[发明专利]确定返回光脉冲的返回时间的方法以及SPL扫描仪

权利要求书

1.一种在空中LiDAR表面扫描、地面监测扫描、移动测绘扫描或者建筑或测量扫描中通过单光子LiDAR SPL扫描仪来确定返回光脉冲的返回时间的方法，所述返回时间是传出脉冲事件与返回脉冲事件之间的时间，该SPL扫描仪包括：

·低光子计数检测器，其用于将少量光子或单光子转换成电信号；以及

·控制与处理单元，其用于处理数据并且用于确定所述返回光脉冲的所述返回时间，

其特征在于，

所述控制与处理单元

·识别潜在地表示返回脉冲事件的一组检测到的光子，并且基于标准来创建返回脉冲信号，所述标准涉及限定的最少量的连续检测到的少量光子或单光子的时间概率分布；

·基于所识别的潜在地表示返回脉冲事件的所述一组检测到的光子，识别所述返回脉冲信号的上升沿和下降沿；

·对所述返回脉冲信号的所识别的上升沿的时间戳和所识别的下降沿的时间戳进行平均化；以及

·基于所述返回脉冲信号的上升沿和下降沿的平均化的时间戳，确定所述返回脉冲事件的所述返回时间。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

所述SPL扫描仪的所述低光子计数检测器适于将单光子或光子包转换成电信号，并且所述电信号与在所述光子包中检测到的光子的数量成比例，所述低光子计数检测器是单部件检测器、多部件检测器或检测器阵列。

3.根据权利要求2所述的方法，

其特征在于，

所述低光子计数检测器是光电倍增管、硅光电倍增管、微通道板检测器、或混合检测器。

4.根据权利要求3所述的方法，

其特征在于，

所述混合检测器是强化光电检测器。

5.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

所述SPL扫描仪的所述低光子计数检测器适于将单光子或光子包转换成表示一个事件的电信号，所述低光子计数检测器是单部件检测器、多部件检测器或检测器阵列。

6.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

所述SPL扫描仪适于基于针对产生要转换成电信号的光电子的光子的多个不同概率阈值来产生多个返回脉冲信号，所述阈值分别被定义为幅度上不同的少量光子，其中，所述控制与处理单元适于基于通过应用所述不同概率阈值而产生的返回脉冲信号之间的返回脉冲信号变化来确定所述返回脉冲事件的幅度信息，其中，所述幅度信息被用于校正幅度相关的计时效应和/或用于区别由于被扫描的表面区域的反射率变化而造成的幅度变化与由于被扫描的表面区域的几何效应而造成的幅度变化。

7.根据权利要求6所述的方法，

其特征在于，

所述几何效应是斜坡。

8.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

所述控制与处理单元适于基于所述返回脉冲信号的下降沿与上升沿之间的时间差来确定所述返回脉冲事件的幅度信息，其中，所述幅度信息被用于校正幅度相关的计时效应和/或噪声效应。

9.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

所述SPL扫描仪适于利用单个激光雷达光束进行扫描或者适于利用多个激光雷达光束同时扫描，其中，所述扫描借助于所述SPL扫描仪的发射器光学器件的扫掠或旋转部件来调节，并且如果适用，所述多个激光雷达光束从单个发射的激光脉冲产生。

10.根据权利要求9所述的方法，

其特征在于，

所述SPL扫描仪的发射器光学器件的扫掠或旋转部件是镜子、棱镜或折射部件。

11.根据权利要求9所述的方法，

其特征在于，

所述多个激光雷达光束通过利用衍射光学部件从单个发射的激光脉冲产生。