[发明专利]激光探测系统及其方法

说明书

本发明进一步提供一激光探测系统，包括：一控制器；一激光发射器，其中所述激光发射器被所述控制器控制而发射出激光；一扫描器，其中所述控制器分别地控制对所述激光发射器和所述扫描器；以及一激光接收器，所述激光接收器将所采集的反馈信息传至所述控制器进行处理，其中所述扫描器受到所述控制器的控制而对所述激光发射器所发出的激光实施不同的扫描方式，使得出射的激光以不同的扫描方式而出射探测。本发明进一步提供一激光探测方法。

技术领域

本发明涉及探测领域，尤其是一种使用激光进行复合扫描与探测的系统及其方法。

背景技术

激光探测是利用激光进行雷达式探测的技术，使用激光作为光线的照射源，对目标进行发射并根据反射回来的光线进行计算，从而得到目标的信息。激光雷达以激光作探测光源，通过接受目标反射的的激光信号(包含幅值、相位等物理信息)，获取目标物的距离、方位等信息，实现对周围环境的三维探测。

一个可以衡量激光雷达的性能指标就是角分辨率。对于角分辨率高的激光雷达，所探测的目标可以得到清晰的反馈。如果角分辨率过低，得到的探测反馈并不能有效地表达目标的信息，也就是探测没有效用。角度分辨率和激光脉冲频率、激光扫描频率有关。当激光扫描频率一定时，激光脉冲频率越高，角度分辨率越高；当激光脉冲频率一定时，扫描频率越高，角度分辨率越低。所以，常见提升角分辨率方法为降低激光雷达扫描频率或提升激光脉冲频率。

换句话说，激光雷达所出射的光线性能会直接地影响到反射的光线的可利用性。但是，降低激光雷达的扫描频率的同时，图像刷新的时间也会被降低。提高激光脉冲频率的目前流行的研发方向，但是这对于激光照射源设备的研制产生了巨大的难度，各方面的成本都被提高。以目前的研发方向来看，高角分辨率、高刷新频率的激光雷达是很难降低成本的。

而且，目前激光雷达在要求高精度的同时还需要一定的范围广度。例如，在汽车或者船舰上的激光雷达，通常不仅是对行驶的前方，而且对侧方甚至是后方都需要得到探测。那么，对于广度上有一定要求的激光扫描，能保持高精度的扫描反馈，无疑是难上加难。但是，也不可能因为要维持高精度的区域扫描而放弃扫描范围上的扩大。因此，在应用上的激光雷达的成本也居高不下。

多个激光照射源也是一种可行的尝试，但是这无疑会增加激光器的数量，消耗成倍增长的能量，不利于降低成本和激光雷达体积。而且，多个激光照射源之间的协同也对控制系统和控制算法有要求。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。

总之，无论从硬件的开发上还是后台的处理上，低成本、高角分辨率、高精度、大扫描范围的激光雷达是十分受欢迎的。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种激光探测系统及其方法，多次对目标进行扫描，根据确定的方位进行扫描，从而得到具体目标的高角分辨率信息，在不提高成本的情况下完成目标的高精度扫描。

本发明的另一个目的在于提供一种激光探测系统及其方法，多次扫描中分为粗略的扫描和详细的扫描，粗略的扫描提供目标区域中目标的位置，而根据粗略的扫描结果，调整控制详细扫描的范围，进一步地对相应位置进行详细的扫描。

本发明的另一个目的在于提供一种激光探测系统及其方法，利用前次的扫描确定后续扫描的范围，使得在确定的范围中精确地进行扫面并获得高精度的探测结果。

本发明的另一个目的在于提供一种激光探测系统及其方法，多次对目标区域扫描，不基于区域的广度的限制，而完成对目标区域的扫描，并针对目标进行高精度扫描。

本发明的另一个目的在于提供一种激光探测系统及其方法，利用一控制器对一激光发射器实行控制，无需增加所述激光发射器的情况下，实现多次对目标区域的扫描。

本发明的另一个目的在于提供一种激光探测系统及其方法，对所述激光发射器所出射的激光进行分束，对于不同的光束分别地控制扫描的方式，包括扫描的速度、范围和精度。