【技术实现步骤摘要】
本公开涉及激光雷达领域，尤其涉及一种激光雷达，一种激光雷达的探测方法以及一种集成的光探测和数据处理装置。
技术介绍
1、激光雷达是一种常用的测距传感器，具有探测距离远、分辨率高、抗有源干扰能力强、体积小、质量轻等优点，被广泛应用于智能机器人、无人机、无人驾驶等领域。
2、图1a示出了现有的基于分立的感光器件的激光雷达的发射装置tx和接收装置rx的示意图,发射装置tx包括n个发射单元，接收装置rx包括n个探测单元，探测单元例如为apd、sipm等，n个发射单元和n个探测单元构成n个探测通道(也即n线)。现有的激光雷达多数为点扫描的方式，发射单元发射探测光，探测光经外界物体反射后，被对应的探测单元探测到，经后续电路处理后，生成点云中的一个数据点。n个发射单元和n个探测单元经由扫描器件带动(机械旋转雷达)，或者n个发射单元的出射光经由扫描器件偏折，形成一定垂直和水平视场范围的探测。针对尺寸较大的物体的探测，激光雷达一般容易实现，而对于小尺寸物体的探测，则对激光雷达的要求更为严苛。
3、图1b示出了针对20cm高度的物体的探测，距激光雷达在不同距离处对应的视场角(激光雷达安装高度例如为1.5m)，如图1b所示，其中在200m处，20cm高度的物体的视场角只有0.057°，因此为了实现这个小物体的探测，需要将激光雷达的光学角度分辨率提升到0.05°，并且同时保证激光雷达的测远能力不能低于200m，其中光学角度分辨率是指点云中的一个点对应的视场角。
4、另外，对于远距离小尺寸物体的探测，还需要具有足够高的
5、因此，如何实现对远距离小物体的探测，并避免人眼安全问题，对激光雷达而言是亟待解决的技术问题。
6、
技术介绍
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。
技术实现思路
1、针对现有技术存在问题中的一个或多个，本专利技术提供一种激光雷达，能够实现对远距离小物体的探测，兼顾人眼安全。
2、激光雷达包括：
3、发射装置，所述发射装置配置成发出探测光束，用于探测障碍物；
4、探测装置，包括多个探测单元，每个探测单元包括像素阵列，其中每个像素可对所述探测光束在障碍物上反射的回波作出响应并转换为电信号；
5、控制装置，所述控制装置与所述发射装置和探测装置耦合，配置成控制所述发射装置发射探测光束，并相对应地控制其中一个探测单元进行探测；和
6、数据处理装置，与所述探测装置耦合，对于其中至少一个像素，所述数据处理装置配置成根据该像素产生的电信号以及所述发射装置相邻多次发射探测光束在同一个探测单元内其他像素上产生的电信号，确定回波电信号，并根据所述回波电信号确定所述障碍物的信息。
7、根据本专利技术的一个方面，其中所述数据处理装置配置成：根据该像素在当前探测角度上产生的电信号以及所述发射装置之前多次发射探测光束在同一个探测单元内其他像素上产生的电信号，确定在激光雷达当前探测角度上的回波电信号。
8、根据本专利技术的一个方面，其中每个像素包括多个单光子雪崩二极管，每个单光子雪崩二极管可独立选通和寻址。
9、根据本专利技术的一个方面，其中所述数据处理装置配置成：将同一个探测单元的像素阵列在当前探测角度上的输出信号阵列、以及同一个探测单元的像素阵列在之前多个探测角度上的多个输出信号阵列按照预设偏移步长叠加，获得叠加信号阵列。
10、根据本专利技术的一个方面，其中对于相邻两次发射探测光束在同一个探测单元的像素阵列上产生的两个输出信号阵列，偏移步长为1个像素。
11、根据本专利技术的一个方面，其中所述偏移步长对应于所述激光雷达的角分辨率。
12、根据本专利技术的一个方面，其中所述数据处理装置配置成根据所述叠加信号阵列产生所述当前探测角度上的回波电信号，根据所述当前探测角度上的回波电信号确定所述障碍物的距离和/或反射率。
13、根据本专利技术的一个方面，还包括具有多个反射面的转镜，其中所述探测光束经由其中一个反射面反射到所述激光雷达外部，产生的回波通过同一个反射面或不同的反射面被反射到探测装置，所述转镜配置成可围绕第一轴线旋转，以形成所述激光雷达的水平视场。
14、根据本专利技术的一个方面，还包括转子，所述发射装置和探测装置均设置在所述转子上，所述转子可围绕第一轴线旋转，以形成所述激光雷达的水平视场。
15、根据本专利技术的一个方面，其中所述多个探测单元沿着竖直方向设置，以形成所述激光雷达的垂直视场。
16、本专利技术还涉及一种激光雷达的探测方法，其中所述激光雷达包括发射装置和探测装置，所述探测装置包括多个探测单元，每个探测单元包括像素阵列，其中所述探测方法包括：
17、s101：控制所述发射装置在当前探测角度上发射探测光束；
18、s102：相对应地控制其中一个探测单元进行探测，获取该探测单元的像素阵列输出的信号阵列；
19、s103：对于其中至少一个像素，根据该像素产生的电信号以及所述发射装置相邻多次发射探测光束在同一个探测单元内其他像素上产生的电信号，确定回波电信号；和
20、s104：根据所述回波电信号确定所述障碍物的信息。
21、根据本专利技术的一个方面，其中所述相邻多次发射探测光束是在所述当前探测角度之前。
22、根据本专利技术的一个方面，其中每个像素包括多个单光子雪崩二极管，每个单光子雪崩二极管可独立选通和寻址。
23、根据本专利技术的一个方面，其中所述步骤s103包括：将同一个探测单元的像素阵列在当前探测角度上的输出信号阵列、以及同一个探测单元的像素阵列在之前多个探测角度上的多个输出信号阵列按照预设偏移步长叠加，获得叠加信号阵列。
24、根据本专利技术的一个方面，其中对于相邻两次发射探测光束在同一个探测单元的像素阵列上产生的两个输出信号阵列，偏移步长为1个像素。
25、根据本专利技术的一个方面，其中所述偏移步长对应于所述激光雷达的角分辨率。
26、根据本专利技术的一个方面，其中所述步骤s104包括：根据所述叠加信号阵列产生当前探测角度上的回波电信号，根据所述当前探测角度上的回波电信号，确定所述障碍物的距离和/或反射率。
27、本专利技术还涉及一种集成的光探测和数据处理装置，包括：：
28、多个探测单元，每个探测单元包括像素阵列，其中每个像素可对光信号作出响应并转换为电信号；和
29、控制装置，所述控制装置与所述多个探测单元耦合，并且配置成控制所述探测单元进本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种激光雷达，包括：
2.根据权利要求1所述的激光雷达，其中所述数据处理装置配置成：根据该像素在当前探测角度上产生的电信号以及所述发射装置之前多次发射探测光束在同一个探测单元内其他像素上产生的电信号，确定在激光雷达当前探测角度上的回波电信号。
3.根据权利要求1所述的激光雷达，其中每个像素包括多个单光子雪崩二极管，每个单光子雪崩二极管可独立选通和寻址。
4.根据权利要求2所述的激光雷达，其中所述数据处理装置配置成：将同一个探测单元的像素阵列在当前探测角度上的输出信号阵列、以及同一个探测单元的像素阵列在之前多个探测角度上的多个输出信号阵列按照预设偏移步长叠加，获得叠加信号阵列。
5.根据权利要求4所述的激光雷达，其中对于相邻两次发射探测光束在同一个探测单元的像素阵列上产生的两个输出信号阵列，偏移步长为1个像素。
6.根据权利要求4所述的激光雷达，其中所述偏移步长对应于所述激光雷达的角分辨率。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的激光雷达，其中所述数据处理装置配置成根据所述叠加信号阵列产生所述当前探测角度上的
8.根据权利要求1-6中任一项所述的激光雷达，还包括具有多个反射面的转镜，其中所述探测光束经由其中一个反射面反射到所述激光雷达外部，产生的回波通过同一个反射面或不同的反射面被反射到探测装置，所述转镜配置成可围绕第一轴线旋转，以形成所述激光雷达的水平视场。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的激光雷达，还包括转子，所述发射装置和探测装置均设置在所述转子上，所述转子可围绕第一轴线旋转，以形成所述激光雷达的水平视场。
10.根据权利要求1-6所述的激光雷达，其中所述多个探测单元沿着竖直方向设置，以形成所述激光雷达的垂直视场。
11.一种激光雷达的探测方法，其中所述激光雷达包括发射装置和探测装置，所述探测装置包括多个探测单元，每个探测单元包括像素阵列，其中所述探测方法包括：
12.根据权利要求11所述的探测方法，其中所述相邻多次发射探测光束是在所述当前探测角度之前。
13.根据权利要求11所述的探测方法，其中每个像素包括多个单光子雪崩二极管，每个单光子雪崩二极管可独立选通和寻址。
14.根据权利要求11所述的探测方法，其中所述步骤S103包括：将同一个探测单元的像素阵列在当前探测角度上的输出信号阵列、以及同一个探测单元的像素阵列在之前多个探测角度上的多个输出信号阵列按照预设偏移步长叠加，获得叠加信号阵列。
15.根据权利要求14所述的探测方法，其中对于相邻两次发射探测光束在同一个探测单元的像素阵列上产生的两个输出信号阵列，偏移步长为1个像素。
16.根据权利要求14所述的探测方法，其中所述偏移步长对应于所述激光雷达的角分辨率。
17.根据权利要求14-16中任一项所述的探测方法，其中所述步骤S104包括：根据所述叠加信号阵列产生当前探测角度上的回波电信号，根据所述当前探测角度上的回波电信号，确定所述障碍物的距离和/或反射率。
18.一种集成的光探测和数据处理装置，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种激光雷达，包括：
2.根据权利要求1所述的激光雷达，其中所述数据处理装置配置成：根据该像素在当前探测角度上产生的电信号以及所述发射装置之前多次发射探测光束在同一个探测单元内其他像素上产生的电信号，确定在激光雷达当前探测角度上的回波电信号。
3.根据权利要求1所述的激光雷达，其中每个像素包括多个单光子雪崩二极管，每个单光子雪崩二极管可独立选通和寻址。
4.根据权利要求2所述的激光雷达，其中所述数据处理装置配置成：将同一个探测单元的像素阵列在当前探测角度上的输出信号阵列、以及同一个探测单元的像素阵列在之前多个探测角度上的多个输出信号阵列按照预设偏移步长叠加，获得叠加信号阵列。
5.根据权利要求4所述的激光雷达，其中对于相邻两次发射探测光束在同一个探测单元的像素阵列上产生的两个输出信号阵列，偏移步长为1个像素。
6.根据权利要求4所述的激光雷达，其中所述偏移步长对应于所述激光雷达的角分辨率。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的激光雷达，其中所述数据处理装置配置成根据所述叠加信号阵列产生所述当前探测角度上的回波电信号，根据所述当前探测角度上的回波电信号确定所述障碍物的距离和/或反射率。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的激光雷达，还包括具有多个反射面的转镜，其中所述探测光束经由其中一个反射面反射到所述激光雷达外部，产生的回波通过同一个反射面或不同的反射面被反射到探测装置，所述转镜配置成可围绕第一轴线旋转，以形成所述激光雷达的水平视场。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的激光雷...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶俊，郑世伟，向少卿，
申请(专利权)人：上海禾赛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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