成像设备、激光雷达及其接收系统技术方案

本申请适用于激光雷达技术领域，提供了一种成像设备、激光雷达及其接收系统，所述激光雷达的接收系统包括接收元件、偏振分束元件和探测器组件；所述接收元件，用于接收待测目标的反射光，并将接收的该反射光传输至所述偏振分束元件的入射面；所述偏振分束元件，用于将所述接收元件传输的反射光中的p偏振分量与s偏振分量分离，并传输至所述探测器组件；所述探测器组件包括第一探测器和第二探测器，所述第一探测器用于探测所述p偏振分量，所述第二探测器用于探测所述s偏振分量；本方案通过设置的偏振分束元件和探测器组件，将接收元件收集的反射光中的p、s偏振分量进行分离，并由两个探测器分别探测，利用偏振差异实现对待测目标的物质鉴定。标的物质鉴定。标的物质鉴定。

【技术实现步骤摘要】
成像设备、激光雷达及其接收系统


[0001]本申请属于激光雷达
，尤其涉及一种成像设备、激光雷达及其接收系统。

技术介绍

[0002]激光雷达是一种利用激光完成三维探测的遥感技术，由发射系统和接收系统组成。发射系统用于发射脉冲激光照射待测目标，接收系统用于接收待测目标的反射光，通过记录发射脉冲和接收脉冲的时间差，来计算物体的纵向距离。
[0003]但是，常规的激光雷达只能实现对目标位置的探测，却无法获取目标的材质信息。
[0004]因此，亟需设计一种可进行物质鉴定的接收系统。

技术实现思路

[0005]本申请实施例的目的在于提供一种成像设备、激光雷达及其接收系统，旨在解决目前的激光雷达无法获取目标的材质信息的问题。
[0006]本申请实施例是这样实现的，一种激光雷达的接收系统，所述激光雷达的接收系统包括接收元件、偏振分束元件和探测器组件；所述接收元件，用于接收待测目标的反射光，并将接收的该反射光传输至所述偏振分束元件的入射面；所述偏振分束元件，用于将所述接收元件传输的反射光中的p偏振分量与s偏振分量分离，并传输至所述探测器组件；所述探测器组件包括第一探测器和第二探测器，所述第一探测器用于探测所述p偏振分量，所述第二探测器用于探测所述s偏振分量；
[0007]其中，p偏振光的偏振方向在入射、反射、折射光与法线组成的平面内，s偏振光的偏振方向垂直于入射、反射、折射光与法线组成的平面。
[0008]本申请还提供了一种激光雷达，所述激光雷达包括发射系统和所述的接收系统，所述发射系统至少包括激光器和偏转结构；
[0009]所述激光器，用于发射设定波长光照射待测目标，其中设定波长光包含p方向偏振光、s方向偏振光；
[0010]所述偏转结构设置在所述激光器的出射光光路上，用于对所述激光器的出射光进行偏转，以使所述激光器的出射光能够在二维空间进行扫描。
[0011]本申请还提供了一种成像设备，所述成像设备包括照明光源、集光系统和所述的接收系统；
[0012]所述照明光源用于向待测目标发射p偏振方向的激光或s偏振方向的激光；
[0013]所述集光系统设置在所述偏振分束元件的出射光光路上；
[0014]对于上述实施例中所给出的激光雷达的接收系统，通过设置的偏振分束元件和探测器组件，将接收元件收集的反射光中的p、s偏振分量进行分离，并由两个探测器分别探测，利用偏振差异实现对待测目标的物质鉴定，接收系统的整体结构简单，便于推广应用。
附图说明
[0015]图1为本申请实施例提供的一种激光雷达的接收系统的结构示意图；
[0016]图2为本申请实施例提供的一种激光雷达的结构示意图；
[0017]图3为本申请实施例提供的一种成像设备的结构示意图；
[0018]图4为光在不同介质中的传播原理示意图；
[0019]图5为本申请实施例提供的一种玻璃反射光的p偏振分量的反射率R
p
与s偏振分量的反射率R
si
随入射角的变化趋势图。
[0020]附图中：100
‑
接收系统；101
‑
接收元件；102
‑
偏振分束元件；103
‑
第一探测器；104
‑
第二探测器；105
‑
集光系统；106
‑
数字微镜阵列；200
‑
发射系统；201
‑
激光器；202
‑
偏转结构；203
‑
发射光元件；300
‑
照明光源。
具体实施方式
[0021]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0022]以下结合具体实施例对本申请的具体实现进行详细描述。
[0023]图1为本申请实施例提供的一种激光雷达的接收系统的结构示意图，所述激光雷达的接收系统100包括接收元件101、偏振分束元件102和探测器组件；
[0024]所述接收元件101，用于接收待测目标的反射光，并将接收的该反射光传输至所述偏振分束元件102的入射面；
[0025]所述偏振分束元件102，用于将所述接收元件101传输的反射光中的p偏振分量与s偏振分量分离，并传输至所述探测器组件；
[0026]所述探测器组件包括第一探测器103和第二探测器104，所述第一探测器103用于探测所述p偏振分量，所述第二探测器104用于探测所述s偏振分量。
[0027]在本实施例的一个示例中，待测目标的反射光可以是外部光源、激光器或照明光源照射待测目标后的反射光，所述接收元件101可为单透镜、镜头组、菲涅尔透镜等；所述第一探测器103、第二探测器104可以是光电二极管、光电倍增管或雪崩光电二极管。
[0028]本实施例提供的激光雷达的接收系统，通过设置的偏振分束元件和探测器组件，将接收元件收集的反射光中的p、s偏振分量进行分离，并由两个探测器分别探测，利用偏振差异实现对待测目标的物质鉴定，接收系统的整体结构简单，便于推广应用。
[0029]其中，所述偏振分束元件利用了光在不同介质中的折射率不同的原理，如图4所示，光的反射现象可以根据光的电磁理论，由电磁场的边界条件进行分析。将入射光的电矢量分解为平行于入射面的p偏振分量E
p
和垂直于入射面的s偏振分量E
s
，则反射光中p偏振分量的反射率R
p
与s偏振分量的反射率R
s
分别为：
[0030][0031][0032]其中有n
1 sin i1＝n
2 sin i2，n1和n2分别为空气和物体的折射率，i1为光到物体的入射角，若光由空气入射到玻璃上，则n1＝1，n2＝1.5，p偏振分量的反射率R
p
与s偏振分量的反射率R
s
随入射角的变化曲线如图5所示。可以看出，对于玻璃这种镜面反射物体，p偏振分量的反射率始终高于s偏振分量的。
[0033]因此，在一些实施例的场景中，对于玻璃、光滑的金属等镜面反射物体，当入射光为线偏振光时，目标反射光近似为线偏振：
[0034]当入射光为p偏振方向的线偏振光，反射光中p偏振成分较多，s偏振方向较少；
[0035]当入射光为s偏振方向的线偏振光，反射光中s偏振成分较多，p偏振方向较少；
[0036]而当入射光为完全非偏振光时，目标反射光为非偏振光，s偏振成分始终高于p偏振成分。
[0037]而对于普通粗糙物体，由于光入射到物体表面时，表面会把光线向着四面八方反射，因此无论入射光是否为线偏振光，目标反射光始终为非偏振光，且p偏振成分与s偏振成分几乎相当。
[0038]综上，在测量目标光强度的同时测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达的接收系统，其特征在于，所述激光雷达的接收系统包括接收元件、偏振分束元件和探测器组件；所述接收元件，用于接收待测目标的反射光，并将接收的该反射光传输至所述偏振分束元件的入射面；所述偏振分束元件，用于将所述接收元件传输的反射光中的p偏振分量与s偏振分量分离，并传输至所述探测器组件；所述探测器组件包括第一探测器和第二探测器，所述第一探测器用于探测所述p偏振分量，所述第二探测器用于探测所述s偏振分量。2.根据权利要求1所述的激光雷达的接收系统，其特征在于，所述偏振分束元件为偏振分光棱镜或格兰泰勒棱镜。3.根据权利要求1所述的激光雷达的接收系统，其特征在于，所述第一探测器的灵敏度与所述第二探测器的灵敏度不同。4.根据权利要求1所述的激光雷达的接收系统，其特征在于，所述探测器组件还包括控制器，所述控制器连接有存储器，所述存储器存储有预标定数据库；所述控制器，用于根据所述p偏振分量与所述s偏振分量的差异判断待测目标的材质；或根据所述差异与所述预标定数据库中数据的对比判断待测目标的材质。5.一种激光雷达，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王霄鹏，
申请(专利权)人：深圳亿维瑞光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：