[发明专利]激光雷达扫描系统和激光雷达扫描方法

说明书

本发明提供一种激光雷达扫描系统和激光雷达扫描方法，所述激光雷达扫描系统包括：一投射装置、一扫描元件和一角放大装置，其中所述投射装置射出线形光束，所述扫描元件被保持在所述投射装置射出线形光束的光线路径上，所述扫描元件折转所述投射装置投射出的线形光束以进行扫描，所述角放大装置被保持于所述扫描元件的出射侧，所述角放大装置放大线形光束沿着一扫描方向扫描的光束角度。

技术领域

本发明涉及光学领域，尤其涉及一种激光雷达扫描系统和激光雷达扫描方法。

背景技术

激光雷达系统，通过光源发射激光至目标区域，目标区域产生漫反射，探测器接收反射回来的激光。反射回来的激光携带幅值、相位等物理信息。探测器根据激光中的信息，获取距离、方位等信息，实现对周围环境的三维探测。

激光雷达系统探测的信息越丰富、越精准，越有参考价值。激光雷达要有高精度和一定的范围广度。例如，在汽车或者舰船上的激光雷达，通常不仅是对行驶的前方，而且对侧方甚至是后方都需要进行探测。若激光雷达系统的扫描角度受限，影响探测范围，使得激光雷达系统能够获取的车辆或舰船周边环境的信息有限。人员无法通过激光雷达系统获取足够的信息知悉周边的环境，不利于保障行驶安全。

现有的固态或准固态激光雷达受到扫描器件性能的限制，扫描角度有限。例如，MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems,微机电系统)激光雷达受到MEMS器件限制，使得扫描角度受限，扫描范围的广度不足。再例如，旋转棱镜激光雷达系统中，扫描角度受到旋转棱镜的反射面的角度限制，扫描范围也受限。

此外，激光雷达扫描对于扫描反馈的精度也具有很高要求，在保证广度的同时又要保证扫描反馈的高精度无疑是难上加难的，成本也高举不下。

增加激光照射源也是一种扩大扫描范围的方法，但是这会增加激光器的数量和激光雷达体积，提升激光器装调难度，同时多个激光照射源也需要消耗成倍增大的能量，这对于激光雷达的体积和成本的控制非常不利。而且，多个激光照射源之间的协同工作对控制系统和控制算法有更高的要求。在后台反馈处理中，抗干扰能力也需要被加强才能应对复杂的运算。

因此，需要一种激光雷达扫描系统解决上述问题。

发明内容

本发明的一个优势在于提供一种激光雷达扫描系统和激光雷达扫描方法，所述激光雷达扫描系统通过扩大扫描角度，实现雷达探测范围的扩大。

本发明的另一个优势在于提供一种激光雷达扫描系统和激光雷达扫描方法，所述激光雷达扫描系统通过至少一角放大元件放大扫描光线扫描角度，扩大激光雷达扫描范围。

本发明的另一个优势在于提供一种激光雷达扫描系统和激光雷达扫描方法，所述激光雷达扫描系统提供一扫描元件，所述角放大元件对所述扫描元件的出射光进行调整，放大所述扫描元件的出射光的扫描角度。

本发明的另一个优势在于提供一种激光雷达扫描系统和激光雷达扫描方法，所述角放大元件布置于扫描器件之后，所述激光雷达扫描系统通过所述角放大元件放大所述扫描器件出射的光束的扫描角度，角度放大功能不受到所述扫描元件性能的限制。

本发明的另一个优势在于提供一种激光雷达扫描系统和激光雷达扫描方法，所述激光雷达扫描系统放大扫描角度，扩大探测范围，利于被应用于车载激光雷达扫描系统，探测车辆周边的环境。

本发明的另一个优势在于提供一种激光雷达扫描系统和激光雷达扫描方法，所述激光雷达扫描系统的所述角放大装置被设置于所述扫描元件的出射侧，不影响所述扫描元件的入射侧的光学设计。

本发明的另一个优势在于提供一种激光雷达扫描系统和激光雷达扫描方法，所述激光雷达扫描系统的所述角放大装置为柱面角放大镜，放大光束在扫描方向的角度，扩大扫描范围。