[发明专利]一种基于硅基液晶的三维激光雷达及扫描方法

权利要求书

1.一种基于硅基液晶的三维激光雷达，其特征在于，包括发射光源(1)、发射光学组件(2)、偏振装置(3)、硅基液晶(4)、接收光学组件(5)、接收探测器(6)和控制装置(7)，具体的：

所述发射光源(1)和所述接收探测器(6)两者以同光轴方式设置在所述偏振装置(3)的一侧，其中，所述发射光学组件(2)位于所述发射光源(1)和偏振装置(3)之间的发射光路上；所述接收光学组件(5)位于所述接收探测器(6)和偏振装置(3)之间的接收光路上；

所述硅基液晶(4)设置在所述偏振装置(3)的另一侧，用于将经过偏振装置(3)偏振后的发射光以第一指定角度反射到待测目标物体上；以及将从待测目标物体上反射回来的接收光以第二指定角度进行反射；

其中，所述控制装置(7)用于完成将经过偏振装置偏振后的发射光以第一指定角度进行反射的控制；以及将从待测目标物体上反射回来的接收光以第二指定角度进行反射的控制；

所述硅基液晶(4)包括第一控制区域(41)和第二控制区域(42)，其中，第一控制区域(41)用于为发射光提供可形成所述第一指定角度的第一反射区域，第二控制区域(42)用于为接收光提供可形成所述第二指定角度的第二反射区域；

其中，所述第一控制区域(41)和第二控制区域(42)为两个同光轴嵌套的光斑区域。

2.根据权利要求1所述的基于硅基液晶的三维激光雷达，其特征在于，相对于发射光信号的时间，在达到指定时间延迟后，所述第二控制区域(42)还用于在所述控制装置(7)的控制下，调整所述第二控制区域(42)将接收光的反射角度由所述第二指定角度调整为第一指定角度。

3.根据权利要求1所述的基于硅基液晶的三维激光雷达，其特征在于，在完成所述接收探测器(6)设置之前，先在原本设置所述探测器(6)位置设置CCD(8)，CCD(8)用于检测出每个接收光光斑的能量值，以便于将相应结果传递给处理器，所述处理器根据收到的接收光光斑的能量值，生成位相图调整的相关参数；将用于位相图调整的相关参数，写入用于硅基液晶(4)控制的控制装置(7)，以便所述控制装置(7)以新写入的相关参数控制所述硅基液晶(4)工作；

循环由CCD检测接收光光斑的能量值、生成位相图调整的相关参数、写入控制装置和以新写入的相关参数控制所述硅基液晶(4)工作构成的过程，直至CCD检测接收光光斑的+1级的光能量达到预先设定的目标条件。

4.根据权利要求3所述的基于硅基液晶的三维激光雷达，其特征在于，位相图调整包括：

采用梯度增加的方式，以公式一逐级进行调整，直至增加到2π，相应公式一为：

其中，y代表硅基液晶(4)中每个像元对应的位相调制深度，k是位相增加的斜度，x代表硅基液晶(4)中的各个像元；当y的值超过2π时，接下来的像元对应位相调制深度y重新从零开始增加。

5.根据权利要求3所述的基于硅基液晶的三维激光雷达，其特征在于，所述预先设定的目标条件为调整前后两次CCD所获取到功率差相差小于预设阈值，定义经过第k次调整之后，CCD获取到的功率为P_k，具体包括：

若(P_k+1-P_k)＞预设阈值，则继续所述位相图调整；若(P_k+1-P_k)≤预设阈值，则记录当前功率配置P_k+1对应的相关参数。

6.根据权利要求5所述的基于硅基液晶的三维激光雷达，其特征在于，所述预设阈值为0.1-0.5dBm。

7.根据权利要求1-6任一所述的基于硅基液晶的三维激光雷达，其特征在于，所述硅基液晶(4)的每个像元的控制电压具有独立调节功能，通过控制装置(7)对每个像元的控制电压调节，改变每个像元所控制光斑的位相延迟量。