的感光单元一一对应的第二选通电路，所述第一选通电路和所述第二选通电路使每个感光单元可独立选通。

根据本申请的一些实施例，所述采样电路组包括与所述子阵列的第一选通电路一一对应连接的多个采样电路，所述多个采样电路还与所述子阵列的相邻子阵列的第一选通电路一一对应连接。

根据本申请的一些实施例，所述采样模块还包括至少一个选择器，每个所述采样电路通过一个选择器分别同所对应的子阵列的第一选通电路和所述相邻子阵列的第一选通电路连接，每个选择器，被配置为控制对应的采样电路仅同一个所述第一选通电路相连通。

根据本申请的一些实施例，所述第二选通电路，被配置为在探测窗口内，依次选通不同区域的感光单元以构成目标感光单元组，使所述目标感光单元组的位置与所述回波光斑在目标感光像素上的分布相对应。

根据本申请的一些实施例，所述采样模块还包括移动单元，与所述采样电路连接，所述移动单元被配置为将所述采样电路与至少一个第二选通电路连通以构成采样区域；所述移动单元在所述探测窗口内，使所述采样区域沿所述第二方向移动。

根据本申请的一些实施例，所述采样区域的移动频率与所述采样电路的采样频率一致。

根据本申请的一些实施例，所述采样区域的移动步长小于所述采样区域在所述第二方向上的长度，使所述采样区域在相邻两个采样周期内部分重叠。

另一方面，本说明书还提供一种激光雷达的数据接收方法，包括：通过感光阵列中的目标感光像素接收回波光斑，并将光信号转换为电信号；以及通过接收电路采集所述电信号并输出探测数据，其中，所述感光阵列包括沿第一方向排布的多个子阵列，每个所述子阵列包括多个感光单元；所述接收电路包括采样模块，所述采样模块包括与所述多个子阵列一一对应的多个采样电路组；所述目标感光像素与所述子阵列的对应关系基于校准处理的结果确定；所述通过接收电路采集所述电信号并输出探测数据包括：通过目标采样电路组采集所述目标感光像素输出的所述电信号并输出所述探测数据。

根据本申请的一些实施例，所述接收电路还包括与所述感光阵列连接的选通模块，所述选通模块包括多个选通电路，所述通过接收电路采集所述电信号并输出探测数据还包括：通过所述选通模块选通所述目标感光像素，使所述目标感光像素输出所述电信号。

根据本申请的一些实施例，所述通过选通模块选通目标感光像素包括：通过所述选通模块中的第一选通电路和第二选通电路使所述目标感光像素中的每个感光单元独立选通，其中，每个所述子阵列包括沿第一方向和第二方向排布的多个感光单元，所述第二方向与所述第一方向垂直，所述第一选通电路对应所述第一方向的感光单元，所述第二选通电路对应所述第二方向的感光单元。

根据本申请的一些实施例，所述采样电路组包括与所述子阵列的第一选通电路一一对应的多个采样电路，所述多个采样电路还与所述子阵列的相邻子阵列的第一选通电路一一对应连接，当所述目标感光像素包括多个子阵列中的感光单元时，所述通过目标采样电路组采集所述目标感光像素输出的所述电信号包括：通过与一个所述子阵列相对应的所述目标采样电路组采集所述目标感光像素输出的所述电信号，其中，所述目标采样电路组中存在至少一个采样电路采集所述目光感光像素在相邻子阵列中包括的所述感光单元输出的所述电信号。

根据本申请的一些实施例，所述方法还包括：通过至少一个选择器将所述目标采样电路组与所述目标感光像素的第一选通电路相连通，所述目标采样电路组中的每个采样电路通过一个选择器分别同两个所述子阵列的第一选通电路连接。

根据本申请的一些实施例，所述通过选通模块选通目标感光像素包括：通过所述第二选通电路在所述探测窗口内，依次选通不同区域的感光单元以构成目标感光单元组，使所述目标感光单元组的位置与所述回波光斑在所述目标感光像素上的分布相对应。

根据本申请的一些实施例，通过所述目标采样电路组采集所述目标感光像素输出的所述电信号包括：通过移动单元将所述目标采样电路组与至少一个第二选通电路连通以构成采样区域；以及控制所述移动单元在所述探测窗口内，使所述采样区域沿所述第二方向移动，进而使所述目标采样电路组在移动的所述采样区域内对所述目标感光像素输出的所述电信号进行采集。

第三方面，本说明书还提供一种激光雷达，包括：至少一个存储介质，存储有至少一组指令集用于数据接收；以及至少一个处理器，同所述至少一个存储介质通信连接，其中当所述激光雷达运行时，所述至少一个处理器读取所述至少一个指令集并实施第二方面中任一项所述的数据接收方法。

第四方面，本说明书还提供一种非暂存性计算机可读介质，其上存储有至少一组指令集用于数据接收，其中，所述至少一组指令集被处理器执行时指示所述处理器执行第一方面所述的数据接收方法。

由以上技术方案可知，本说明书提供的激光雷达的接收装置中，采样模块包括与感光阵列的多个子阵列相对应的多个采样电路组，当回波光斑落在至少两个子阵列上时，采样模块能够采用一个采样电路组采集所述至少两个子阵列的电信号，也即是，通过一个采样电路组能够采集到回波光斑的完整电信号，在保持激光雷达低功耗的同时，保证回波信号的完整性，克服了激光雷达发射端与接收端对准关系偏移时低功耗和光信号完整性相互冲突的问题。本说明书提供的激光雷达的接收装置可以降低激光雷达的装调难度，并且在装调后感光阵列偏离预设位置，或者在激光雷达的应用过程中感光阵列偏离预设位置时，均可以只采用一个子阵列对应的采样电路采集一个探测通道完整的回波电信号，不需要重新装调，从而可以提高接收电路的效率，在保持低功耗的同时，提高激光雷达的探测能力。

本说明书提供的激光雷达的数据接收方法中，目标感光像素与子阵列的对应关系基于校准处理的结果确定，使得目标感光像素可以对应一个子阵列，也可以对应两个子阵列，对应关系取决于对感光阵列的位置校准结果，使得目标感光像素可以对应相应探测通道的回波光斑位置，接收完整的回波光信号，进而通过目标采样电路组采集目标感光像素输出的电信号并输出探测数据。也即是，无论回波光斑被汇聚在一个子阵列上还是两个子阵列上，都可以确定与回波光斑被汇聚的子阵列所对应的目标感光像素，保证能接收到完整的回波光斑。

本说明书提供的激光雷达及其接收装置、数据接收方法和计算机可读介质的其他功能将在以下说明中部分列出。根据描述，以下数字和示例介绍的内容将对那些本领域的普通技术人员显而易见。本说明书提供的激光雷达及其接收装置、数据接收方法和计算机可读介质的创造性方面可以通过实践或使用下面详细示例中所述的方法、装置和组合得到充分解释。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例中的技术方案，下面将对实施例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说明书的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本说明书的一些实施例提供的激光雷达001的结构示意图；

图2示出了根据本说明书的一些实施例提供的一种激光雷达的发射装置20和接收装置40的结构示意图；

图3示出了根据本说明书的一些实施例提供的一种接收装置400的结构示意图；

图4示出了根据本说明书的一些实施例提供的一种接收装置400的结构示意图；

图5示出了根据本说明书的一些实施例提供的一种接收装置400的电路原理示意图；

图6示出了根据本说明书的一些实施例提供的旁轴激光雷达的原理示意图；

图7示出了根据本说明书的一些实施例提供的目标感光像素的示意图；

图8示出了根据本说明书的一些实施例提供的移动单元422-5与采样电路连接的示意图；

图9示出了根据本说明书的一些实施例提供的采样区域沿第二方向移动的示意图；

图10示出了根据本说明书的一些实施例提供的激光雷达的数据接收方法P100的流程图；以及

图11示出了根据本说明书的一些实施例提供的控制设备600的硬件结构图。

具体实施方式

以下描述提供了本说明书的特定应用场景和要求，目的是使本领域技术人员能够制造和使用本说明书中的内容。对于本领域技术人员来说，对所公开的实施例的各种局部修改是显而易见的，并且在不脱离本说明书的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用。因此，本说明书不限于所示的实施例，而是与权利要求一致的最宽范围。

这里使用的术语仅用于描述特定示例实施例的目的，而不是限制性的。比如，除非上下文另有明确说明，这里所使用的，单数形式“一”，“一个”和“该”也可以包括复数形式。当在本说明书中使用时，术语“包括”、“包含”和/或“含有”意思是指所关联的整数，步骤、操作、元素和/或组件存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或组的存在或在该系统/方法中可以添加其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或组。

考虑到以下描述，本说明书的这些特征和其他特征、以及结构的相关元件的操作和功能、以及部件的组合和制造的经济性可以得到明显提高。参考附图，所有这些形成本说明书的一部分。然而，应该清楚地理解，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在限制本说明书的范围。还应理解，附图未按比例绘制。

本说明书中使用的流程图示出了根据本说明书中的一些实施例的系统实现的操作。应该清楚地理解，流程图的操作可以不按顺序实现。相反，操作可以以反转顺序或同时实现。此外，可以向流程图添加一个或多个其他操作。可以从流程图中移除一个或多个操作。

图1是根据本发明一些实施例所示的激光雷达001的结构示意图。激光雷达001是发射探测光(激光束)以探测障碍物002的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向周围环境发射探测光，然后接收从障碍物反射回来的回波光信号，并转换为回波电信号，作适当处理后，就可获得障碍物的探测信息，如障碍物相对于激光雷达001的距离、方位、速度等参数。激光雷达001在工作时可以在视场角范围内向不同方位角发射探测光，并接收对应方位角的障碍物反射回的回波光，从而获得该方位角内障碍物的探测信息。根据视场角范围内各个方位角的探测数据，生成一帧点云数据。

如图1所示，激光雷达001可以包括发射装置200、接收装置400和控制设备600。发射装置200工作时可以以预设时序向外射出激光束。接收装置400可以接收从障碍物反射回来的回波光信号，进行光电转换后输出回波电信号，以用于获取探测数据。控制设备600可以控制发射装置200和接收装置400，并处理所述探测数据以得到障碍物的距离、方位等探测信息。

图2示出了一种激光雷达的发射装置20和接收装置40的结构示意图。接收装置40可以包括感光阵列41和接收电路42。

所述感光阵列41可以包括沿第一方向排布的多个子阵列，每个子阵列可以构成一个感光像素。第一方向例如可以是竖直方向(比如在所述激光雷达001的光轴位于水平面时，第一方向为与水平面垂直的方向)。所述子阵列例如可以是雪崩式光电二极管(Avalanche Photodiode，APD)阵列、单光子雪崩二极管(Single Photon AvalancheDiode，SPAD)阵列、硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier Tube，SiPM)阵列等等。每个子阵列可以包括多个感光单元，图2中的多个空心小圆圈表示多个感光单元。感光单元可以为SPAD。接收电路42与所述感光阵列41连接，可以采集所述感光阵列41输出的电信号，并输出探测数据。接收电路42包括多个采样电路(图中未示出)，与子阵列一一对应，以采集子阵列输出的回波电信号。

如图2所示，激光雷达还包括发射装置20，发射装置包括发射阵列。发光单元适于发射探测激光束，发光单元可以包括一个或多个垂直腔面发射激光器(Vertical-CalvitySurface-Emitting Laser，VCSEL)、边缘发射激光器(Edge Emitting Laser，EEL)或其他激光发射器。

本领域技术人员可以理解，激光雷达的发射装置20和接收装置40还可以包括其他组件，如透镜或透镜组(图中未示出)。

如前所述，激光雷达的发射阵列和感光阵列存在视场对应关系，可以构成多个探测通道。如图2所示，发光单元A向预设的方位角发射探测光，该方位角的障碍物反射的回波光被汇聚在感光子阵列A的光敏面上，由感光子阵列A对回波光信号进行光电转换和输出，即发光单元A和感光子阵列A构成一个探测通道A。可以理解，发射阵列中的其他发光单元与感光阵列中的其他感光子阵列可以一一对应，分别构成探测通道。

然而，发光单元和感光子阵列的尺寸都非常小，发射阵列和感光阵列的对准装调难度很大，造成图2所示的发射阵列和感光阵列的相对位置偏离预设的对准关系。如果发光单元和感光像素的位置对应关系发生偏移，会导致一个发光单元发出的探测光对应的回波光斑偏离对应探测通道的感光子阵列，可能跨越两个探测通道的感光子阵列。在图2示意的情况中，感光阵列相对于发射阵列向上偏移。其中，探测通道A的发光单元A发射探测光后，被障碍物反射的回波光被汇聚后的回波光斑(如图2中黑色实心圆圈所示)落在该探测通道A的感光子阵列A以及相邻探测通道的感光子阵列B上。相应的，发光单元B发射的探测光，被障碍物反射后获得的回波光斑会落在感光子阵列B及其下方的感光子阵列上。每个探测通道的回波光斑都会相对于预设位置发生偏移。

在这种由于发射阵列和感光阵列的位置对应关系发生偏移而导致光斑偏移出对应通道的感光子阵列的情况下，接收电路42如果仍然只采集子阵列A的电信号，则会丢失分布在子阵列B上的回波信号，导致回波信号的损失，降低信噪比，影响激光雷达的探测能力。为了保证回波信号的完整性，现有技术通常会同时开启接收电路42中子阵列A对应的采样电路和子阵列B对应的采样电路，以同时采集子阵列A的电信号和子阵列B的电信号。然而，每个探测通道的回波光斑都会发生偏移并覆盖两个相邻的子阵列，那么每一个探测通道的探测都需要两个探测通道的采样电路同时工作，导致激光雷达的功耗过大。

需要说明的是，图2示意的情况为感光阵列相对于发射阵列向上偏移，但在实际情况下，感光阵列相对于发射阵列可以在其他各个方向发生偏移，本说明书对此不作限定。

本说明书实施例提供一种激光雷达的接收装置，包括：感光阵列，被配置为接收回波光斑并将光信号转换为电信号；以及接收电路，与所述感光阵列连接，被配置为采集所述电信号并输出探测数据，其中，所述感光阵列包括沿第一方向排布的多个子阵列，每个所述子阵列包括多个感光单元；所述接收电路，包括：采样模块，包括与所述多个子阵列相对应的多个采样电路组，当所述回波光斑落在至少两个子阵列上时，所述采样模块能够采用一个采样电路组采集所述至少两个子阵列的电信号。

本说明书实施例提供的激光雷达的接收装置中，采样模块包括与感光阵列的多个子阵列相对应的多个采样电路组，当回波光斑落在至少两个子阵列上时，采样模块能够采用一个采样电路组采集所述至少两个子阵列的电信号，也即是，通过一个采样电路组能够采集到回波光斑的完整电信号，在保持激光雷达低功耗的同时，保证回波信号的完整性，克服了激光雷达发射端与接收端对准关系偏移时低功耗和光信号完整性相互冲突的问题。本说明书提供的激光雷达的接收装置可以降低激光雷达的装调难度，并且在装调后感光阵列偏离预设位置，或者在激光雷达的应用过程中感光阵列偏离预设位置时，均可以只采用一个子阵列对应的采样电路采集一个探测通道完整的回波电信号，不需要重新装调，从而可以提高接收电路的效率，在保持低功耗的同时，提高激光雷达的探测能力。

图3示出了根据本发明的一些实施例提供的一种接收装置400的结构示意图。接收装置400包括感光阵列410和接收电路420。

感光阵列410的结构可以参考对感光阵列41的描述，在此不再赘述。

接收电路420包括采样模块422，采样模块422包括与多个子阵列相对应的多个采样电路组422-1，所述采样电路组422-1的数量与所述感光阵列410的子阵列数量相同并存在预先设定的对应关系。例如，在图3中，感光阵列410包括子阵列A、B……P，其中P为大于1的正整数，则采样模块422对应包括采样电路组422-1A、422-1B、……、422-1P。

本发明的实施例中，当回波光斑落在至少两个子阵列上时，采样模块能够采用一个采样电路组采集所述至少两个子阵列的电信号。

在一具体示例中，当回波光斑落在两个子阵列上时，采样模块422能够采用一个采样电路组422-1采集这两个子阵列的电信号。如图3所示，在子阵列A对应的探测通道A的回波光斑落在子阵列A和子阵列B的光敏面上(如图3的黑色实心圆圈所示)时，通过子阵列A对应的采样电路组422-1A既能采集子阵列A的电信号，也能采集子阵列B的电信号(如图3中的空心箭头所示)，从而实现通过一个采样电路组422-1A采集完整的回波信息。

可见，本说明书提供的接收装置400，如果发生光斑偏移的情况导致回波光斑偏离了对应探测通道的子阵列，接收电路420可以只启动一个采样电路组而采集被回波光斑覆盖的子阵列上的电信号。也即是，不需要同时开启两个子阵列对应的采样电路组也能采集到回波光斑的完整电信号，一个探测通道的探测只需要一个探测通道的采样电路组工作，降低了激光雷达功耗的同时，保证了回波信号的完整性，克服了激光雷达发射端与接收端对准关系偏移时低功耗和光信号完整性相互冲突的问题。本说实施例提供的激光雷达的接收装置可以降低激光雷达的装调难度，并且在装调后感光阵列偏离预设位置，或者在激光雷达的应用过程中感光阵列偏离预设位置时，均可以只采用一个子阵列对应的采样电路采集一个探测通道完整的回波电信号，不需要重新装调，从而可以提高接收电路的效率，在保持低功耗的同时，提高激光雷达的探测能力。

需要说明的是，采样电路组与子阵列的映射关系不限于图3的示例，只要能实现通过一个采样电路组422-1能够采集回波光斑所分布的子阵列上的电信号即可。在一些示例中，子阵列B对应的采样电路组422-1B还能够采集子阵列A的电信号，在子阵列A对应的探测通道的回波光斑落在子阵列B的光敏面，或者同时落在子阵列A和子阵列B的光敏面上(如图3的黑色实心圆圈所示)时，可以通过该探测通道的采样电路组422-1B采集与回波光斑对应子阵列的电信号，获得完整的回波信息。

在一些实施例中，所述接收电路还可以包括选通模块，所述选通模块与所述感光阵列连接。具体的，所述选通模块包括多个选通电路。所述选通模块可以选通目标感光像素，通过所述目标感光像素接收回波光斑，并输出电信号。

具体的，目标感光像素包括用于接收回波光斑的感光单元阵列，目标感光像素与探测通道一一对应，每个目标感光像素适于对相应探测通道的回波光斑的光信号进行光电转换以输出电信号，用于获得该探测通道的探测信息。在具体示例中，目标感光像素可以与感光阵列中的子阵列一一对应，即每个子阵列作为一个目标感光像素；也可以为其他对应关系，如部分子阵列和部分相邻的子阵列构成一个目标感光像素。

在一些实施例中，如图3所示，所述选通模块424可以通过目标选通电路选通所述目标感光像素，使所述目标感光像素与所述回波光斑在感光阵列410上的分布相对应。

通过目标感光像素与回波光斑在感光阵列上的分布相对应，可以使与回波光斑相对应的子阵列或部分子阵列构成目标感光像素，以接收完整的回波光信号；另一方面，不会被回波光斑覆盖的部分子阵列，即使是在预先设定的对应探测通道中，也不用于构成目标感光像素，不被选通接收光信号，从而可以在保证回波光信号完整的情况下，减少对噪声的接收，提高探测信噪比。

在一具体示例中，每个子阵列包括N行感光单元，N为大于1的正整数。如果发射阵列和感光阵列严格按照预设关系对准，即探测通道A的回波光斑落在子阵列A的光敏面上，则目标选通电路可以选通子阵列A作为目标感光像素。相应的，每个子阵列均作为对应探测通道的目标感光像素。而如果发射阵列和感光阵列相对于预设关系发生偏移，例如回波光斑落在子阵列B的光敏面上，或同时落在子阵列A和子阵列B的光敏面上，则目标选通电路可以选通目标感光像素，使目标感光像素包括被回波光斑覆盖的感光单元。例如，感光阵列相对于发射阵列向上偏移，使得每个探测通道的回波光斑相对于该通道预设对应的子阵列向下偏移2行感光单元的距离，则可以将每个探测通道对应的子阵列中第3行～第N行感光单元，以及下方相邻子阵列的第1行和第2行感光单元，共同组成目标感光像素，对相应的探测通道的回波光斑进行接收和光电转换。如图3所示，子阵列A的第3行～第N行感光单元与子阵列B的第1行和第2行感光单元作为通道A的目标感光像素，其他探测通道的设置依次调整。从而可以使目标感光像素与回波光斑在感光阵列上的分布相对应，保证接收完整的回波光信号，并减少噪声，提升信噪比。

在一些实施例中，感光阵列的每个子阵列可以包括沿第一方向和第二方向排布的多个感光单元，第二方向与第一方向垂直。感光单元排列的第一方向可以和子阵列排列的第一方向一致，比如都为竖直方向，那么，第二方向即为水平方向。也可以说，每个子阵列包括多行和多列感光单元。

相应地，选通模块可以包括与第一方向的感光单元一一对应的第一选通电路，和与第二方向的感光单元一一对应的第二选通电路，所述第一选通电路和所述第二选通电路使每个感光单元可独立选通。例如，如图3所示，第一选通电路可以为行选通电路，每个第一选通电路424-1分别与在竖直方向上排布的每行感光单元连接。第二选通电路为列选通电路，每个第二选通电路424-3分别与在水平方向上排布的每列感光单元连接。因此，每个感光单元分别与一个第一选通电路和一个第二选通电路相连接，通过第一选通电路和第二选通电路可以使每个感光单元独立选通。

具体的，可以通过第一选通电路和第二选通电路选通多个感光单元，构成目标感光像素，使目标感光像素与回波光斑在感光阵列上的分布相对应，以提升激光雷达的探测信噪比。

在一些实施例中，所述采样电路组包括多个采样电路。多个采样电路可以与子阵列的第一选通电路一一对应连接，同时，所述多个采样电路还与该子阵列的相邻子阵列的第一选通电路一一对应连接。也即是，每个采样电路可以分别同至少两个相邻的子阵列的第一选通电路连接，使得每个采样电路组能够采集来自至少两个子阵列的电信号。在具体实施中，一个采样电路组中每个采样电路可以采集与该采样电路组对应的子阵列的电信号，或者采集与所述子阵列相邻的子阵列的电信号。

图4示出了根据本发明的一些实施例提供的一种接收装置400的结构示意图。图4示意了感光阵列410的3个子阵列A、B、C，每个子阵列包括4行感光单元作为示意，其中子阵列A包括第0行至第3行的感光单元，子阵列B包括第4行至第7行的感光单元，子阵列C包括第8行至第11行的感光单元。相应地，采样模块422对应包括3个采样电路组422-1，其中子阵列A对应于采样电路组422-1A，子阵列B对应采样电路组422-1B，子阵列C对应采样电路组422-1C。每个采样电路组422-1包括4个采样电路，以采样电路组422-1A为例，其包括序号分别为1、2、3、4的4个采样电路。

具体的，采样电路组中的每个采样电路分别同对应的子阵列的第一选通电路一一连接；同时，每个采样电路还分别同至少一个相邻子阵列的第一选通电路连接，每个采样电路组中的多个采样电路还与至少一个相邻子阵列的多个第一选通电路一一对应连接。在图4的示例中，实线表示每个采样电路与对应子阵列的一行感光单元的第一选通电路连接，虚线表示每个采样电路与相邻子阵列的一行感光单元的第一选通电路连接。

以采样电路组422-1A为例，采样电路组422-1A的第1采样电路分别同子阵列A中第0行感光单元的第一选通电路和子阵列B中第4行感光单元的第一选通电路连接。类似地，采样电路组422-1A的第2采样电路分别对应连接到子阵列A中第1行感光单元的第一选通电路和子阵列B中第5行感光单元的第一选通电路，采样电路组422-1A的第3采样电路分别对应连接到子阵列A中第2行感光单元的第一选通电路和子阵列B中第6行感光单元的第一选通电路，采样电路组422-1A的第4采样电路分别对应连接到子阵列A中第3行感光单元的第一选通电路和子阵列B中第7行感光单元的第一选通电路。采样电路组422-1B和采样电路组422-1C的连接关系与采样电路组422-1A类似，在此不再赘述。

通过图4中采样模块422的连接方式，能够在发射阵列和感光阵列相对于预设对准关系发生偏移时，在低功耗的情况下采集到完整的回波信号。具体地，在图4中，探测通道的回波光斑相对于预设对应的子阵列向下偏移，偏移量为2行，每个探测通道的回波光斑可以落在两个子阵列的感光单元上。例如，探测通道A的回波光斑落在子阵列A的第2行、第3行感光单元，以及子阵列B的第4行、第5行感光单元上。此时，在探测通道A进行探测时，子阵列A的第0行和第1行感光单元接收不到回波信号，只有第2行、第3行感光单元能接收到部分回波信号，而另一部分回波信号可以被子阵列B的第4行、第5行感光单元接收。在这种情况下，对于探测通道A，激光雷达001可以控制子阵列A第2行、第3行感光单元对应的第一选通电路424-1选通所述第2行、第3行感光单元，同时控制子阵列B第4行、第5行感光单元对应的第一选通电路424-1选通所述子阵列B的第4行、第5行感光单元，从而组成探测通道A的目标感光像素。这样激光雷达001可以选通与回波光斑在感光阵列上对应位置的感光单元组成目标感光像素，从而降低了激光雷达的功耗，同时可以接收完整的回波信号，提高激光雷达的探测信噪比。

而且，通过本发明实施例的连接方式，使得每个采样电路能够采集两个相邻子阵列的电信号，因此即使回波光斑落在两个相邻的子阵列、或其他探测通道对应的子阵列时，也能够实现只通过一个采样电路组中的采样电路采集到回波光斑的完整电信号。如图4所示，探测通道A的回波光斑分布在感光阵列410的第2行至第5行这4行感光单元(覆盖子阵列A和子阵列B)，仍然可以采用探测通道A对应的采样电路组422-1A对该探测通道的回波信号进行采样。具体的，采样电路组422-1A包括第1～第4采样电路，其中，第1采样电路与第0行和第4行感光单元连接，可以使其对第4行感光单元的电信号进行采样；第2采样电路与第2行和第5行感光单元连接，可以使其对第5行感光单元的电信号进行采样；而第3采样电路和第4采样电路分别对第3行和第4行感光单元的电信号进行采样(如图4中的两条加粗的实线和两条加粗的虚线所示)。由此，即使发射阵列和感光阵列相对于预设对准关系发生偏移，造成每个探测通道的回波光斑偏离预设对应的感光子阵列，采用本发明实施例的技术方案，仍然可以只采用一个采样电路组接收到完整的回波信号，从而提高接收电路效率，降低激光雷达的功耗。

需要说明的是，图4所示的示例中，子阵列B中每行感光单元对应的第一选通电路除了与采样电路组422-1B中的采样电路一一连接，还与采样电路组422-1A的采样电路一一连接，子阵列C中每行感光单元对应的第一选通电路除了与采样电路组422-1C中的采样电路一一连接，还与采样电路组422-1B的采样电路一一连接，相当于子阵列的每行感光单元都与两个采样电路具有数据流映射关系。也就是说，子阵列B中每行感光单元输出的数据流既可以输出给采样电路422-1A也可以输出给采样电路422-1B；子阵列C中每行感光单元输出的数据流既可以输出给采样电路422-1B也可以输出给采样电路422-1C。但本发明不限于上述映射关系。采样电路与每行感光单元或第一选通电路可以不是一一对应的关系。

在一些实施例中，可以将每个子阵列中的M行感光单元作为一组，M为大于1的正整数。例如，M＝2、M＝3等。每个采样电路可以分别对应一组感光单元，即每个采样电路可以与对应子阵列的M行感光单元的M个第一选通电路424-1连接，同时与至少一个相邻子阵列的M行感光单元的M个第一选通电路424-1连接。通过将M设为大于1的正整数，即采样电路与第一选通电路为一对多的关系，可以减少采样电路的数量，减少感光阵列与接收电路之间的交叉布线，降低接收电路的走线难度。

还需要说明的是，与每个采样电路对应的两行或两组感光单元在各自子阵列中的相对位置(如行数)可以相同，也可以不同。比如，在图4中，与采样电路组422-1A的第1采样电路对应的两行感光单元分别为子阵列A和第阵列B的第1行感光单元。在其他示例中，第1采样电路对应的两行或两组感光单元可以是子阵列A的第1行感光单元和子阵列B的第2行和/或其他行感光单元。

在一些实施例中，所述采样模块还可以包括至少一个选择器。每个采样电路可以通过一个选择器分别同对应子阵列的第一选通电路和相邻子阵列的第一选通电路连接。

在一具体示例中，每个采样电路可以通过一个选择器分别同两个相邻子阵列的两个第一选通电路连接。或者，每个采样电路可以通过一个选择器分别同两个相邻子阵列的两组第一选通电路连接。每个选择器可以控制对应的采样电路仅同一个或一组第一选通电路连通。可以理解的是，虽然每个采样电路与两个或两组以上的第一选通电路连接，具有数据流映射关系，但可以通过选择器，使每个采样电路只与一个或一组第一选通电路连通，即在探测时每个采样电路只采样或接收一个或一组第一选通电路的电信号。

具体的，在一个探测通道进行探测时，与该探测通道对应的采样电路组所包含的多个采样电路中，每个采样电路均与至少两个或两组第一选通电路连接，所述至少两个或两组第一选通电路所对应的感光单元不同时接收该探测通道的回波信号。例如，只有一个或一组第一选通电路对应的感光单元可以接收到回波信号，而其他第一选通电路所对应的感光单元不被回波光斑覆盖。通过选择器控制采样电路仅同一个或一组第一选通电路连通，可以对回波信号进行针对性的采样，减少对无效信号的采样，从而提高接收电路效率，降低功耗。

图5示出了根据本发明的一些实施例提供的接收装置400的电路原理示意图。如图5所示，相邻两个子阵列A、B各自的一行或一组感光单元通过一个选择器422-3对应连接到同一个采样电路。子阵列A可以输出电信号形式的数据流A，选择器422-3可以将所述数据流A输出到该采样电路，该采样电路进而可以对子阵列A进行数据采样。子阵列B可以输出电信号形式的数据流B，选择器422-3可以将所述数据流B输出到该采样电路，该采样电路进而可以对子阵列B进行数据采样。也即是，通过选择器422-3的控制，采样电路既可以采集子阵列A的电信号，也可以采集子阵列B的电信号。为了能够避免对无效信号的采样，可以通过对选择器的使能信号的选择来确定采样电路的采样位置，即采样电路与子阵列A的第一选通电路连通、采集子阵列A的电信号，还是与子阵列B的第一选通电路连通、采集子阵列B的电信号。

在一具体示例中，采样电路与选择器一一对应。每个采样电路至少与对应子阵列的第一选通电路和相邻子阵列的第一选通电路连接，通过一一对应的选择器，可以控制每个采样电路与哪个或哪组第一选通电路连通，以对该第一选通电路输出的电信号进行采样。

需要说明的是，虽然上述实施例中以感光子阵列沿第一方向排布构成的线性感光阵列为例对本发明的原理进行说明，但在实际应用中，感光阵列还可以包括沿第二方向排布的多个感光子阵列，如感光阵列包括二维排布的子阵列或其他形式，本发明对此不作限定。

在一些实施例中，选通模块还包括第二选通电路。在一些示例中，第二选通电路被配置为在探测窗口内，依次选通不同区域的感光单元以构成目标感光单元组，使所述目标感光单元组的位置与回波光斑在目标感光像素上的分布相对应。

对于旁轴激光雷达(发射装置和接收装置具有不同的透镜或透镜组)而言，随着激光雷达与障碍物之间距离的增大，回波光斑会在感光阵列的水平方向上从接收装置向发射装置的方向移动。在一定时间内每个探测通道的回波光斑仅聚焦在对应的目标感光像素上的局部区域。

图6示出了根据本发明的一些实施例提供的旁轴激光雷达的原理示意图。发射装置200通过激光器发射的激光束通过透镜(组)投射到障碍物(图6未示出障碍物)，经所述障碍物反射的回波光经过接收装置的透镜(组)被聚焦在探测器上。随着障碍物与激光雷达之间的距离增大，回波光从光线1变为光线2，回波光斑从探测器的位置1移动到位置2。

根据本发明的实施例，通过第二选通电路在探测窗口内依次选通不同区域的感光单元以构成目标感光单元组，使所述目标感光单元组的位置与所述回波光斑在目标感光像素上的分布相对应。所述探测窗口，是指一个探测通道发射探测光，目标感光像素开始接收回波信号，至对应最远目标距离的回波信号返回激光雷达、该次探测结束的时间窗口；也即，对应于一束探测光，目标感光像素从开始接收与该探测光对应的回波信号的时刻、至结束接收与该探测光对应的回波信号的时刻之间的时间段。根据上述分析，回波光斑在探测窗口内在目标感光像素的第二方向上移动，通过使目标感光单元组的位置与回波光斑在目标感光像素上的分布相对应，可以使被与回波光斑对应的目标感光单元组对回波信号进行接收，不被回波光斑覆盖的感光单元可以处于未激活或未选通状态，从而能够降低激光雷达的功耗，同时避免接收过多环境光等干扰信号，提高探测的信噪比。

具体的，第二方向与发射装置和接收装置的相对位置相适应。在发射装置和接收装置在水平方向相对设置时，第二方向为水平方向。

图7示出了根据本发明的一些实施例提供的目标感光像素的示意图。如图7所示，感光阵列430在第二方向包括三个区域，分别为第一区440-1、第二区440-2和第三区440-3，每个区域在第二方向上包括一定数量的感光单元。具体的，每个区域在第二方向上的宽度可以大于或等于回波光斑的直径。

图7中的虚线圆圈表示回波光斑，图7示意的随着障碍物与激光雷达的距离增大，回波光斑在目标感光像素上水平向右移动。具体的，第二选通电路424-3可以依次选通第一区440-1～第三区440-3的感光单元以分别构成目标感光单元组，使得所述目标感光单元组的位置与所述回波光斑在目标感光像素上移动时的位置相对应。

在具体实施中，发射装置发出探测光后，不同位置的障碍物反射探测光得到的回波光被激光雷达接收，对应于不同的光飞行时间，可以根据飞行时间结合激光雷达的结构参数(如透镜(组)的焦距)获取不同时刻的光斑位置。进而通过第二选通电路，在不同时刻选通与光斑位置对应的多个感光单元作为目标感光单元组。

比如，在图7中，假设对应探测通道的探测光发射时刻为0，探测光在0-t1时段内被反射获得的回波光斑位于第一区440-1，则在0-t1时间内选通第一区440-1内的感光单元作为目标感光单元组；探测光在t2-t3时段内被反射获得的回波光斑位于第二区440-2，则在t2-t3时间内选通第二区440-2内的感光单元作为目标感光单元组；探测光在t4-t5时段内被反射获得的回波光斑位于第三区440-3，则在t4-t5时间内选通第三区440-3内的感光单元作为目标感光单元组。其中，所述0<t1，t2<t3，t4<t5。

需要说明的是，相邻两个区域的选通时段可以不重叠，同一时间只有一个区域的感光单元处于选通状态，此时t1＝t2，t3＝t4。但是，所述回波光斑在水平移动的过程可能会移动到两个相邻区域的交界处，即回波光斑可能同时覆盖两个相邻区域的感光单元，如果只选通一个区域，则无法接收到完整的光信号。因此，第二选通电路424-3可以控制被所述回波光斑覆盖的这两个相邻区域都处于选通状态，以保证接收到完整的光信号。此时，相邻两个区域的选通时段可以重叠，同一时间可以有两个区域处于选通状态，即目标感光单元组在一个时间段内包含一个区域内的感光单元，在其他时间段内可以包含两个区域的感光单元。比如，此时t1>t2，t3>t4。其中，所谓“依次选通”是指：对不同区域在初始选通时的先后顺序。

需要说明的是，虽然上述示例中的目标感光单元组以目标感光像素中的区域来划分，但本发明的技术方案不限于此。在其他示例中，可以灵活选择部分感光单元以构成目标感光单元组。例如，将飞行时间划分为预设的时间间隔，结合激光雷达的参数获取每个时间间隔所对应的回波光斑位置，将回波光斑覆盖的多个感光单元作为目标感光单元组。随着障碍物距离增加和飞行时间的增大，目标感光单元组所包含的多个感光单元在目标感光像素上沿第二方向依次偏移。不同时间间隔所选通的目标感光单元组可以至少部分重叠。

在一些实施例中，所述采样模块还包括移动单元。所述移动单元与采样电路连接，且所述移动单元被配置为将所述采样电路与至少一个第二选通电路连通以构成采样区域。如上所述，每个感光单元可以分别与一个第一选通电路和一个第二选通电路相连接，通过移动单元将采样电路与至少一个第二选通电路连通，可以使采样电路对选定的第二选通电路输出的电信号进行采样，获得选定感光单元所接收的回波信号。

在一些实施例中，采样区域在第二方向上的长度，小于目标感光像素在第二方向上的长度。目标感光像素在第二方向上的长度，可以以目标感光像素在第二方向上的感光单元所连接的第二选通电路的数量来表示。也即是，采样区域仅包括部分第二选通电路，采样电路在同一时刻仅与目标感光像素的部分感光单元连接的第二选通电路连通，而不是对所有感光单元输出的电信号进行采样，从而可以降低接收电路的功耗。

在具体实施中，移动单元在探测窗口内，使采样区域沿第二方向移动。目标感光单元组在目标感光像素上沿第二方向移动，通过移动单元使采样区域也沿第二方向移动，可以对目标感光单元组接收的回波信号进行有效采样。作为优选，相对于目标感光像素及其对应的多个第二选通电路，采样区域的移动方向与目标感光单元组的移动方向相同。

如图3所示，所述采样模块422可以包括移动单元422-5。所述移动单元422-5与采样电路连接，可以将采样电路与至少一个第二选通电路连通以构成采样区域。所述移动单元422-5还可以在所述探测窗口内使所述采样区域沿第二方向移动。从而对回波信号进行有效采样，并且能够降低接收电路的功耗。

图8示出了根据本发明的一些实施例提供的移动单元422-5与采样电路连接的示意图。如图8所示，以一行感光单元进行示意，多个第二选通电路424-3与一行感光单元中的每个感光单元一一对应连接，采样电路422-11与多个第二选通电路424-3连接，可以对多个第二选通电路424-3输出的电信号进行采样。移动单元422-5与采样电路422-11连接，移动单元可以控制采样电路与每个第二选通电路424-3之间的连通或不连通。

具体的，移动单元422-5控制所述采样区域对应的一个或多个第二选通电路424-3与采样电路422-11相连通，使采样电路422-11对采样区域内的第二选通电路424-3输出的电信号进行采样。

比如，图8中，采样区域包括两个第二选通电路424-3，第一采样区域422-51中，采样电路422-11与两个第二选通电路424-3连通(图中以闭合开关表示)以对其输出的电信号进行采样，采样电路与其他第二选通电路424-3不连通(图中以断开开关表示)。此时，采样电路对第1列感光单元和第2列感光单元所接收的回波信号进行采样。移动区域沿第二方向移动，因此移动单元422-5控制采样电路422-11与第二方向上的第二选通电路之间依次连通。如图8中的虚线框所示，第二采样区域422-52对应第3列和第4列感光单元连接的第二选通电路424-3，在第二采样区域422-52采样时，移动单元422-5控制采样电路422-11与这两个第二选通电路连通，与其他第二选通电路不连通。通过移动单元422-5控制采样电路422-11与第二方向(如图中箭头所示)上的每两个第二选通电路424-3依次连通，使得采样区域沿第二方向移动。

通过本发明实施例的技术方案，接收装置进行移动采样，即通过移动单元使采样区域沿第二方向移动，可以对目标感光单元组接收的回波信号进行有效采样，即能够保证回波信号的有效接收，还可以降低接收电路的功耗。相对于目标感光像素及其对应的多个第二选通电路，采样区域的移动方向与目标感光单元组的移动方向相同，使得回波光斑在目标感光像素上移动时，采样区域仍然能够对回波信号进行完整的采集，不会造成信息的丢失。

在一些实施例中，采样区域的移动频率可以与采样电路的采样频率一致。采样电路可以以高频率进行数据采样，例如1GHz。使采样区域的移动频率与采样电路的采样频率一致，可以使采样区域的移动与采样同步，避免采样区域移动对采样电路的采样产生干扰，进而保证了电信号采集的精度。

在一些实施例中，采样区域的移动步长可以小于采样区域在第二方向上的长度，使得采样区域在相邻两个采样周期内部分重叠。采样电路以预设的采样周期对选通电路输出的电信号进行采样，而采样区域在相邻两个采样周期内部分重叠，则采样电路对重叠部分感光单元的选通电路输出的电信号进行重复采样，相当于对信号进行了增强，有利于提高激光雷达对较弱回波信号的探测能力和探测精度。

图9示出了根据本说明书的一些实施例提供的采样区域沿第二方向移动的示意图。

如图9所示，采样区域以与采样电路连通的选通电路所对应的感光单元来表示，如图中的虚线框。采样区域内的感光单元接收回波光信号，并通过第一选通电路和第二选通电路输出回波电信号，采样电路可以对所述回波电信号进行采样，获得探测数据。

图9(a)～图9(c)分别示意了三个采样周期的采样区域。如图9(a)所示，在第一个采样周期，采样区域涵盖了虚线框内4×4个感光单元；如图9(b)所示，在第二个采样周期，所述采样区域向右移动了1个感光单元；如图9(c)所示，在第三个采样周期，所述采样区域再向右移动了1个感光单元。此时，所述移动步长为1个感光单元，或者其对应的1个第二选通电路，而每个采样区域与第二方向上的4个第二选通电路连通进行采样，因此，采样区域的移动步长小于采样区域在第二方向上的长度，相邻采样周期的采样区域部分重叠。

如图9所示，相邻采样周期的采样区域包含3列重叠的感光单元，在两个采样周期都会对这3列感光单元输出的信号进行采样。同时，第三个采样周期与第一个采样周期的采样区域仍包含2列重叠的感光单元，可以理解，第四个采样周期与第一个采样周期的采样区域包含1列重叠的感光单元。因此，对第4列及其之后的每列感光单元，采样电路均会对其数据进行4次采样，相当于将感光单元获得的回波信号进行4倍的增强，从而有效地提高了激光雷达对较弱回波信号的探测能力和探测精度。

需要说明的是，上述示例中的采样区域大小、采样区域的移动步长、以及相邻采样周期的采样区域重叠部分均为示意性说明，本领域技术人员可以在激光雷达的具体应用中对上述参数进行设定，本发明对此不作限定。

具体的，感光单元及其对应的选通电路输出回波电信号的频率较低，而采样电路的采样频率远高于选通电路的信号输出频率。因此，可以理解的是，相对于采样电路的采样周期，选通电路的电信号输出周期更长，选通电路输出的电信号在较长时间内是保持不变的，若采样电路所述电信号输出周期内对同一个选通电路输出的电信号进行了多次采样，可以预期每次采样的电信号都保持不变。

因此，根据本发明实施例的技术方案，采样区域在相邻两个采样周期内部分重叠，使得采样电路可以对重叠区域内感光单元的回波信号进行至少两次重复采样，从而重复采样得到的数据可以进行叠加，达到了数据加强的效果，进而提高了激光雷达的检测精度。而且，往往距离激光雷达较远的障碍物，或者反射率较低的障碍物反射回的回波光较弱，通过上述数据叠加也能提高激光雷达对较弱回波信号的探测能力，提高激光雷达的测远能力和对低反射率障碍物的探测能力。

此外，旁轴激光雷达存在盲区，所述盲区内的回波光斑无法聚焦在所述感光阵列上，而是聚焦在所述感光阵列之外。但是，距离所述旁轴激光雷达较近的障碍物反射的回波光斑即使处在盲区内，由于产生的回波光斑的面积较大，仍然会存在部分光落在所述感光阵列上，只是这部分光的光信号较弱，无法达到探测阈值，因此很容易被当作噪声而滤除。而本说明书通过上述数据叠加则能对该部分光的光信号增强，使其达到探测阈值，从而提高激光雷达的盲区检测能力。

另一方面，本说明书还提供一种激光雷达的数据接收方法，包括：通过感光阵列中的目标感光像素接收回波光斑，并将光信号转换为电信号；以及通过接收电路采集所述电信号并输出探测数据，其中，所述感光阵列包括沿第一方向排布的多个子阵列，每个所述子阵列包括多个感光单元；所述接收电路包括采样模块，所述采样模块包括与所述多个子阵列一一对应的多个采样电路组；所述目标感光像素与所述子阵列的对应关系基于校准处理的结果确定；所述通过接收电路采集所述电信号并输出探测数据包括：通过目标采样电路组采集所述目标感光像素输出的所述电信号并输出所述探测数据。

本说明书提供的激光雷达的数据接收方法中，目标感光像素与子阵列的对应关系基于校准处理的结果确定，使得目标感光像素可以对应一个子阵列，也可以对应两个子阵列，对应关系取决于对感光阵列的位置校准结果，使得目标感光像素可以对应相应探测通道的回波光斑位置，接收完整的回波光信号，进而通过目标采样电路组采集目标感光像素输出的电信号并输出探测数据。也即是，无论回波光斑被汇聚在一个子阵列上还是两个子阵列上，都可以确定与回波光斑被汇聚的子阵列所对应的目标感光像素，保证能接收到完整的回波光斑。

图10示出了根据本说明书的一些实施例提供的一种激光雷达的数据接收方法P100的流程图。如图10所示，所述方法P100可以包括：

S110：通过感光阵列中的目标感光像素接收回波光斑，并将光信号转换为电信号。

感光阵列的结构可以参考前述对感光阵列41和感光阵列410的描述，在此不再赘述。

目标感光像素可以包括用于接收回波光斑的子阵列，目标感光像素与子阵列的对应关系可以基于校准处理的结果确定。在具体示例中，目标感光像素可以与感光阵列中的子阵列一一对应，即每个子阵列作为一个目标感光像素；也可以为其他对应关系，如部分子阵列和部分相邻的子阵列构成一个目标感光像素。该对应关系取决于对感光阵列的位置校准结果，使得目标感光像素可以对应相应探测通道的回波光斑位置，以接收回波光斑的完整光信号，并将光信号转换为电信号。

可见，目标感光像素与回波光斑在感光阵列上的分布相对应，这样，可以使与回波光斑相对应的子阵列或部分子阵列构成目标感光像素，以接收完整的回波光信号；另一方面，不会被回波光斑覆盖的部分子阵列，即使是在预先设定的对应探测通道中，也不用于构成目标感光像素，不被选通接收光信号，从而可以在保证回波光信号完整的情况下，减少对噪声的接收，提高探测信噪比。

S120：通过接收电路采集所述电信号并输出探测数据。

接收电路包括采样模块，采样模块包括与多个子阵列一一对应的多个采样电路组。采样模块的结构可以参考前述对采样模块422的描述，采样电路组的结构可以参考前述对采样电路组422-1的描述，在此都不再赘述。

本发明的实施例中，当回波光斑落在至少两个子阵列上时，采样模块能够采用一个采样电路组采集所述至少两个子阵列的电信号。

在一具体示例中，接收电路可以通过目标采样电路组采集目标感光像素输出的电信号，并输出探测数据。无论回波光斑被汇聚在一个子阵列上还是多个子阵列上，都可以只采用一个子阵列对应的目标采样电路组采集到回波光斑的完整电信号，在保持激光雷达低功耗的同时，保证回波信号的完整性，克服了激光雷达发射端与接收端对准关系偏移时低功耗和光信号完整性相互冲突的问题。

在一些实施例中，所述接收电路还包括与所述感光阵列连接的选通模块，选通模块可以包括与第一方向的感光单元一一对应的第一选通电路，和与第二方向的感光单元一一对应的第二选通电路。所述选通模块的结构可以参考前述对选通模块424的描述，在此不再赘述。

接收电路可以通过选通模块选通目标感光像素，使目标感光像素输出电信号。具体地，接收电路可以通过选通模块中的第一选通电路和第二选通电路使目标感光像素中的每个感光单元独立选通，从而使目标感光像素输出电信号。也即是，可以通过第一选通电路和第二选通电路选通多个感光单元，构成目标感光像素，使目标感光像素与回波光斑在感光阵列上的分布相对应，以提升激光雷达的探测信噪比。

在一些实施例中，每个采样电路组包括多个采样电路。多个采样电路可以与子阵列的第一选通电路一一对应连接，同时，所述多个采样电路还与该子阵列的相邻子阵列的第一选通电路一一对应连接。也即是，每个采样电路可以分别同至少两个相邻的子阵列的第一选通电路连接，使得每个采样电路组能够采集来自至少两个子阵列的电信号。在具体实施中，一个采样电路组中每个采样电路可以采集与该采样电路组对应的子阵列的电信号，或者采集与所述子阵列相邻的子阵列的电信号。

当所述目标感光像素包括多个子阵列中的感光单元时，接收电路可以通过与一个所述子阵列相对应的所述目标采样电路组采集所述目标感光像素输出的所述电信号，其中，所述目标采样电路组中存在至少一个采样电路采集所述目光感光像素在相邻子阵列中包括的感光单元输出的所述电信号。

通过本发明的实施例，使得每个采样电路能够采集至少两个相邻子阵列的电信号，因此即使回波光斑落在两个相邻的子阵列、或其他探测通道对应的子阵列时，也能够实现只通过一个采样电路组中的采样电路采集到回波光斑的完整电信号。

在一些实施例中，接收电路可以通过至少一个选择器将所述目标采样电路组与所述目标感光像素的第一选通电路相连通，所述目标采样电路组中的每个采样电路通过一个选择器分别同两个所述子阵列的第一选通电路连接。

在一具体示例中，每个采样电路可以通过一个选择器分别同两个相邻子阵列的两个第一选通电路连接。或者，每个采样电路可以通过一个选择器分别同两个相邻子阵列的两组第一选通电路连接。每个选择器可以控制对应的采样电路仅同一个或一组第一选通电路连通。可以理解的是，虽然每个采样电路与两个或两组以上的第一选通电路连接，具有数据流映射关系，但可以通过选择器，使每个采样电路只与一个或一组第一选通电路连通，即在探测时每个采样电路只采样或接收一个或一组第一选通电路的电信号。

具体的，在一个探测通道进行探测时，与该探测通道对应的采样电路组所包含的多个采样电路中，每个采样电路均与至少两个或两组第一选通电路连接，所述至少两个或两组第一选通电路所对应的感光单元不同时接收该探测通道的回波信号。例如，只有一个或一组第一选通电路对应的感光单元可以接收到回波信号，而其他第一选通电路所对应的感光单元不被回波光斑覆盖。通过选择器控制采样电路仅同一个或一组第一选通电路连通，可以对回波信号进行针对性的采样，减少对无效信号的采样，从而提高接收电路效率，降低功耗。

在一具体示例中，采样电路与选择器一一对应。每个采样电路至少与对应子阵列的第一选通电路和相邻子阵列的第一选通电路连接，通过一一对应的选择器，可以控制每个采样电路与哪个或哪组第一选通电路连通，以对该第一选通电路输出的电信号进行采样。

在一些实施例中，接收电路可以通过所述第二选通电路在所述探测窗口内，依次选通不同区域的感光单元以构成目标感光单元组，使所述目标感光单元组的位置与所述回波光斑在所述目标感光像素上的分布相对应。

所述探测窗口，是指一个探测通道的目标感光像素开始被激活以接收回波信号，至该探测通道的探测结束的时间窗口。由于回波光斑在探测窗口内在目标感光像素的第二方向上移动，因此通过使目标感光单元组的位置与回波光斑在目标感光像素上的分布相对应，可以使被与回波光斑对应的目标感光单元组对回波信号进行接收，不被回波光斑覆盖的感光单元可以处于未激活或未选通状态，从而能够降低激光雷达的功耗，同时避免接收过多环境光等干扰信号，提高探测的信噪比。

具体的，第二方向与发射装置和接收装置的相对位置相适应。在发射装置和接收装置在水平方向相对设置时，第二方向为水平方向。

在一些实施例中，接收电路还可以通过移动单元将所述目标采样电路组与至少一个第二选通电路连通以构成采样区域；并控制所述移动单元在所述探测窗口内，使所述采样区域沿所述第二方向移动，进而使所述目标采样电路组在移动的所述采样区域内对所述目标感光像素输出的所述电信号进行采集。其中，采样区域的大小、移动频率、移动步长可以参考前述相关描述，在此不再赘述。

通过本发明的实施例，接收装置进行移动采样，即通过移动单元使采样区域沿第二方向移动，可以对目标感光单元组接收的回波信号进行有效采样，即能够保证回波信号的有效接收，还可以降低接收电路的功耗。相对于目标感光像素及其对应的多个第二选通电路，采样区域的移动方向与目标感光单元组的移动方向相同，使得回波光斑在目标感光像素上移动时，采样区域仍然能够对回波信号进行完整的采集，不会造成信息的丢失。

另一方面，图11示出了根据本说明书的一些实施例提供的一种控制设备600的硬件结构图。控制设备600可以是数据接收系统。控制设备600可以执行本说明书描述的所述数据接收方法P100。当所述数据接收方法P100在服务器上执行时，控制设备600可以是服务器。

如图11所示，控制设备600可以包括至少一个存储介质630和至少一个处理器620。根据本申请的一些实施例，控制设备600还可以包括通信端口650和内部通信总线610。同时，控制设备600还可以包括I/O组件660。

内部通信总线610可以连接不同的系统组件，包括存储介质630、处理器620和通信端口650。

I/O组件660支持控制设备600和其他组件之间的输入/输出。

通信端口650用于控制设备600同外界的数据通信，比如，通信端口650可以用于控制设备600同网络400之间的数据通信。通信端口650可以是有线通信端口也可以是无线通信端口。

至少一个处理器620可以同至少一个存储介质630以及通信端口650通过内部通信总线610通信连接。至少一个处理器620用以执行上述至少一个指令集。当控制设备600运行时，至少一个处理器620读取所述至少一个指令集，并且根据所述至少一个指令集的指示，执行本说明书提供的所述数据接收方法P100。处理器620可以执行所述数据接收方法P100包含的所有步骤。处理器620可以是一个或多个处理器的形式，根据本申请的一些实施例，处理器620可以包括一个或多个硬件处理器，例如微控制器，微处理器，精简指令集计算机(RISC)，专用集成电路(ASIC)，特定于应用的指令集处理器(ASIP)，中心处理单元(CPU)，图形处理单元(GPU)，物理处理单元(PPU)，微控制器单元，数字信号处理器(DSP)，现场可编程门阵列(FPGA)，高级RISC机器(ARM)，可编程逻辑器件(PLD)，能够执行一个或多个功能的任何电路或处理器等，或其任何组合。仅仅为了说明问题，在本说明书中控制设备600中仅描述了一个处理器620。然而，应当注意，本说明书中控制设备600还可以包括多个处理器，因此，本说明书中披露的操作和/或方法步骤可以如本说明书所述的由一个处理器执行，也可以由多个处理器联合执行。例如，如果在本说明书中控制设备600的处理器620执行步骤A和步骤B，则应该理解，步骤A和步骤B也可以由两个不同处理器620联合或分开执行(例如，第一处理器执行步骤A，第二处理器执行步骤B，或者第一和第二处理器共同执行步骤A和B)。

存储介质630可以包括数据存储装置。所述数据存储装置可以是非暂时性存储介质。比如，所述数据存储装置可以包括磁盘632、只读存储介质(ROM)634或随机存取存储介质(RAM)636中的一种或多种。

本说明书另一方面提供一种非暂存性计算机可读介质，存储有至少一组指令集用于数据接收。当所述至少一组指令集被处理器执行时指示所述处理器执行本说明书所述数据接收方法P100的步骤。在一些可能的实施方式中，本说明书的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码。当所述程序产品在控制设备600上运行时，所述程序代码用于使控制设备600执行本说明书描述的所述数据接收方法P100的步骤。用于实现上述方法的程序产品可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)包括程序代码，并可以在控制设备600上运行。然而，本说明书的程序产品不限于此，在本说明书中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统使用或者与其结合使用。所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。所述计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本说明书操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在控制设备600上执行、部分地在控制设备600上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在控制设备600上部分在远程控制设备上执行、或者完全在远程控制设备上执行。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其他实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者是可能有利的。

综上所述，在阅读本详细公开内容之后，本领域技术人员可以明白，前述详细公开内容可以仅以示例的方式呈现，并且可以不是限制性的。尽管这里没有明确说明，本领域技术人员可以理解本说明书需求囊括对实施例的各种合理改变，改进和修改。这些改变，改进和修改旨在由本说明书提出，并且在本说明书的示例性实施例的精神和范围内。

此外，本说明书中的某些术语已被用于描述本说明书的实施例。例如，“一个实施例”，“实施例”和/或“一些实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征，结构或特性可以包括在本说明书的至少一个实施例中。因此，可以强调并且应当理解，在本说明书的各个部分中对“实施例”或“一个实施例”或“替代实施例”的两个或更多个引用不一定都指代相同的实施例。此外，特定特征，结构或特性可以在本说明书的一个或多个实施例中适当地组合。

应当理解，在本说明书的实施例的前述描述中，为了帮助理解一个特征，出于简化本说明书的目的，本说明书将各种特征组合在单个实施例、附图或其描述中。然而，这并不是说这些特征的组合是必须的，本领域技术人员在阅读本说明书的时候完全有可能将其中一部分设备标注出来作为单独的实施例来理解。也就是说，本说明书中的实施例也可以理解为多个次级实施例的整合。而每个次级实施例的内容在于少于单个前述公开实施例的所有特征的时候也是成立的。

本文引用的每个专利，专利申请，专利申请的出版物和其他材料，例如文章，书籍，说明书，出版物，文件，物品等，可以通过引用结合于此。用于所有目的的全部内容，除了与其相关的任何起诉文件历史，可能与本文件不一致或相冲突的任何相同的，或者任何可能对权利要求的最宽范围具有限制性影响的任何相同的起诉文件历史。现在或以后与本文件相关联。举例来说，如果在与任何所包含的材料相关联的术语的描述、定义和/或使用与本文档相关的术语、描述、定义和/或之间存在任何不一致或冲突时，使用本文件中的术语为准。

最后，应理解，本文公开的申请的实施方案是对本说明书的实施方案的原理的说明。其他修改后的实施例也在本说明书的范围内。因此，本说明书披露的实施例仅仅作为示例而非限制。本领域技术人员可以根据本说明书中的实施例采取替代配置来实现本说明书中的申请。因此，本说明书的实施例不限于申请中被精确地描述过的实施例。

Claims (19)

1.一种激光雷达的接收装置，其特征在于，包括：

感光阵列，被配置为接收回波光斑并将光信号转换为电信号；以及

接收电路，与所述感光阵列连接，被配置为采集所述电信号并输出探测数据，

其中，所述感光阵列包括沿第一方向排布的多个子阵列，每个所述子阵列包括多个感光单元；

所述接收电路，包括：

采样模块，包括与所述多个子阵列相对应的多个采样电路组，当所述回波光斑落在至少两个子阵列上时，所述采样模块能够采用一个采样电路组采集所述至少两个子阵列的电信号。

2.如权利要求1所述的接收装置，其特征在于，所述接收电路还包括：

选通模块，与所述感光阵列连接，包括多个选通电路，被配置为选通目标感光像素以接收所述回波光斑，并输出所述电信号。

3.如权利要求2所述的接收装置，其特征在于，

通过目标选通电路选通目标感光像素，使所述目标感光像素与所述回波光斑在所述感光阵列上的分布相对应，

目标采样电路组与所述目标选通电路连接，能够采集所述目标感光像素输出的所述电信号。

4.如权利要求1所述的接收装置，其特征在于，

每个所述子阵列包括沿第一方向和第二方向排布的多个感光单元，所述第二方向与所述第一方向垂直；所述接收电路还包括选通模块，所述选通模块包括与第一方向的感光单元一一对应的第一选通电路，和与第二方向的感光单元一一对应的第二选通电路，所述第一选通电路和所述第二选通电路使每个感光单元可独立选通。

5.如权利要求4所述的接收装置，其特征在于，

所述采样电路组包括与所述子阵列的第一选通电路一一对应连接的多个采样电路，所述多个采样电路还与所述子阵列的相邻子阵列的第一选通电路一一对应连接。

6.如权利要求5所述的接收装置，其特征在于，所述采样模块还包括至少一个选择器，每个所述采样电路通过一个选择器分别同所对应的子阵列的第一选通电路和所述相邻子阵列的第一选通电路连接，

每个选择器，被配置为控制对应的采样电路仅同一个所述第一选通电路相连通。

7.如权利要求4所述的接收装置，其特征在于，

所述第二选通电路，被配置为在探测窗口内，依次选通不同区域的感光单元以构成目标感光单元组，使所述目标感光单元组的位置与所述回波光斑在目标感光像素上的分布相对应。

8.如权利要求7所述的接收装置，其特征在于，

所述采样模块还包括移动单元，与所述采样电路连接，所述移动单元被配置为将所述采样电路与至少一个第二选通电路连通以构成采样区域；

所述移动单元在所述探测窗口内，使所述采样区域沿所述第二方向移动。

9.如权利要求8所述的接收装置，其特征在于，

所述采样区域的移动频率与所述采样电路的采样频率一致。

10.如权利要求8所述的接收装置，其特征在于，

所述采样区域的移动步长小于所述采样区域在所述第二方向上的长度，使所述采样区域在相邻两个采样周期内部分重叠。

11.一种激光雷达的数据接收方法，其特征在于，包括：

通过感光阵列中的目标感光像素接收回波光斑，并将光信号转换为电信号；以及

通过接收电路采集所述电信号并输出探测数据，

其中，所述感光阵列包括沿第一方向排布的多个子阵列，每个所述子阵列包括多个感光单元；所述接收电路包括采样模块，所述采样模块包括与所述多个子阵列一一对应的多个采样电路组；

所述目标感光像素与所述子阵列的对应关系基于校准处理的结果确定；

所述通过接收电路采集所述电信号并输出探测数据包括：

通过目标采样电路组采集所述目标感光像素输出的所述电信号并输出所述探测数据。

12.如权利要求11所述的数据接收方法，其特征在于，所述接收电路还包括与所述感光阵列连接的选通模块，所述选通模块包括多个选通电路，所述通过接收电路采集所述电信号并输出探测数据还包括：

通过所述选通模块选通所述目标感光像素，使所述目标感光像素输出所述电信号。

13.如权利要求12所述的数据接收方法，其特征在于，所述通过选通模块选通目标感光像素包括：

通过所述选通模块中的第一选通电路和第二选通电路使所述目标感光像素中的每个感光单元独立选通，

其中，每个所述子阵列包括沿第一方向和第二方向排布的多个感光单元，所述第二方向与所述第一方向垂直，所述第一选通电路对应所述第一方向的感光单元，所述第二选通电路对应所述第二方向的感光单元。

14.如权利要求13所述的数据接收方法，其特征在于，所述采样电路组包括与所述子阵列的第一选通电路一一对应的多个采样电路，所述多个采样电路还与所述子阵列的相邻子阵列的第一选通电路一一对应连接，当所述目标感光像素包括多个子阵列中的感光单元时，

所述通过目标采样电路组采集所述目标感光像素输出的所述电信号包括：

通过与一个所述子阵列相对应的所述目标采样电路组采集所述目标感光像素输出的所述电信号，其中，所述目标采样电路组中存在至少一个采样电路采集所述目光感光像素在相邻子阵列中包括的所述感光单元输出的所述电信号。

15.如权利要求14所述的数据接收方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过至少一个选择器将所述目标采样电路组与所述目标感光像素的第一选通电路相连通，所述目标采样电路组中的每个采样电路通过一个选择器分别同两个所述子阵列的第一选通电路连接。

16.如权利要求14所述的数据接收方法，其特征在于，所述通过选通模块选通目标感光像素包括：

通过所述第二选通电路在所述探测窗口内，依次选通不同区域的感光单元以构成目标感光单元组，使所述目标感光单元组的位置与所述回波光斑在所述目标感光像素上的分布相对应。

17.如权利要求16所述的数据接收方法，其特征在于，通过所述目标采样电路组采集所述目标感光像素输出的所述电信号包括：

通过移动单元将所述目标采样电路组与至少一个第二选通电路连通以构成采样区域；以及

控制所述移动单元在所述探测窗口内，使所述采样区域沿所述第二方向移动，进而使所述目标采样电路组在移动的所述采样区域内对所述目标感光像素输出的所述电信号进行采集。

18.一种激光雷达，包括：

至少一个存储介质，存储有至少一组指令集用于数据接收；以及

至少一个处理器，同所述至少一个存储介质通信连接，

其中当所述激光雷达运行时，所述至少一个处理器读取所述至少一个指令集并实施权利要求11至17中任一项所述的数据接收方法。

19.一种非暂存性计算机可读介质，其特征在于，其上存储有至少一组指令集用于数据接收，其中，所述至少一组指令集被处理器执行时指示所述处理器执行如权利要求11-17中任一项所述的数据接收方法。