[发明专利]激光探测的装置、方法及系统

说明书

本申请实施例公开了激光探测的装置、方法及系统。所述装置包括光源组件、接收透镜、相位调制器和光强探测组件，其中：所述光源组件用于发射探测信号至探测目标；所述接收透镜用于接收所述探测目标反射回来的第一回波信号，接收的所述第一回波信号入射至所述相位调制器；所述相位调制器用于对所述第一回波信号进行相位调制得到第二回波信号，所述第二回波信号入射至所述光强探测组件；所述光强探测组件用于探测所述第二回波信号的光强度。本申请的激光探测装置避免使用大规模APD阵列和复杂的读出电路，简化了激光探测的复杂度，降低了激光探测的成本。

技术领域

本申请涉及探测技术领域，尤其涉及激光探测的装置、方法及系统。

背景技术

激光雷达是一种以激光为测量光源的主动式遥感仪器，具有测量距离远、精度高、分辨率高、可全天时测量等优点，在地理信息测绘、无人车自动驾驶、数字城市等领域发挥重要作用。随着自动驾驶技术的快速发展，激光雷达正由机械化向固态化逐步转变，而快闪(Flash)激光雷达作为可靠性高、技术相对成熟的固态激光雷达，在未来发展方向上占有重要地位。

Flash激光雷达是面阵式激光雷达成像系统，一般采用泛光或点阵方式照射前方物体，并通过雪崩光电二极管(Avalanche Photodiodes,APD)面阵接收器接收前方物体反射回来的激光脉冲信号，来确定前方物体三维坐标信息。为使每次可探测的像素点更多，分辨率更高，面阵式激光雷达需要大规模的APD阵列，而制备大规模APD阵列的技术难度非常高，其读出电路也非常复杂，成本很高，限制了Flash激光雷达的发展。因此，Flash激光雷达需要拓展新的探测架构。

发明内容

本申请实施例提供了激光探测的装置、方法及系统，可以实现低成本的激光探测。

第一方面，本申请实施例提供了一种激光探测模组，所述激光探测模组可以包括光源组件、接收透镜、相位调制器和光强探测组件，其中，所述光源组件用于发射探测信号至探测目标，这里的探测信号指的是激光束；所述探测信号被所述探测目标反射回来形成第一回波信号；所述接收透镜用于接收所述第一回波信号，接收的所述第一回波信号入射至所述相位调制器；所述相位调制器用于对所述第一回波信号进行相位调制得到第二回波信号，所述第二回波信号入射至所述光强探测组件；所述光强探测组件用于探测所述第二回波信号的光强度。

该技术方案下，激光探测模组中设置有相位调制器，通过相位调制器后的回波信号的相位与飞行时间相关，从而使得回波信号的相位与探测距离相关。而回波信号的光强度可以反应其相位信息，进而可以反应探测距离，因此通过光强探测组件对回波信号的光强度探测就可以完成激光探测。这么做的好处是，可以通过探测光强度得到探测距离等探测信息，而不需要探测回波信号的整体波形，从而避免使用大规模APD阵列和复杂的读出电路，简化了激光探测的复杂度，降低了激光探测的成本。

在可行的实施方式下，所述第二回波信号的相位与所述第一回波信号的飞行时间相关，所述第一回波信号的飞行时间为所述探测信号被发射出去的时刻和所述第一回波信号被接收的时刻之间的时间间隔。相位调制器可以建立回波信号的调制相位和飞行时间之间的关系。

在可行的实施方式下，所述光强探测组件包括偏光组件和图像传感器，所述偏光组件包括N个第一偏光元件组，每个所述第一偏光元件组包括M个第一偏光元件，所述M个第一偏光元件的偏振方向不相同，N为正整数，M为大于等于2的正整数，所述图像传感器包括N*M个像素。所述光强探测组件用于探测所述第二回波信号的光强度，具体包括：所述偏光组件用于对所述第二回波信号进行偏光得到第三回波信号；所述图像传感器用于探测所述第三回波信号的光强度。

在可行的实施方式下，所述第二回波信号包括N*M个第二回波信号分量，所述第三回波信号包括N*M个第三回波信号分量。每个所述第一偏光元件用于对入射的所述第二回波信号分量进行偏光得到一个对应的第三回波信号分量，每个所述第三回波信号分量入射至一个对应的所述像素上；所述图像传感器用于探测每个所述第三回波信号分量的光强度。