[发明专利]扫描装置及其扫描方法、激光雷达

说明书

一种扫描装置及其扫描方法、激光雷达，所述扫描装置包括：第一扫描单元，所述第一扫描单元适宜于使入射光束的传播方向发生第一偏转形成出射光束，所述第一扫描单元通过转动或者摆动的方式改变所述第一偏转的偏转角度大小；第二扫描单元，所述第二扫描单元位于所述入射光束和所述出射光束中至少一个的光路中，所述入射光束或所述出射光束透射所述第二扫描单元时，所述第二扫描单元基于电光效应使透射的光束的传播方向发生第二偏转。所述扫描装置不仅能够实现延迟角补偿，还能够有效缩短单次探测的时间，有效提高扫描频率，有利于实现高扫描频率和高相干效率的兼顾。

技术领域

本发明涉及激光探测领域，特别涉及一种扫描装置及其扫描方法、激光雷达。

背景技术

激光雷达是一种常用的测距传感器，具有探测距离远、分辨率高、受环境干扰小等特点，广泛应用于智能机器人、无人机、无人驾驶等领域。近年来，自动驾驶技术发展迅速，激光雷达作为其距离感知的核心传感器，已不可或缺。

目前大部分激光雷达通过连续旋转或来回摆动的方式实现出射光束的扫描。在收发共路的激光雷达中，扫描装置不仅需要实现出射光束的扫描，还需实现经待探测目标反射所形成回波光束的收集。由于扫描装置的持续转动，光束经目标反射后，扫描装置接收回波光束时的角度已经与扫描光束出射时的角度有一定的差异，即扫描装置产生延迟角。

延迟角的大小与待测目标的距离相关。特别地，基于相干探测的激光雷达中，激光雷达的相干探测是基于本振光和经待测目标反射所形成回波光之间的相干信号实现，而且相干信号的信噪比正比于本振光与回波光之间的波前匹配程度。因此为了提高本振光与回波光之间的相干效率以保证相干信号的信噪比，必须进行角度补偿，抑制延迟角引起的相干效率下降。

但是现有技术中，能够实现角度补偿的激光雷达系统往往存在扫描频率过低的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种扫描装置及其扫描方法、激光雷达，在保证角度补偿效果的同时，提高激光雷达的扫描频率。

为解决上述问题，本发明提供一种扫描装置，包括：

第一扫描单元，所述第一扫描单元适宜于使入射光束的传播方向发生第一偏转形成出射光束，所述第一扫描单元通过转动或者摆动的方式改变所述第一偏转的偏转角度大小；第二扫描单元，所述第二扫描单元位于所述入射光束和所述出射光束中至少一个的光路中，所述入射光束或所述出射光束透射所述第二扫描单元时，所述第二扫描单元基于电光效应使透射的光束的传播方向发生第二偏转。

可选的，所述第二扫描单元包括电光晶体，所述电光晶体为线性电光晶体和非线性电光晶体中的至少一种。

可选的，所述电光晶体为非线性电光晶体；所述电光晶体的二次电光系数的数量级在10^-14m²/V²到10^-15m²/V²范围内。

可选的，所述电光晶体包括：钽铌酸钾晶体、钽铌酸钾锂晶体和钽铌酸钾钠晶体中的至少一种。

可选的，所述第一扫描单元通过摆动的方式改变所述出射光束的传播方向，所述第一扫描单元包括：振镜和摆镜中的至少一种；所述第一扫描单元通过转动的方式改变所述出射光束的传播方向，所述第一扫描单元包括：转镜。

可选的，所述第一扫描单元具有绕第一扫描轴摆动的第一反射面；所述第二扫描单元包括：第一电光晶体，所述第二偏转包括第一电光晶体使透射的光束绕第一偏转轴旋转；所述第一偏转轴与所述第一扫描轴相平行。