WO2023201596A1 - 一种探测装置及终端设备 - Google Patents
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Abstract
一种探测装置及终端设备,可应用于自动驾驶或智能驾驶等领域。探测装置包括光源模组用于发射第一光束;光学整形模组包括M个第一区域,用于对接收到的第一光束会聚或发散得到M个第二光束,M个第一区域中至少两个第一区域对第一光束的会聚或发散能力不同,M个第二光束形成的光斑包括两个强度不同的区域。其中,形成强度较大的区域对应的第二光束照射(或探测)的距离比形成强度较小的区域对应的第二光束照射(或探测)的距离更远。而且由于M个第一区域的热膨胀系数是相同的,对经过的第一光束的会聚或发散效果的改变程度也是相同的,因此,基于第二光束形成的光斑的热稳定性也较高。
Description
本申请涉及探测技术领域,尤其涉及一种探测装置及终端设备。
随着科学技术的发展,智能运输设备、智能家居设备、机器人、车辆等智能终端正在逐步进入人们的日常生活。由于探测装置可以感知周围的环境,进而可基于感知到的环境信息进行移动目标的辨识与追踪,以及静止目标如车道线、标示牌的识别,并可结合导航仪及地图数据等进行路径规划等。因此,探测装置在智能终端上发挥着越来越重要的作用。
以探测装置为激光雷达,智能终端为车辆为例,安装在车辆上的激光雷达可称为车载激光雷达。但在实际应用场景中,通常,车载激光雷达的中心视场(视场包括垂直视场和水平视场)的光束用于照射车辆行驶的正前方,且对目标的感知和测距有较高的应用需求。车载激光雷达的边缘视场对目标的感知和测距等的要求较低。例如,车载激光雷达的垂直视场中的边缘视场一部分照射到路面一部分照射到天空。然而,目前车载激光雷达发射的光束是均匀的照射到探测区域,一方面可能无法满足中心视场的要求,另一方面造成部分光束的浪费。
综上,如何既满足探测装置的应用需求又可以提高光束的利用率,是当前亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请提供一种探测装置及终端设备,用于既可以提高发射的光束的利用率,又可以满足探测装置的中心视场的需求。
第一方面,本申请提供一种探测装置。该探测装置包括光源模组和光学整形模组。光学整形模组包括M个第一区域,M为大于1的整数;光源模组用于发射第一光束;光学整形模组的M个第一区域用于对接收到的第一光束会聚或发散(可表示为会聚/发散)(或称为偏折)得到M个第二光束,M个第一区域中至少两个第一区域对光束的会聚或发散能力不同,M个第二光束形成的光斑包括至少两个强度不同的区域。
基于上述方案,通过光学整形模组,可以使得M个第二光束形成的光斑包括至少两个强度不同的区域,至少两个强度不同的区域中,形成强度较大的区域对应的第二光束照射(或探测)的距离比形成强度较小的区域对应的第二光束照射(或探测)的距离更远。进一步,由于同一个光学整形模组的M个第一区域的热膨胀系数(coefficient of thermal expansion,CTE)是相同的,当光学整形模组的温度发生变化,对经过的第一光束的会聚或发散能力的改变程度也是相同的,因此,当光学整形模组的温度发生变化时不会改变第二光束的发散角。基于此,M个第二光束形成的光斑的强度(或能量密度)的热稳定也性较高。
在一种可能的实现方式中,M个第二光束形成的光斑包括强度不同的第二区域和第三区域,第二区域的强度(或能量密度)大于第三区域的强度(或能量密度),第二区域与探测装置的感兴趣区域对应,第三区域与探测装置的非感兴趣区域对应。
其中,M个第二光束形成的光斑的第二区域的强度大于第三区域的强度,也可以理解为:在垂直于第二光束的传播方向(可称为第二方向),M个第二光束中与探测装置的感兴趣区域对应的部分的强度大于M个第二光束中与探测装置的非感兴趣区域对应的部分的强度。沿第二光束的传播方向(可称为第一方向),M个第二光束中与探测装置的感兴趣区域对应的部分的探测(或照明)距离远于M个第二光束中与探测装置的非感兴趣区域对应的部分的探测(或照明)距离。换言之,M个第二光束中与感兴趣区域对应的部分的空间的能量密度大于与非感兴趣区域对应的部分的空间的能量密度。
通过设计M个第二光束形成的光斑中与探测装置的感兴趣区域对应第二区域的强度大于与非感兴趣区域对应的第三区域的强度,从而有助于提高光源模组发射的第一光束的能量利用率;而且,由于M个第二光束形成的光斑的第二区域的强度大于第三区域的强度,因此,形成光斑的第二区域的第二光束可以比形成光斑的第三区域的第二光束照射(或探测)的距离更远。
在一种可能的实现方式中,感兴趣区域可以为探测装置的中心视场对应的区域,非感兴趣的区域可以为探测装置的全视场范围内除中心视场之外的视场对应的区域。
通过设置感兴趣区域为探测装置的中心视场对应的区域,可以实现探测装置的中心视场的第二光束探测(或照明)较远的距离,从而可以满足探测装置的中心视场对需求。
进一步,可选的,非感兴趣区域为探测装置的边缘视场对应的区域。
通过设置非感兴趣区域为探测装置的边缘视场对应的区域,可以尽可能的减小对探测装置的探测范围的影响,既可以保证探测装置的正常应用,又可提高第二光束的利用率。
在一种可能的实现方式中,光学整形模组包括透镜阵列,透镜阵列形成(即被分为)M个第一区域,每个第一区域包括至少一个透镜,其中,对第一光束的会聚或发散能力不同的至少两个第一区域包括的透镜的光焦度不同。
通过设计第一光束的会聚或发散能力不同的至少两个第一区域包括的透镜的光焦度不同,可以实现经光学整形模组会聚或发散得到的M个第二光束形成的光斑的第二区域的强度(或能量密度)大于第三区域的强度(或能量密度)。
进一步,对于M个第一区域中的任一第一区域,该任一第一区域包括的多个透镜的光焦度相同。换言之,M个第一区域中至少一个第一区域包括的多个透镜的光焦度相同。
通过设置属于同一第一区域的多个透镜的光焦度相同,有助于减小光学整形模组结构的复杂度。
在一种可能的实现方式中,透镜包括柱面镜(或称为柱透镜)或球面透镜。
通过第一区域包括的透镜为柱面镜或球面透镜,可以改变经过的第一光束的发散角。
在一种可能的实现方式中,与感兴趣区域对应的第一区域包括的透镜的光焦度小于与非感兴趣区域对应的第一区域包括的透镜的光焦度。
通过设置与感兴趣区域对应的第一区域包括的透镜的光焦度小于与非感兴趣区域对应的第一区域包括的透镜的光焦度,可以使得第一光束经过与探测装置的感兴趣区域对应的第一区域的会聚或发散能力较小,第一光束经过与探测装置的非感兴趣区域对应的第一区域的会聚或发散能力较大,从而可以可增大与感兴趣区域对应的第二光束的能量密度。
在一种可能的实现方式中,一个第二光束形成的光斑为阶跃型。M个第二光束形成的光斑的形状为“凸”型或类“凸”型。
通过“凸”型或类“凸”型的光斑,凸出的部分可以实现较远距离的探测(或照明),从而 可以满足探测装置的中心视场的需求。而且,“凸”型或类“凸”型的光斑的形状不受温度大小的影响。
在一种可能的实现方式中,M个第二光束中相邻两个第二光束部分重叠。
通过M个第二光束中相邻两个第二光束部分重叠,可以防止探测区域中的目标无法被持续探测,即可以防止探测装置探测到信号出现中间部分缺失(或称为丢线)。
在一种可能的实现方式中,第二光斑的中心区域与第一光斑重叠,第二光斑的中心区域大于或等于感兴趣区域,第一光斑和第二光斑为M个第二光束中不同的第二光束形成的光斑。
通过第二光斑的中心区域与第一光斑重叠,可以使得重叠部分强度大于非重叠部分的强度,即重叠部分对应第二光束可以探测(或照明)较远的距离。而且,通过第二光斑的中心区域大于或等于感兴趣区域,可以实现第二光斑至少覆盖全部的感兴趣区域。
进一步,第二光斑对应探测装置的全视场范围。
通过第二光斑对应探测装置的全视场范围,可以实现对探测区域的完整探测。
在一种可能的实现方式中,光源模组包括N个光源组件,一个光源组件对应一路第一光束,N为正整数。
在一种可能的实现方式中,N个光源组件包括第一光源组件和第二光源组件,即N=2,探测装置还包括反射模组;第一光源组件用于发射第一路第一光束,第二光源组件用于发射第二路第一光束,反射模组用于改变第二路第一光束的传播方向,传播方向改变后的第二路第一光束与第一路光束的传播方向相同。
通过该反射模组,有助于充分利用探测装置的空间区域,从而有助于探测装置的体积的小型化。
在一种可能的实现方式中,探测装置还包括光学接收镜头;光学接收镜头用于接收来自探测区域的M个第三光束,第三光束为第二光束经探测区域中的目标反射得到的回波信号。
通过光学接收镜头,可以尽可能收集来自探测区域的第三光束,从而有助于提高第三光束的利用率。
进一步,探测装置还包括探测模组,用于根据来自光学接收镜头的M个第三光束,确定目标的关联信息。其中,目标的关联信息可以包括但不限于:目标的距离信息、目标的方位、目标的速度、和/或目标的灰度信息等。
第二方面,本申请提供一种终端设备,该终端设备包括控制装置、以及上述第一方面及第一方面任意一种可能的探测装置,控制装置用于控制探测装置对探测区域进行探测。
在一种可能的实现方式中,该终端设备可以包括但不限于车辆(例如可以是无人车、智能车、电动车、或数字汽车等)、机器人、测绘设备、无人机、智能家居设备(例如扫地机器人等)、智能制造设备(例如工业设备)、智能运输设备(例如自动导引运输车(automated guided vehicle,AGV)、无人运输车、或货车等)等。
上述第二方面可以达到的技术效果可以参照上述第一方面中有益效果的描述,此处不再重复赘述。
图1a为本申请提供的一种探测装置与车辆的位置关系示意图;
图1b示例性地的示出了本申请可能的一种应用场景示意;
图2为本申请提供的一种探测装置的结构示意图;
图3a为本申请提供的一种M个第二光束形成的光斑的示意图;
图3b为本申请提供的另一种M个第二光束形成的光斑的示意图;
图4为本申请提供的一种光源组件的结构示意图;
图5为本申请提供的一种光学整形模组的结构示意图;
图6a为本申请提供的一种第一光束的传播光路示意图;
图6b为本申请提供的另一种M个第二光束形成的光斑的示意图;
图6c为本申请提供的另一种第一光束的传播光路示意图;
图6d为本申请提供的又一种M个第二光束形成的光斑的示意图;
图6e为本申请提供的又一种M个第二光束形成的光斑的示意图;
图6f为本申请提供的又一种M个第二光束形成的光斑的示意图;
图7为本申请提供的另一种光学整形模组的结构示意图;
图8为本申请提供的又一种M个第二光束形成的光斑的示意图;
图9为本申请提供的一种探测模组的结构示意图;
图10a为本申请提供的又一种探测装置的结构示意图;
图10b为本申请提供的又一种探测装置的结构示意图;
图10c为本申请提供的又一种探测装置的结构示意图;
图11为本申请提供的一种终端设备的结构示意图。
下面将结合附图,对本申请实施例进行详细描述。
以下,对本申请中的部分用语进行解释说明。需要说明的是,这些解释是为了便于本领域技术人员理解,并不是对本申请所要求的保护范围构成限定。
一、光焦度(focal power)
光焦度等于像方光会聚度与物方光会聚度之差,可以表征光学元件会聚或发散光的能力。光焦度常用字母
表示,折射球面光焦度
n'为像方折射率,n为物方折射率,r为球面半径,p为像距,q为物距。一般光焦度表示为像方焦距的倒数(近似认为空气的折射率为1)。光焦度的单位为屈光度(D),1屈光度(D)=1m
-1。
二、热膨胀系数(coefficient of thermal expansion,CTE)
热膨胀系数用于表示材料热膨胀程度的物理量。通常是指单位长度、单位体积的物体,温度升高1(摄氏度)℃,其长度或体积的相对变化量。
三、发散角
激光光束的发散角用来衡量光束从束腰向外发散的速度。激光光束的束腰指的是光束传播方向上光束半径(用于衡量光束的横向扩展)最小的地方。其中,光束半径最小的这个地方的光束半径成为束腰半径。对于高斯光束,光束半径通常定义为峰值强度的1/e
2处对应的半径。
前文介绍了本申请所涉及到的一些用语,下面介绍本申请可能的应用场景。
本申请中的探测装置可安装于交通工具,具体可以安装于交通工具的各个位置。例如, 探测装置可以安装于交通工具前、后、左、右四个方向中任一方向或任多个方向,以实现对交通工具周围环境信息的捕获。请参阅图1a,交通工具以车辆为例,探测装置以安装于车辆的正前、左前、右前、左后、正后(与图1a中未示出)、右后(与图1a中未示出)六个方向为例。或者,探测装置也可以安装于车辆内,例如安装在风挡之后的任意位置,图1a以安装于风挡后的中心位置示例。
图1b示例性地的示出了本申请可能的一种应用场景示意图。在该应用场景中,探测装置的工作原理是:探测装置以一定方向发射光束,若在该探测装置的探测区域内(如图1b中的虚线所示的区域)存在目标,目标可将接收到的光束反射回探测装置(被反射回的光可以称为回波信号),探测装置再根据回波信号确定目标的关联信息。具体的,探测装置可以实时或周期性地获取车辆的经纬度、速度、朝向、或一定范围内的目标(例如周围其它车辆、行人、或障碍物等)的关联信息(例如目标的距离、目标的速度、和/或目标的姿态等)。探测装置或车辆可根据获取到的这些关联信息进行车辆的路径规划等。例如,可利用经纬度确定车辆的位置,或利用速度和朝向确定车辆在未来一段时间的行驶方向和目的地,或利用周围物体的距离确定车辆周围的障碍物数量、密度等。进一步,可选地,结合高级驾驶辅助系统(advanced driving assistant system,ADAS)的功能,可以实现车辆的辅助驾驶或自动驾驶等。
应理解,如上应用场景只是举例,本申请所提供的探测装置还可以应用在其它可能场景,而不限于上述示例出的场景。例如,探测装置还可以安装在无人机上,作为机载探测装置。再比如,探测装置也可以安装在路侧单元(road side unit,RSU),作为路边交通探测装置,可以可实现智能车路协同通信等。再比如,探测装置也可以安装在自动导引运输车(automated guided vehicle,AGV)上,AGV指装备有电磁或光学等自动导航装置,能够沿规定的导航路径行驶,具有安全保护以及各种移载功能的运输车。此处不再一一列举。需要说明的是,本申请所描述的应用场景是为了更加清楚的说明本申请的技术方案,并不构成对本申请提供的技术方案的限定,本领域普通技术人员可知,随着新的应用场景的出现,本申请提供的技术方案对于类似的技术问题,同样适用。
上述应用场景例如可应用于无人驾驶、自动驾驶、辅助驾驶、智能驾驶、网联车、安防监控、远程交互、医疗美容、人工智能、照明或测绘(如三维绘图)等领域。
如背景技术所描述,现有技术中的探测装置发射的光束可能无法满足需求,而且还存在光束利用率较低的问题。
鉴于此,本申请提出一种探测装置。该探测装置发射的光束在全温度范围内既可以满足需求,又可以提高光束的利用率。
基于上述内容,下面结合附图,对本申请提出的探测装置进行具体阐述。
如图2所示,为本申请提供的一种探测装置的结构示意图。该探测装置可包括光源模组和光学整形模组。其中,光学整形模组包括M个第一区域,M为大于1的整数。光源模组用于发射第一光束。光学整形模组的M个第一区域用于对接收到的第一光束会聚或发散(或称为偏折或整形)得到M个第二光束,光学整形模组的M个第一区域中至少两个第一区域对第一光束的会聚或发散能力不同。也可以理解为,相同的第一光束经过光学整形模组的会聚或发散能力不同的第一区域后的发散角不同,因此,这M个第二光束中至少两个第二光束的发散角不同。M个第二光束形成的光斑包含至少两个强度不同的区域。进 一步,M个第二光束形成的光斑包括强度不同的第二区域和第三区域,且第二区域的强度大于第三区域的强度,光斑的第二区域与感兴趣区域(region of interest,ROI)对应,光斑的第三区域与非感兴趣区域对应。
其中,在第一方向上,与探测装置的感兴趣区域对应的第二光束的可以照亮(或探测)的距离大于与探测装置的非感兴趣区域对应的第二光束的可以照亮(或探测)的距离。换言之,在第一方向上,M个第二光束的能量密度分布为:与探测装置的感兴趣区域对应的部分的第二光束的能量密度大于与探测装置的非感兴趣区域对应的部分第二光束的能量密度。基于此,M个第二光束在第一方向上形成的光斑形状可以为“凸”型或类“凸”型,请参阅图3a。在第二方向上,M个第二光束形成的光斑的第二区域的强度大于第三区域的强度。以M个第二光束形成的光斑为长方形为例、以第二区域为长方形的光斑的中心区域为例、第三区域为光斑的除中心区域之外的区域为例,请参阅图3b,长方形光斑的中心区域的能量密度(或强度)高于除中心区域之外的区域。其中,第一方向指第二光束射向探测区域的方向,第二方向为垂直于第一方向。应理解,M个第二光束在第二方向形成的光斑形状还可以是方形或其它规则或不规则的图形,本申请对此不作限定。此外,M个第二光束形成的光斑的第二区域和第三区域的形状也可以是其它规则或不规则的形状,图3b仅是示例。
在一种可能的实现方式中,探测装置的全视场范围内对应至少一个感兴趣区域。其中,感兴趣区域的形状也可以是方形、圆、椭圆、或其它规则或不规则图形等,本申请对此不作限定。其中,感兴趣区域可以为探测装置的中心视场对应的区域,非感兴趣的区域可以为探测装置的全视场范围内除感兴趣区域之外的区域。进一步,非感兴趣区域例如可以是探测装置的边缘视场对应的区域。或者,感兴趣区域为“关心”的目标(如动态目标和/或静止目标)所在的区域,非感兴趣的区域为探测装置的全视场范围内除“关心”的目标所在的区域外的区域。应理解,感兴趣区域也可能是其它的可能的区域,此处不再一一列举。
基于上述探测装置,通过光学整形模组,可以是使得M个第二光束形成的光斑中与探测装置的感兴趣区域对应第二区域的强度大于与非感兴趣区域对应的第三区域的强度,从而有助于提高光源模组发射的第一光束的能量利用率;而且,由于M个第二光束形成的光斑的第二区域的强度大于第三区域的强度,因此,形成光斑的第二区域的第二光束可以比形成光斑的第三区域的第二光束照射(或探测)的距离更远。进一步,由于同一个光学整形模组的M个第一区域的CTE是相同的,当光学整形模组的温度发生变化,对经过的第一光束的会聚或发散能力的改变程度也是相同的,基于此,基于第二光束形成的光斑的强度(或能量密度)的热稳定也性较高。
下面对图2所示的各个功能模组分别进行介绍说明,以给出示例性的具体实现方案。
一、光源模组
在一种可能的实现方式中,光源模组包括至少一个光源组件,光源组件可以是点光源、线光源或者面光源。例如,具体可以是垂直腔面发射激光器(vertical cavity surface emitting laser,VCSEL)、面缘发射激光器(edge emitting laser,EEL)、全固态半导体激光器(diode pumped solid state laser,DPSS)或光纤激光器等。
如图4所示,为本申请提供的一种光源组件的结构示意图。该示例中光源组件以光源阵列M×N为例,以M=N=3为例,即光源阵列以包括3×3个光源为例。光源阵列可以按 行分时或按列分时选通或一次全部选通。按行分时选通是指同一时刻选通光源阵列中的一行,按列分时选通是指同一时刻选通光源阵列中的一列。以同一时刻选通一行为例,第一时刻选通光源阵列中的第一行,第二时刻选通光源阵列中的第二行,第三时刻选通光源阵列中的第三行。需要说明的是,上述给出的光源的形状仅是示例,例如还可以是正方形、椭圆形或其它可能的形状,本申请对此不作限定。
可以理解的是,上述图4给出的光源阵列仅是示例,本申请对光源阵列包括的行和列的数量不作具体限定。例如,光源阵列还可以是一行多列的光源阵列,或者还可以是多行一列的光源阵列,或者还可以是其它多行多列的光源阵列,此处不再一一列举。
二、光学整形模组
在一种可能的实现方式中,光学整形模组包括的M个第一区域中至少两个第一区域对第一光束的会聚或发散能力不同。也可以理解为,M个第一区域中存在至少两个第一区域对第一光束的会聚或发散能力不同。进一步,光学整形模组可以包括透镜阵列,透镜阵列可以包括一列透镜、或者也可以包括多列透镜,本申请对此不作限定。其中,透镜阵列可形成(或理解为划分为)M个第一区域,每个第一区域包括至少一个透镜。对所述第一光束的会聚或发散能力不同的第一区域包括的透镜的光焦度不同。也可以理解为,M个第一区域中至少两个第一区域包括的透镜的光焦度不同,光焦度不同的透镜,对第一光束的发散或会聚能力不同。换言之,相同的第一光束经过光焦度不同的透镜,得到的第二光束的发散角不同。
在一种可能的实现方式中,M个第一区域中至少两个第一区域包括的透镜的光焦度不同,M个第一区域中属于同一个第一区域的多个透镜的光焦度相同。进一步,与感兴趣区域对应的第一区域包括的透镜的光焦度小于与非感兴趣区域对应的第一区域包括的透镜的光焦度。例如,透镜阵列形成2个第一区域,即第一区域11和第一区域12,第一区域11包括透镜111、透镜112和透镜113,第二区域12包括透镜121和透镜122;其中,透镜111、透镜112和透镜113的光焦度相同(均为ψ111),透镜121和透镜122的光焦度相同(均为ψ121),进一步,ψ111与ψ121不同。以第一区域11与感兴趣区域对应,第一区域12与非感兴趣区域对应,则ψ111小于ψ121。
在另一种可能的实现方式中,M个第一区域中至少两个第一区域包括的透镜的光焦度不同,M个第一区域中属于同一个第一区域的多个透镜的光焦度不同(可以是任意两个透镜的光焦度不同,或者,同一个第一区域存在至少两个光角度不同的透镜)。进一步,与感兴趣区域对应的第一区域包括的透镜的最大光焦度小于与非感兴趣区域对应的第一区域包括的透镜的最小光焦度。例如,透镜阵列形成2个第一区域,即第一区域21和第一区域22,第一区域21包括透镜211、透镜212和透镜213,第二区域22包括透镜221和透镜222;其中,透镜211、透镜212和透镜213的光焦度不同(分别为ψ211、ψ212、ψ212),透镜221和透镜222的光焦度不同(分别为ψ221、ψ222)。以第一区域21与感兴趣区域对应,第一区域22与非感兴趣区域对应,则ψ211、ψ212和ψ212中最大值小于ψ221和ψ222中的最小值。
需要说明的是,M个第一区域中属于同一个第一区域的多个透镜的光焦度可以部分相同部分不同,进一步,还可以满足与感兴趣区域对应的第一区域包括的透镜的最大光焦度小于与非感兴趣区域对应的第一区域包括的透镜的最小光焦度。
示例性的,透镜的材料可以是玻璃、或者树脂、或者晶体等光学材料。当透镜的材料 为树脂时,可以减轻探测装置的质量。当透镜的材料为玻璃时,有助于提高探测装置的成像质量。
示例性的,透镜阵列包括的透镜可以是球面透镜;或者也可以是非球面透镜,如柱面镜。通过第一区域包括为柱面镜,可以改变经过的第一光束的发散角,柱面镜可以包括但不限于平凸柱面透镜、平凹柱面透镜、双凸柱面透镜和双凹柱面透镜,本申请对柱面镜的类型和具体形状不作限定。
进一步,可选的,柱面镜包括第一方向的光焦度和第二方向的光焦度。第一方向的光焦度用于实现第一光束在第一方向的会聚或发散,第二方向的光焦度用于实现第一光束在第二方向的会聚或发散。基于此,柱面镜可以包括一维柱面镜或二维柱面镜。一维柱面镜指两个维度(第一方向和第二方向)中的一个维度的光焦度为0,另一个维度的光焦度不为0的柱面镜。本申请中,一维柱面镜的第二方向光焦度不为0。二维柱面镜是指在第二方向的光焦度不为0、第一方向的光焦度也不为0的柱面镜。可以理解的是,第二方向可以是垂直方向,第一方向可以是水平方向。
下面示例性地的示出了两种可能的光学整形模组的结构。
结构一,光学整形模组包括三个第一区域。
如图5所示,为本申请提供的一种光学整形模组的结构示意图。该光学整形模组以包括柱面镜阵列为例。该柱面镜阵列以包括9个柱面镜为例,9个柱面镜形成三个第一区域,分别为第一区域A、第一区域B和第一区域C。该示例中以属于同一个第一区域的多个柱面镜的光焦度相同为例。具体的:第一区域A包括3个柱面镜,这3个柱面镜的光焦度相同,均为
第一区域B包括3个柱面镜,这3个柱面镜的光焦度相同,均为
第一区域C包括3个柱面镜,这3个柱面镜的光焦度相同,均为
可以理解的是,各个第一区域包括的柱面镜的数量可以相同,或者也可以不同,图5是以各第一区域包括的柱面镜的数量相同为例示例的。此外,第一区域包括的柱面镜的大小可以相同也可以不同,柱面镜之间的距离可以相同也可以不相同,本申请对此也不作限定。
通常,与感兴趣区域对应的第一区域包括的透镜的光焦度小于与非感兴趣区域对应的第一区域包括的透镜的光焦度。示例性地,第一区域B与感兴趣区域对应,第一区域A和第一区域C均与非感兴趣区域对应,则光焦度
小于光焦度
光焦度
小于光焦度
通过设置与感兴趣区域对应的第一区域包括的透镜的光焦度小于与非感兴趣区域对应的第一区域包括的透镜的光焦度,可以使得第一光束经过与探测装置的感兴趣区域对应的第一区域的会聚或发散后得到的第二光束的发散角较小,第一光束经过与探测装置的非感兴趣区域对应的第一区域的会聚或发散后得到的第二光束的发散角较大,从而可以使得经过与探测装置的非感兴趣区域对应的第一区域后的得到的第二光束向经过与探测装置的感兴趣区域对应的第一区域得到的第二光束的会聚或发散,进而可增大与感兴趣区域对应的第二光束的能量密度。如此,可以使得M个第二光束在第一方向上形成的光斑的为“凸”型或类“凸”型。
下面结合光源模组、三个第一区域的柱面镜的光焦度的大小分情形介绍。在下文介绍中,以感性兴趣的区域为探测装置的中心视场对应的区域,非感兴趣的区域为探测装置的全视场范围内除所述中心视场之外的视场对应的区域为例。
也可以理解为,光学整形模组包括的三个第一区域中,第一区域A包括的柱面镜和第 一区域C包括的柱面镜的光焦度相同。因此,第一区域A对接收到的第一光束的会聚或发散能力与第一区域C对接收到的第一光束的会聚或发散能力相同。第一区域A包括的柱面镜和第一区域B包括的柱面镜的光焦度不同。因此,第一区域A对接收到的第一光束的会聚或发散能力与第一区域B对接收到的第一光束的会聚或发散能力不同。第一区域C包括的柱面镜和第一区域B包括的柱面镜的光焦度不同。因此,第一区域C对接收到的第一光束的会聚或发散能力与第一区域B对接收到的第一光束的会聚或发散能力不同。
基于光源模组包括的光源组件的数量,又可分下述情形1.1和情形1.2。
情形1.1,光源模组包括第一光源组件和第二光源组件。
其中,第一光源组件用于发射第一路第一光束,第二光源组件用于发射第二路第一光束。关于第一光源组件和第二光源组件的介绍,可参见前述光源模组的介绍,此处不再赘述。
在一种可能的实现方式中,光学整形模组包括柱面镜阵列,柱面镜阵列以形成3个第一区域为例,分别为第一区域A、第一区域B和第一区域C。进一步,光学整形模组还包括第一准直组件和第二准直组件。其中,第一准直组件和第二准直组件例如可以是准直镜等。第一光源组件发射的第一路第一光束和第二光源组件发射的第二路第一光束传播至光学整形模组后,第一路第一光束经第一准直组件准直为平行光,第二路第二光束经第二准直组件也准直为平行光,由于第一区域A包括的柱面镜的光焦度
与第一区域B包括的柱面镜的光焦度
不同,因此,第一区域A对接收到的第一路第一光束的会聚或发散能力与第一区域B对第一路第一光束的会聚或发散能力不同;换言之,第一路第一光束的经过第一区域A的部分的发散角(α
1)与第一路第一光束经过第一区域B的部分发散角(α
2)不同,请参阅图6a,发散角α
1大于发散角α
2。基于此,第一路第一光束经过第一区域A和第一区域B获得的第一路第二光束在第一方向形成的光斑为台阶型(或称为阶梯型),请参阅图6b。同理,第二路第一光束经过第一区域B的部分的发散角(α
2)与第二路第一光束经过第一区域C的部分的发散角(β
1)不同,请参阅上述图6a,发散角β
1大于发散角α
2。基于此,第二路第一光束经过第一区域B和第一区域C后的第二路第二光束形成的光斑也为台阶型(或称为阶梯型),请参阅图6b。进一步,第一路第一光束经过第一区域A后的发散角与第二路第一光束经过第一区域C后的发散角(α
1=β
1)相同。
也可以理解为,第一路第一光束和第二路第一光束经过包括第一区域A、第一区域B和第一区域C的光学整形模组后,获得的第二光束形成(或称为拼接形成)的光斑可为“凸”型或类“凸”型,如图6b。
为了防止探测区域中的目标无法被持续探测,即为了防止探测装置探测到信号出现中间部分缺失(或称为丢线),在第二方向上,M个第二光束中相邻两个第二光束部分重叠,重叠的角度可以大于或等于接收侧的角分辨率,接收侧的角分辨率=a/f
RX,其中,a表示像素的大小,f
RX表示光学接收镜头的焦距,关于像素和光学接收镜头可参见下述相关介绍,此处不再赘述。例如重叠的角度为0.1°、或0.5°等。
情形1.2,光源模组包括第三光源组件。
其中,第三光源组件用于发射第三路第一光束。可以理解的是,第三光源组件可以与第一光源组件相同或不同,第三光源组件也可以与第二光源组件相同或不同。
在一种可能的实现方式中,光学整形模组可包括柱面镜阵列和第三准直组件,柱面镜阵列分为(或称为形成)3个第一区域,分别为第一区域A、第一区域B和第一区域C。 第三光源组件发射的第三路第一光束经第三准直组件准直为平行光,由于第一区域A中的柱面镜和第一区域B中的柱面镜对第三路第一光束的会聚或发散能力不同,第一区域B中的柱面镜和第一区域C中的柱面镜对第三路第一光束的会聚或发散能力也不同,第一区域A中的柱面镜和第一区域C中的柱面镜对第三路第一光束的会聚或发散能力相同。请参阅图6c,第三路第一光束中经过第一区域A的部分的发散角(γ
1)与第三路第一光束中经过第一区域B的部分的发散角(γ
2)不同,第三路第一光束中经过第一区域B的部分的发散角(γ
2)与第三路第一光束中经过第一区域C的部分的发散角(γ
3)不同,第三路第一光束中经过第一区域A的部分的发散角(γ
1)与第三路第一光束中经过第一区域C的部分的发散角(γ
3)相同(即γ
1=γ
3)。基于此,第一光束经光学整形模组后得到的第二光束在第一方向的光斑形状可参见图6d所示。
也可以理解为,光学整形模组包括的三个第一区域中,第一区域A包括的柱面镜、第一区域B包括的柱面镜以及第一区域C包括的柱面镜的光焦度互不相同。因此,三个第一区域对接收到的第一光束的会聚或发散能力互不相同。换言之,第一光束经过三个第一区域后获得第二光束的发散角互不相同。
基于光源模组包括的光源组件的数量,又可分下述情形2.1和情形2.2。
情形2.1,光源模组包括第一光源组件和第二光源组件。
关于第一光源组件和第二光源组件的介绍可参见上述情形1.1中的介绍,此处不再赘述。
在一种可能的实现方式中,光学整形模组包括柱面镜阵列,柱面镜阵列以形成3个第一区域为例,分别为第一区域A、第一区域B和第一区域C。进一步,光学整形模组还包括第一准直组件和第二准直组件。其中,第一光源组件发射的第一路第一光束和第二光源组件发射的第二路第一光束传播至光学整形模组后,第一路第一光束经第一准直组件准直为平行光,第二路第二光束经第二准直组件也准直为平行光,由于第一区域A包括的柱面镜、第一区域B包括的柱面镜和第一区域C包括的柱面镜的光焦度互不相同。因此,第一区域A包括的柱面镜和第一区域B包括的柱面镜对第一路第一光束的会聚或发散能力不同。换言之,第一路第一光束的经过第一区域A的部分的发散角(α
1)与第一路第一光束经过第一区域B的部分发散角(α
2)不同,第二路第一光束经过第一区域B的部分的发散角(α
2)与第二路第一光束经过第一区域C的部分的发散角(β
1)不同,第一路第一光束经过第一区域A后的发散角(α
1)与第二路第一光束经过第一区域C后的发散角(β
1)也不同,光路类似上述图6a,与上述图6a的区别在于发散角α
1与发散角β
1不同。基于此,第一路第一光束经第一区域A包括的柱面镜和第一区域B包括的柱面镜的会聚或发散,可形成台阶型(或称为阶梯型)的光斑,请参阅图6e。同理,第一区域B包括的柱面镜和第一区域C包括的柱面镜对第二路第一光束的会聚或发散能力不同,可形成台阶型(或称为阶梯型)的光斑,请参阅图6e。基于此,第一路第一光束和第二路第一光束经第一区域A和第一区域B包括的柱面镜的会聚或发散,获得的第二光束在第一方向上可形成凸”型或类“凸”型的光斑,请参阅上述图6e。
情形2.2,光源模组包括第三光源组件。
在一种可能的实现方式中,第三光源组件用于发射第三路第一光束。关于第三光源组件的介绍可参见前述情形1.2的描述,此次不再赘述。
在一种可能的实现方式中,光学整形模组可包括柱面镜阵列和第三准直组件,该柱面镜阵列形成第一区域A、第一区域B和第一区域C。第三光源组件发射的第三路第一光束经第三准直组件准直为平行光,由于第一区域A中包括的柱面镜、第一区域B中包括的柱面镜以及第一区域C包括的柱面镜对第三路第一光束的会聚或发散能力不同。因此,第三路第一光束中经过第一区域A的部分的发散角(γ
1)与第三路第一光束中经过第一区域B的部分的发散角(γ
2)不同,第三路第一光束中经过第一区域B的部分的发散角(γ
2)与第三路第一光束中经过第一区域C的部分的发散角(γ
3)不同,第三路第一光束中经过第一区域A的部分的发散角(γ
1)与第三路第一光束中经过第一区域C的部分的发散角(γ
3)不同。具体的光路类似上述图6c,与上述图6c的区别在于发散角γ
1与发散角γ
3不同。基于此,获得的第二光束在第一方向上形成的光斑形状如图6f所示。
结构二,光学整形模组包括两个第一区域。
如图7所示,为本申请提供的另一种光学整形模组的结构示意图。该光学整形模组包括柱面镜阵列。该柱面镜阵列以包括6个柱面镜为例。6个柱面镜以形成两个第一区域为例,分别为第一区域a和第一区域b,第一区域a中的柱面镜的光焦度Φ
1与第一区域b中的柱面镜的光焦度Φ
2不同。进一步,第一光束经第一区域a的会聚或发散,可以实现较大视场角的探测(或照明),第一光束经过第一区域b的会聚或发散后可以实现较小视场角的探测(或照明),且该较小视场角落在较大视场角的范围内。示例性地,该较小视场角可以为探测装置的感兴趣区域对应视场。也可以理解为,第一光束基于该光学整形模组的会聚或发散,可以实现第二光斑的中心区域与第一光斑重叠。其中,所述第一光斑和第二光斑为所述经光学整形模组后获得的两个第二光束中不同的第二光束形成的光斑,第二光斑的中心区域大于或等于探测装置的感兴趣区域,而且,第一光斑也可以覆盖探测装置的感兴趣区域。
进一步,光源模组可包括第一光源组件和第二光源组件,第一光源组件用于发射第一路第一光束,第二光源组件用于发射第二路第一光束。第一路第一光束经该光学整形模组的第一区域a会聚或发散射向探测区域的视场角为视场角A,第二路第一光束经该光学整形模组的第一区域b会聚或发散射向探测区域的视场角为视场角B,其中,视场角A大于视场角B,例如,视场角A为25°,视场角B为8°。经光学整形模组的第一区域a会聚或发散获得的第二光束的能量密度(或称为强度)较低,可探测(或照明)的距离较近。经光学整形模组的第一区域b后获得的第二光束的能量密度(或强度)较高,可探测(或照明)的距离较远,可以实现较远距离的探测(或照明)。其中,第一路第一光束和第二路第一光束经该光学整形模组会聚或发散的获得的第二光束在第一方向形成的光斑的形状可参见图8。
进一步,可选的,视场角A的中心视场与视场角B重叠,从而可实现第二光斑的中心区域与第一光斑重叠。示例性的,视场角B可与探测装置的感兴趣区域对应,视场角A的中心视场也与探测装置的感兴趣区域对应,视场角A与探测装置的全视场相同。
在一种可能的实现方式中,探测装置还可包括探测模组和光学接收镜头,下面分别对探测模组和光学接收镜头进行介绍。
三、探测模组
在一种可能的实现方式中,探测模组用于对经探测区域的目标反射M个第二光束得到 的M个第三光束进行光电转化,得到用于确定目标的关联信息的电信号。其中,目标的关联信息可以包括但不限于目标的距离信息、目标的方位、目标的速度、和/或目标的灰度信息等。
示例性地,探测模组例如可以是光电探测器(photon detector,PD)、P型半导体-本征层-N型半导体(positive intrinsic negative,PIN)光电二极管(亦称为PIN结二极管)、雪崩光电二极管(avalanche photodiode,APD)、或者单光子雪崩二极管(single-photon avalanche diode,SPAD)阵列、硅光电倍增管(silicon photomultiplier,SiMP)阵列等。
请参阅图9,为本申请提供的一种探测模组的结构示意图。该探测模组以5×5的像素阵列为例,像素阵列中的像素可以是一个或多个SPAD或SiMP等。像素阵列可以按行分时选通或按列分时选通或一次全部选通。按行分时选通是指同一时刻选通像素阵列中的至少一行。按列分时选通是指同一时刻选通像素阵列中的至少一列。可以理解的是,上述给出的像素的形状仅是示例,本申请对此不做限定,例如像素的形状也可以是方向或椭圆形或其它可能的形状。
需要说明的是,上述图9给出的像素阵列仅是示例,本申请对像素阵列包括的行和列的数量不作限定。例如,像素阵列还可以是一行多列的像素阵列,或者还可以是多行一列的像素阵列,或者还可以是其它多行多列的像素阵列,此处不再一一列举。
结合上述图4中的光源阵列,以同一时刻选通一行为例,第一时刻选通像素阵列中的第一行,并选通光源阵列中的第一行;第二时刻选通像素阵列中的第二行,并选通光源阵列中的第二行;第三时刻选通像素阵列中的第三行,并选通光源阵列中的第三行,依次类推。以同一时刻选通像素阵列中的一列为例,第一时刻选通像素阵列中的第一列,并选通光源阵列中的第一列;第二时刻选通像素阵列中的第二列,并选通光源阵列中的第二列光源;第三时刻选通像素阵列中的第三列,并选通光源阵列中的第三列,依次类推。
四、光学接收镜头
在一种可能的实现方式中,光学接收镜头包括至少一片镜片,镜片例如可以是球面透镜(例如凹透镜、或凸透镜等),或者也可以是非球面透镜。通过多片球面透镜和/或非球面透镜的组合作为光学接收镜头,有助于提高探测装置的成像质量,降低光学成像系统的像差。应理解,凸透镜和凹透镜有多种不同的类型,例如凸透镜有双凸透镜,平凸透镜以及凹凸透镜,凹透镜有双凹透镜,平凹透镜以及凹凸透镜,本申请对凸透镜和凹透镜的类型不作限定。
进一步,可选的,光学接收镜头中的镜片的材料可以是玻璃、树脂或者晶体等光学材料。当镜片的材料为树脂时,有助于减轻探测装置的质量。当镜片的材料为玻璃时,有助于进一步提高探测装置的成像质量。进一步,为了有效抑制温漂,光学接收镜头中包括至少一个玻璃材料的镜片。
可以理解的是,上述探测模组和光学接收镜头也可以统称为接收模组。
需要说明的是,本申请中的探测装置还可以包括其它可能的模组,例如处理模组。处理模组用于根据来自探测模组的电信号确定目标的关联信息。进一步,还可根据确定出的目标的关联信息,进行行驶路径的规划,例如躲避将要行驶的路径上的障碍物、实现车辆的自动驾驶等。
示例性地,处理模组例如可以是可以包括一个或多个处理单元,处理单元可以是一种具有信号(或数据)的处理能力的电路,在一种实现中,处理单元可以是具有指令读取与 运行能力的电路,例如中央处理单元(central processing unit,CPU)、微处理器、图形处理器(graphics processing unit,GPU)(可以理解为一种微处理器)、或数字信号处理器(digital singnal processor,DSP)等;在另一种实现中,处理单元可以通过硬件电路的逻辑关系实现一定功能,该硬件电路的逻辑关系是固定的或可以重构的,例如处理器为专用集成电路(application-specific integrated circuit,ASIC)或可编程逻辑器件(programmable logic device,PLD)实现的硬件电路,例如现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)。在可重构的硬件电路中,处理器加载配置文档,实现硬件电路配置的过程,可以理解为处理器加载指令,以实现以上部分或全部单元的功能的过程。其中,不同的处理单元可以是独立的器件,也可以集成在一个或多个处理器中。
基于上述内容,下面结合具体的硬件结构,给出上述探测装置的四种具体实现方式。以便于进一步理解上述探测装置的结构。需要说明的是,上述给出各个模组中,如果没有特殊说明以及逻辑冲突,根据其内在的逻辑关系可以组合形成其它可能的探测装置。下面给出的四种探测装置仅是示例。
如图10a所示,为本申请提供的又一种探测装置的结构示意图。该探测装置包括光源模组和光学整形模组。该示例中光源模组以包括第一光源组件和第二光源组件为例,第一光源组件用于发射第一路第一光束,第二光源组件用于发射第二路第一光束。光学整理模组以包括柱面镜阵列、第一准直组件、第二准直组件和合束棱镜为例。其中,第一准直组件用于将第一光源组件发射的第一路第一光束准直为平行光。第二准直组件用于将第二光源组件发射的第二路第一光束准直为平行光。光学整形模组包括的柱面镜阵列以上述图5所示的柱面镜阵列为例,具体可参见上述相关介绍,此次不再赘述。平行的第一路第一光束经柱面镜阵列会聚或发散后得到第一路第二光束,第一路第一光束中经第一区域A的部分获得的第一路第二光束的发散角为α
1,第一路第一光束中经第一区域B的部分获得的第一路第二光束的发散角为α
2;第二路第一光束经柱面镜阵列会聚或发散后得到第二路第二光束,第二路第一光束中经第一区域B的部分获得的第二路第二光束的发散角为α
2,第二路第一光束中经第一区域C的部分获得的第二路第一光束的发散角为β
1。第一路第二光束和第二路第二光束经合束棱镜进一步会聚,会聚后的第一路第二光束和第二路第二光束射向探测区域,进一步会聚后的第一路第二光束和第二路第二光束在第一方向上形成“凸”型光斑或类“凸”型光斑。可以理解的是,该探测装置还可包括探测模组和处理模组等,具体可参见前述相关介绍,此处不再赘述。
如图10b所示,为本申请提供的又一种探测装置的结构示意图。该探测装置与上述图10a的区别在于:从第一光源组件出射的第一路第一光束与从第二光源组件出射的第二路第一光束的传播方向不一致。基于此,该探测装置还可包括反射模组,以第二光源组件发射的第二路第一光束所在的光路上述还包括反射模组(第二路第一光束的传播光路也可称为侧通光路)为例。第一路第一光束的传播光路为:由第一光源组件发射的第一路第一光束经第一准直组件准直为平行光后传播至柱面镜阵列,经柱面镜阵列会聚或发散(或称为整形)后,得到第一路第二光束。第二路第一光束的传播光路为:由第二光源组件发射的第二路第一光束经第二准直组件准直为平行光后传播至反射模组,经反射模组反射后的第二路第一光束的传播方向与第一路第一光束的传播方向一致,之后传播至柱面镜阵列,经柱面镜阵列会聚或发散后,得到第二路第二光束。第一路第二光束和第二路第二光束经合 束棱镜会聚后的第一路第二光束和第二路第二光束射向探测区域,在第一方向上形成“凸”型光斑或类“凸”型光斑。
在一种可能的实现方式中,反射模组例如可以是平面反射镜,或者也可以是反射棱镜,例如直角反射棱镜(如图10b)。直角反射棱镜利用了两个反射面的全反射。由于反射棱镜的材料是相同的,将反射棱镜作为反射模组不会因材料的CTE差异导致改变第二光束的发散角和指向角的差异,从而有助于进一步提高探测装置的热稳定性。
如图10c所示,为本申请提供的又一种探测装置的结构示意图。该探测装置包括光源模组和光学整形模组。进一步,该光学整形模组还可包括第一准直组件和第二准直组件。关于光源模组、第一准直组件和第二准直可参见前述图10a的介绍,此处不再赘述。光学整形模组包括的柱面镜阵列以上述图7所示的柱面镜阵列为例。第一路第一光束经柱面镜阵列会聚或发散后得到第一路第二光束,第二路第一光束经柱面镜阵列会聚或发散后得到第二路第二光束,第一路第一光束中经第一区域a后获得的第一路第二光束的发散角为ρ,第二路第一光束中经第一区域b后获得的第二路第二光束的发散角为ε,实现两路发散角不同的第二光束。第一路第二光束和第二路第二光束经合束棱镜会聚,会聚后的第一路第二光束和第二路第二光束射向探测区域,会聚后的第一路第二光束的可以覆盖探测装置的全视场范围,第二路第二光束可以覆盖探测装置的中心视场,基于此,第一路第二光束和第二路第二光束在第一方向上形成“凸”型光斑或类“凸”型光斑。
基于上述描述的探测装置的架构和功能原理,本申请还可以提供一种终端设备。请参阅图11,为本申请提供的一种终端设备的结构示意图。该终端设备1100可以包括控制装置1101以及上述任一实施例中的探测装置1102。控制装置1101可以基于M个第二光束经目标反射的得到的M个第三光束确定目标的关联信息。或者,控制装置1101可基于探测装置1102发送的目标的关联信息规划行驶路径等。例如躲避行驶路径上的障碍物等。
其中,探测装置1102例如可以是激光雷达,可利用M个第二光束来感测终端设备的周面环境内的目标。在一些实施例中,除了感测目标以外,激光雷达还可用于感测目标的速度和/或前进方向等。探测装置1102可以是上述任一实施例中的探测装置,具体可参见前述相关介绍,此处不再赘述。
终端设备1100的部分或所有功能受控制装置1101的控制。控制装置1101可包括至少一个处理器11011,处理器11011执行存储在例如存储器11012这样的非暂态计算机可读介质中的指令110121。进一步,该终端设备还可包括通信接口11013。例如,通信接口11013可用于接收来自探测装置1102的目标的关联信息。控制装置1101还可以是采用分布式方式控制终端设备1100的个体组件或子系统的多个计算设备。
处理器11011例如可以是可以包括一个或多个处理单元,处理单元可以参见前述处理模组中关于处理单元的介绍,此处不再赘述。尽管图11功能性地图示了处理器、存储器、通信接口等和在相同块中的控制装置1101的其它元件,但是本领域的普通技术人员应该理解该处理器和存储器实际上可以不存储在相同的物理外壳内的多个处理器或存储器。例如,存储器可以是硬盘驱动器或位于不同于控制装置1101的外壳内的其它存储介质。再比如,处理器也可以远离该车辆但可以与该车辆进行无线通信。
需要说明的是,若探测装置不包括处理模组,上述关于处理模组的功能可由处理器11011执行,或者也可以由终端设备中其它具有处理能力的装置执行。若探测装置中包括 处理模组,上述处理模组的功能可以全部由上述处理模组执行,或者也可以部分由上述处理模组执行,部分由终端设备中的处理器11011执行;或者也可以全部由处理器11011执行,本申请对此不作限定。
在一些实施例中,存储器11012可包含指令110121(例如,程序逻辑),指令110121可被处理器11011读取来执行终端设备1100的各种功能,包括以上描述的功能。存储器11012也可包含额外的指令,包括向终端设备的其它系统(如推进系统)发送数据、从其接收数据、与其交互和/或对其进行控制的指令。除了指令110121以外,存储器11012还可存储数据,例如探测装置1102检测到的数据,车辆的位置、方向、速度以及其他信息。
存储器例如可以是随机存取存储器(random access memory,RAM)、闪存、只读存储器(read-only memory,ROM)、可编程只读存储器(programmable ROM,PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM,EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM,EEPROM)、寄存器、硬盘、移动硬盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器,从而使处理器能够从该存储介质读取信息,且可向该存储介质写入信息。
需要说明的是,图11给出的终端设备的功能框架只是一个示例,在其它示例中,终端设备1100可以包括更多、更少或不同的装置,并且每个装置可以包括更多、更少或不同的组件。此外,示出的装置和结构可以按任意种的方式进行组合或划分,本申请对此不做具体限定。
示例性地,该终端设备例如可以是交通设备,交通设备例如可以是车辆(例如无人车、智能车、电动车、或数字汽车等)、船、机器人、测绘设备、无人机、智能家居设备(例如扫地机器人等)、智能制造设备(例如工业设备)、智能运输设备(例如AGV、无人运输车、或货车等)等。
在本申请的各个实施例中,如果没有特殊说明以及逻辑冲突,不同的实施例之间的术语和/或描述具有一致性、且可以相互引用,不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。
本申请中,“均匀”不是指绝对的均匀,可以允许有一定工程上的误差。“垂直”不是指绝对的垂直,可以允许有一定工程上的误差。“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况,其中A,B可以是单数或者复数。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a,b或c中的至少一项(个),可以表示:a,b,c,“a和b”,“a和c”,“b和c”,或“a和b和c”,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。在本申请的文字描述中,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。在本申请的公式中,字符“/”,表示前后关联对象是一种“相除”的关系。另外,在本申请中,“示例性地”一词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。或者可理解为,使用示例的一词旨在以具体方式呈现概念,并不对本申请构成限定。
可以理解的是,在本申请中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分,并不用来限制本申请的实施例的范围。上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过 程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定。术语“第一”、“第二”等类似表述,是用于分区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元。方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请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申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (18)
- 一种探测装置,其特征在于,包括:光源模组和光学整形模组,所述光学整形模组包括M个第一区域,所述M为大于1的整数;所述光源模组,用于发射第一光束;所述光学整形模组的M个第一区域,用于对接收到的第一光束进行会聚或发散,得到M个第二光束,所述M个第一区域中至少两个第一区域对第一光束的会聚或发散能力不同,所述M个第二光束形成的光斑包含至少两个强度不同的区域。
- 如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述M个第二光束形成的光斑包含强度不同的第二区域和第三区域,所述第二区域的强度大于所述第三区域的强度,所述第二区域与所述探测装置的感兴趣区域对应,所述第三区域与所述探测装置的非感兴趣区域对应。
- 如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述感兴趣区域为所述探测装置的中心视场对应的区域,所述非感兴趣的区域为所述探测装置的全视场范围内除所述中心视场之外的视场对应的区域。
- 如权利要求2或3所述的装置,其特征在于,所述非感兴趣区域为所述探测装置的边缘视场对应的区域。
- 如权利要求1~4任一项所述的装置,其特征在于,所述光学整形模组包括透镜阵列,所述透镜阵列形成所述M个第一区域,每个所述第一区域包括至少一个透镜;其中,对所述第一光束的会聚或发散能力不同的至少两个第一区域包括的透镜的光焦度不同。
- 如权利要求5所述的装置,其特征在于,对于所述M个第一区域中的任一第一区域,所述任一第一区域包括的多个透镜的光焦度相同。
- 如权利要求2~6任一项所述的装置,其特征在于,与所述感兴趣区域对应的第一区域包括的透镜的光焦度小于与所述非感兴趣区域对应的第一区域包括的透镜的光焦度。
- 如权利要求1~7任一项所述的装置,其特征在于,所述M个第二光束形成的光斑为阶跃型。
- 如权利要求1~8任一项所述的装置,其特征在于,所述M个第二光束形成的光斑的形状为“凸”型或类“凸”型。
- 如权利要求1~9任一项所述的装置,其特征在于,所述M个第二光束中相邻两个第二光束部分重叠。
- 如权利要求2~9任一项所述的装置,其特征在于,第二光斑的中心区域与第一光斑重叠,所述第二光斑的中心区域大于或等于所述感兴趣区域,所述第一光斑和所述第二光斑为所述M个第二光束中不同的第二光束形成的光斑。
- 如权利要求11所述的装置,其特征在于,所述第二光斑对应所述探测装置的全视场范围。
- 如权利要求5~12任一项所述的装置,其特征在于,所述透镜包括柱面镜或球面透镜。
- 如权利要求1~13任一项所述的装置,其特征在于,所述光源模组包括N个光源组件,一个光源组件对应一路第一光束,所述N为正整数。
- 如权利要求14所述的装置,其特征在于,所述N个光源组件包括第一光源组件、 第二光源组件,所述探测装置还包括反射模组;所述第一光源组件,用于发射第一路第一光束;所述第二光源组件,用于发射第二路第一光束;所述反射模组,用于改变所述第二路第一光束的传播方向,传播方向改变后的第二路第一光束与所述第一路光束的传播方向相同。
- 如权利要求1~15任一项所述的装置,其特征在于,所述探测装置还包括光学接收镜头;所述光学接收镜头,用于接收M个第三光束,所述第三光束为所述第二光束经探测区域中的目标反射得到的回波信号。
- 如权利要求16所述的装置,其特征在于,所述探测装置还包括探测模组;所述探测模组,用于根据来自所述光学接收镜头的所述M个第三光束,确定所述目标的关联信息。
- 一种终端设备,其特征在于,包括控制装置、以及如权利要求1~17任一项所述的探测装置;所述控制装置,用于控制所述探测装置对所述探测区域进行探测。
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