激光雷达及其测距方法技术

一种激光雷达及其测距方法，涉及激光雷达技术领域。该激光雷达包括激光器、透过轴可调的第一偏振器、透过轴可调的第二偏振器、偏振分光棱镜、第一探测器以及第二探测器；其中，激光器发射的激光束通过第一偏振器入射至待测目标物，待测目标物的有效反射光和外界干扰光在待测目标物上形成的散射光分别经第二偏振器入射偏振分光棱镜，散射光的第一分束和有效反射光透过偏振分光棱镜入射第一探测器，散射光的第二分束通过偏振分光棱镜反射后入射第二探测器；第一分束的功率小于第二分束的功率，第一探测器接收的回光信号用于计算待测目标物的距离信息。该激光雷达能够提高激光雷达的测距性能。的测距性能。的测距性能。

【技术实现步骤摘要】
激光雷达及其测距方法


[0001]本专利技术涉及激光雷达
，具体而言，涉及一种激光雷达及其测距方法。

技术介绍

[0002]激光雷达以其超高的距离分辨和空间分辨能力，被认为是自动驾驶的感知阶段最关键的组成部件。其中，测距范围、空间分辨率以及点频是激光雷达最主要的性能指标。随着激光雷达的普及使用，为了保证驾驶的安全性，激光雷达需要在强光、雾霾、雨雾等多种特殊天气情况下保持正常工作。
[0003]现有的激光雷达，在强烈的太阳光下，太阳光照射到激光雷达的探测器上，会产生错误的回波峰，进而使得激光雷达会输出大量的错误噪点，而且可能导致目标物的回波也会发生遗漏；同样地，在雾霾天气下，雾霾颗粒会对太阳光和激光雷达的出射光有反射和散射效应，而这些散射光也会导致激光雷达输出错误噪点以及使得目标物回波发生遗漏。为避免上述问题，现出现了一种能够抗外界环境光干扰的激光雷达，其使得激光发射端发出周期性的、强度和间隔时间由每个激光雷达的序列号控制的多个脉冲群，然后接收端根据码字表和处理器处理来鉴别有效激光脉冲和抛弃干扰激光脉冲。然而，这种方式要求把单个激光脉冲的能量分散到多个激光脉冲上，如此，会导致每个脉冲的能量降低，进而使得激光雷达的测距范围变近；且为了保证激光脉冲的能量，在接收端又需要将多个激光脉冲重新叠加在一起，但是，在激光脉冲叠加时，对应地，太阳光噪声、雾霾散射光噪声等也会被叠加。因此，如何提供一种新的激光雷达，以解决抗雾霾、太阳光等外界环境光干扰，且不会造成激光雷达的测距范围降低，同时不会导致噪声叠加增强，成为了目前亟待解决的技术难题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种激光雷达及其测距方法，其能够降低太阳光或者雾霾光散射对激光雷达的干扰，提高激光雷达的测距性能。
[0005]本专利技术的实施例是这样实现的：
[0006]本专利技术的一方面，提供一种激光雷达，该激光雷达包括激光器、透过轴可调的第一偏振器、透过轴可调的第二偏振器、偏振分光棱镜、第一探测器以及第二探测器；其中，激光器发射的激光束通过第一偏振器入射至待测目标物，待测目标物的有效反射光和外界干扰光在待测目标物上形成的散射光分别经第二偏振器入射偏振分光棱镜，散射光的第一分束和有效反射光透过偏振分光棱镜入射第一探测器，散射光的第二分束通过偏振分光棱镜反射后入射第二探测器；第一分束的功率小于第二分束的功率，第一探测器接收的回光信号用于计算待测目标物的距离信息。该激光雷达能够降低太阳光或者雾霾光散射对激光雷达的干扰，提高激光雷达的测距性能。
[0007]可选地，激光雷达还包括控制器，控制器分别与激光器、第一探测器、第二探测器、第一偏振器以及第二偏振器电连接，控制器用于调节第一偏振器和第二偏振器的透过轴的
方向和/或角度，并用于控制激光器、第一探测器和第二探测器的开启或关闭。
[0008]可选地，激光雷达还包括准直器，准直器设于激光器的出光侧和待测目标物之间。
[0009]可选地，激光雷达还包括聚焦器，聚焦器设于待测目标物与偏振分光棱镜之间。
[0010]可选地，第二偏振器和第一探测器沿第一方向设置，第一探测器和第二探测器沿第二方向设置，第一方向和第二方向垂直。
[0011]可选地，激光雷达还包括第一反射镜，第一反射镜设于偏振分光棱镜的反射侧，第一反射镜用于将自偏振分光棱镜反射后的激光束反射至第二探测器。
[0012]可选地，待测目标物和第二偏振器的排布方向与激光器的出光方向垂直。
[0013]可选地，激光雷达还包括第二反射镜，第二反射镜设于第一偏振器的出光侧，用于将第一偏振器出射的偏振光反射至待测目标物。
[0014]可选地，激光器为半导体激光器。
[0015]本专利技术的另一方面，提供一种激光雷达的测距方法，该激光雷达的测距方法包括：激光器发射的激光束通过第一偏振器入射待测目标物，待测目标物的有效反射光和外界干扰光在待测目标物上形成的散射光分别通过第二偏振器入射偏振分光棱镜，其中，有效反射光和散射光的第一分束透过偏振分光棱镜入射至第一探测器，散射光的第二分束通过偏振分光棱镜反射后入射至第二探测器；调节第二偏振器的偏振方向和偏振角度，直至第二探测器接收到的回光信号功率达到最大值；根据第二偏振器调节的偏振角度和偏振方向对应调节第一偏振器的偏振方向和偏振角度，以使第一偏振器与第二偏振器所调节的偏振方向相反且所调节的偏振角度相同；根据第一探测器接收的回光信号，计算待测目标物的距离信息。
[0016]本专利技术的有益效果包括：
[0017]本申请提供的激光雷达，包括激光器、透过轴可调的第一偏振器、透过轴可调的第二偏振器、偏振分光棱镜、第一探测器以及第二探测器；其中，激光器发射的激光束通过第一偏振器入射至待测目标物，待测目标物的有效反射光和外界干扰光在待测目标物上形成的散射光分别经第二偏振器入射偏振分光棱镜，散射光的第一分束和有效反射光透过偏振分光棱镜入射第一探测器，散射光的第二分束通过偏振分光棱镜反射后入射第二探测器；第一分束的功率小于第二分束的功率，第一探测器接收的回光信号用于计算待测目标物的距离信息。这样，在使用时，用户可以先使得激光器发出光束，使得光路正常运行，然后通过调节第二偏振器的透过轴，使得在待测目标物上形成的散射光的一部分透过偏振分光棱镜入射至第一探测器，使得散射光的另一部分通过偏振分光棱镜反射至第二探测器，直至第二探测器的回光信号的功率达到最大值，这时，便可以确定入射至第二探测器的为散射光的第二分束(即散射光的最强偏振分量)，而入射至第一探测器的为散射光的第一分束(即散射光的最弱偏振分量)；这时，则根据第二偏振器的透过轴所调节的方向和角度对应调节第一偏振器，从而使得第一偏振器的偏振模式处于当前外界干扰光的最弱偏振模式。如此，便可以实现使得待测目标物的有效反射光和外界干扰光的散射光的最弱偏振分量入射至第一探测器，而外界干扰光的最强偏振分量入射至第二探测器，这样，外界干扰光便可以以最弱偏振分量和最强偏振分量为界限分离开，如此，可以有效降低外界干扰光对第一探测器的影响。同时，本申请提供的激光雷达也不存在因将激光脉冲能量分散而导致的测距变近的问题以及激光脉冲能量分散后又合并而导致的噪声增强的问题。除此之外，本申请通
过采用调节第一偏振器和第二偏振器的方式，还可以实现动态调节跟踪，即根据外部环境下的散射光的偏振特性随机变化的情况，动态调节第一偏振器和第二偏振器，从而使得第一偏振器和偏振分光棱镜始终处于散射光的最弱偏振方向上，且将散射光的最强偏振分量分离开，这样，可以极大地提升激光雷达应对外界干扰光的抗干扰能力。同时，由于本申请提供的激光雷达具有一定的偏振方向随机性，因此，在一定程度上也可以起到防止其他激光雷达的激光干扰。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达，其特征在于，包括激光器、透过轴可调的第一偏振器、透过轴可调的第二偏振器、偏振分光棱镜、第一探测器以及第二探测器；其中，所述激光器发射的激光束通过所述第一偏振器入射至待测目标物，所述待测目标物的有效反射光和外界干扰光在所述待测目标物上形成的散射光分别经所述第二偏振器入射所述偏振分光棱镜，所述散射光的第一分束和所述有效反射光透过所述偏振分光棱镜入射所述第一探测器，所述散射光的第二分束通过所述偏振分光棱镜反射后入射所述第二探测器；所述第一分束的功率小于所述第二分束的功率，所述第一探测器接收的回光信号用于计算待测目标物的距离信息。2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括控制器，所述控制器分别与所述激光器、所述第一探测器、所述第二探测器、所述第一偏振器以及所述第二偏振器电连接，所述控制器用于调节所述第一偏振器和所述第二偏振器的透过轴的方向和/或角度，并用于控制所述激光器、所述第一探测器和所述第二探测器的开启或关闭。3.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括准直器，所述准直器设于所述激光器的出光侧和所述待测目标物之间。4.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括聚焦器，所述聚焦器设于所述待测目标物与所述偏振分光棱镜之间。5.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述第二偏振器和所述第一探测器沿第一方向设置，所述第一探测器和所述第二探测器沿第二方向设置，所述第一方向和所述第二方向垂直。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈浩，严伟振，
申请(专利权)人：宁波未感半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：