[发明专利]激光雷达的发射单元、激光雷达以及测距方法

说明书

本发明提供一种激光雷达的发射单元，包括激光器阵列，可发射出探测光束；发射控制器，与激光器阵列耦接，控制激光器阵列以第一模式发出第一探测光束，并控制激光器阵列在以第一模式发出第一探测光束之前或之后以第二模式发出第二探测光束，第一模式包括控制激光器阵列中的n个激光器发光，n小于等于N；第二模式包括，控制激光器阵列中的k个激光器发光，其中k个激光器选自n个激光器，k小于n。本发明的实施例提出将激光雷达的测远和测近独立交替进行的方案。在测远时，所有通道(或大部分通道)都打开，测量中远处目标物；在测近时，只采用打开部分通道，这样就能保证测远高分辨率的同时极大地减少近距光串扰。

技术领域

本公开涉及激光雷达领域，尤其涉及一种可用于激光雷达的发射单元、包括该发射单元的激光雷达以及利用该激光雷达进行测距的方法。

背景技术

在现有很多激光雷达的结构中，接收透镜组和发射透镜组的光轴一般是不重合的，这种非同轴光学结构会导致激光器发射光束被目标物反射后的光在到达接收透镜组焦平面上的探测器时，光斑会按照目标物的距离在探测器上发生偏移和弥散，这种偏移和弥散会影响探测器对目标物反射光的探测。光斑偏移和弥散对高线束激光雷达影响更大。一个高线束的激光雷达，在探测过程中一般都会有多个通道同时发光和接收，偏移和弥散会使得同时发光的通道之间不可避免的会产生光串扰。尤其是对于近处目标物的测量，干扰到同时收发的其他通道，从点云上看就是近距离时目标物测距不准且通道一致性差。

图1示出了激光雷达两个通道间由于光斑偏移造成光串扰的示例。在激光雷达设定测远处视场匹配的一个激光器和一个探测器即构成一个通道，如图1所示，对于激光雷达的通道A和通道B，当激光雷达用于探测远处的物体时，通道A的激光器发出的探测光束L0被远处目标物OB1反射后，雷达回波接近于平行光，会照射到通道A的探测器上D1，如图1中左上方所示的，这是比较理想的情况，。而当激光雷达用于探测近处OB2的物体时，通道A的激光器发出的探测光束L0被近处目标物反射后，雷达回波不能近似为平行光，在到达探测器所在的焦平面时发生光斑偏移和弥散，会照射到通道A探测器旁边的通道B探测器上D2，如图1中左下方所示的，这种光斑的偏移和弥散会造成激光雷达通道间的光串扰，光斑的偏移和弥散随距离越近越明显，因此对于近距目标物探测使用的线数越多，越影响激光雷达的测距精度和准确性。

为了避免同一雷达在测量远近物体时由于光斑的偏移和弥散导致测距不准的现象，传统方法采用了测远、测近组合式雷达的解决方案，其中一台雷达专门测量远处的物体，另一台雷达专门测量近处的物体，这样虽然可以改善近距测量性能，但增加了系统成本，安装和调试的困难。

背景技术部分的内容仅仅是公开人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

本发明提供一种激光雷达的发射单元、包括该发射单元的激光雷达以及利用该激光雷达进行测距的方法。

一种激光雷达的发射单元包括：

激光器阵列，配置成可发射出探测光束；

发射控制器，所述发射控制器与所述激光器阵列耦接，配置成可控制所述激光器阵列以第一模式发出第一探测光束，并配置成可控制所述激光器阵列在以所述第一模式发出第一探测光束之前或之后以第二模式发出第二探测光束，

其中所述第一模式包括：控制所述激光器阵列中的n个激光器发光，n小于等于N，N为所述激光器阵列中激光器的总数；所述第二模式包括，控制所述激光器阵列中的k个激光器发光，其中所述k个激光器选自所述n个激光器，k小于n。

根据本发明的一个方面，其中所述第一模式为测远模式，所述第二模式为测近模式。

根据本发明的一个方面，其中所述第一模式包括：在所述激光雷达的每个水平角位置处，控制所述激光器阵列中的所述n个激光器发光；所述第二模式包括：在与所述第一模式相同的所述水平角位置处，控制所述激光器阵列中的所述k个激光器发光。