[发明专利]接收系统、包括其的激光雷达、以及回波接收处理的方法

权利要求书

1.一种可用于激光雷达的接收系统，包括：

接收透镜，配置成可接收障碍物反射的光束并进行汇聚；

探测器阵列，所述探测器阵列设置在所述接收透镜的下游，包括多个探测器，所述探测器配置成可将入射到其上的光信号转换成电信号；和

液晶快门阵列，所述液晶快门阵列设置在所述接收透镜与所述探测器阵列之间，并且包括多个可独立控制的液晶快门，其中当所述液晶快门开启时，允许来自接收透镜并入射到所述开启的液晶快门上的光束通过，并照射到所述探测器阵列的一个或多个探测器上，其中对所述液晶快门的开启或关闭控制，与激光雷达出射光束的出射角度相关；

所述激光雷达还包括扫描器与控制器，其中：

所述扫描器，设置于发射系统的光路下游以及所述接收透镜的光路上游，配置成将所述发射系统所发射的光束反射至三维空间，以及配置成接收并反射经三维空间中待测目标反射后的回波光束至所述接收透镜；

所述控制器，配置成根据所述扫描器的运动速度预测所述回波光束入射至所述探测器的位置，并控制与预测得到的探测器位置对应的一个或多个液晶快门开启。

2.根据权利要求1所述的接收系统，其中所述探测器包括SiPM、APD、SPAD中的一个或多个，所述探测器与所述液晶快门是一一对应关系，所述液晶快门为常闭快门。

3.根据权利要求1所述的接收系统，还包括控制单元，所述控制单元根据预设顺序控制所述液晶快门阵列中的多个液晶快门依次开启和闭合。

4.根据权利要求3所述的接收系统，所述预设顺序对应于所述激光雷达的发射系统的多个激光器的发射顺序。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的接收系统，还包括温度控制单元，所述温度控制单元配置成可监测和控制所述液晶快门阵列的温度。

6.根据权利要求5所述的接收系统，其中所述温度控制单元配置成可将所述液晶快门阵列的温度控制在所述液晶快门阵列的液晶材料的清晰温度以下约20度。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的接收系统，其中所述液晶快门阵列包括蓝相液晶。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的接收系统，还包括设置在所述液晶快门阵列的光路上游的沃夫斯顿棱镜和1/2波片，其中所述沃夫斯顿棱镜配置成将入射光分成第一偏振态的第一光束和第二偏振态的第二光束，第一光束经所述1/2波片后被调制为第二偏振态后，第一光束与第二光束共同入射到所述液晶快门阵列上。

9.根据权利要求8所述的接收系统，还包括汇聚透镜，所述汇聚透镜设置在所述1/2波片与所述液晶快门阵列之间，所述第二光束以及经过所述1/2波片后的第一光束被所述汇聚透镜汇聚到所述液晶快门阵列上。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的接收系统，其中所述探测器阵列与所述液晶快门阵列集成在一起。

11.一种激光雷达，包括如权利要求1-10中任一项所述的接收系统。

12.根据权利要求11所述的激光雷达，还包括发射系统，所述发射系统包括多个激光器，所述激光器与所述接收系统的探测器阵列中的探测器一一对应，并且其中一个激光器的发射将触发所述接收系统的液晶快门阵列中的一个或多个液晶快门开启，以使得反射的光束照射到与所述一个激光器对应的一个探测器上。

13.一种利用如权利要求1-10中任一项所述的接收系统进行回波接收处理的方法，包括：

以预设模式控制所述液晶快门阵列中的每一个液晶快门在“开”和“关”状态之间切换；

接收并放大所述探测器产生的电信号；

根据所述放大的电信号，产生激光雷达的点云。