[发明专利]固态激光雷达装置的校准

说明书

根据一个实施例，提供了一种固态激光雷达装置(100)，包括：激光发生器(110)；光学透镜装置(130)，具有焦距(f1)并提供后焦平面(135)；固态传感阵列(150)，位于所述光学透镜装置(130)的所述后焦平面(135)上，具有第一传感器(152a)和第二传感器(152b)，所述第一传感器(152a)和所述第二传感器(152b)彼此间隔第一传感器距离(d1)；至少一个处理器(101)。所述处理器(101)用于：利用所述激光发生器(110)以及所述固态传感阵列(150)中的所述第一传感器(152a)和所述第二传感器(152b)中的至少一个，从脉冲飞行时间测量中获得所述目标的测量距离；使用指示所述第一传感器距离(d1)与所述焦距(f1)的比值的校准参数，从所述测量距离中获得所述目标(140)的至少一个空间坐标。

技术领域

本发明涉及一种固态激光雷达装置，尤其涉及固态激光雷达装置的校准。此外，本发明涉及用于分别执行和校准固态激光雷达装置的方法以及相应的计算机程序产品。

背景技术

三维成像设备可用于检测物体在其视场中的空间坐标。为此，目前存在无源深度传感设备和有源深度传感设备，后者还包括机械扫描仪和固态成像设备。

无论采用哪种实现方式，成像设备都需要进行校准，以达到高精度和准确度水平。使用移动部件的装置模型中通常具有更多的参数，因此需要更复杂的校准过程。然而，即使移动部件很少或没有任何移动部件的装置通常也需要通过界定明确的校准环境来进行校准。

发明内容

提供本发明内容是为了以简化的形式引入概念的选择，这些概念将在以下具体实施方式中进行进一步的描述。本发明内容的目的不在于识别权利要求书保护的主题的关键特征或必要特征，也不在于限制权利要求书保护的主题的范围。

本发明的目的在于提供一种固态激光雷达装置及其校准方法。该目的可以使用独立权利要求的特征来实现。从属权利要求、说明书和附图中提供了进一步的实现方式。具体地，本发明的目的在于提供具有本征校准功能的装置和方法，从而确保无需专门设置的三维校准环境即可进行校准。

根据第一方面，提供了一种固态激光雷达装置，包括：激光发生器，用于产生可以指向目标的脉冲激光束；光学透镜装置，用于收集所述目标反射的激光束；固态传感阵列；至少一个处理器。所述光学透镜装置具有焦距并提供后焦平面，而所述固态传感阵列位于所述光学透镜装置的所述后焦平面上，用于检测所述激光束。所述固态传感阵列至少包括第一传感器和第二传感器，用于检测所述反射激光束，其中，所述第一传感器和所述第二传感器彼此间隔第一传感器距离。所述至少一个处理器用于：利用所述激光发生器以及所述固态传感阵列中的所述第一传感器和所述第二传感器中的至少一个，从脉冲飞行时间测量中获得所述目标的测量距离。所述至少一个处理器还用于：使用指示所述第一传感器距离与所述焦距的比值的校准参数，从所述测量距离中获得所述目标的至少一个空间坐标。由于不需要分别获得所述传感器或所述光学透镜装置的组件特定校准参数，因此使用指示所述特定比值的校准参数能够对所述固态激光雷达装置进行简单、高效的校准。此外，还已发现，这能够显著降低所需校准环境的复杂性，因为随后可以在没有预先确定的三维校准对象(例如，已知其大小、形状和位置)的情况下进行校准。

在所述第一方面的一种实现方式中，所述第一传感器和所述第二传感器是单光子雪崩二极管(single-photon avalanche diode，SPAD)，所述单光子雪崩二极管设置在所述固态传感装置的公共基板上。这使得即使在所述固态传感阵列的传感器密度较大的情况下也能够精确定位所述第一传感器和所述第二传感器，从而提供高校准准确度。

在所述第一方面的另一种实现方式中，所述固态传感阵列还包括第三传感器，用于检测所述反射激光束，使得所述第一传感器、所述第二传感器和所述第三传感器以一维排列方式排列。因此，可以扩大所述固态传感阵列的视场。