[发明专利]探测系统及其探测方法

说明书

本发明提供一探测系统及其探测方法，其中所述探测系统包括一发射端、一扫描器、一色散元件、以及一接收端。所述发射端发射一探测光束，其中所述扫描器一维地扫描所述探测光束，其中所述色散元件以色散的方式分散所述探测光束至各扫描角度，其中所述扫描器和所述色散元件二维地扫描所述探测光束，其中所述接收端接收所述探测光束被反射的一反射光束，和基于所述反射光束生成对应的电信号，以探测一目标探测物。

技术领域

本发明涉及雷达探测领域，尤其涉及一探测系统及其探测方法。

背景技术

激光雷达是以发射激光光束来探测目标的位置、速度等特征的雷达系统。随着市场需求的增加，激光雷达系统被应用于多个领域，比如应用在汽车领域，从而推动了自动驾驶和无人驾驶汽车的发展。

激光雷达分为机械式激光雷达和固态激光雷达，常见的车载激光雷达大多是机械式激光雷达，但是现有技术的机械式激光雷达的光路调试、装配复杂，生产周期长，导致成本高。另外，机械式激光雷达在行车环境下的可靠性不高，难以符合车辆的行驶要求。固态激光雷达具有成本低、易装调、可靠性高等优点，因此在自动驾驶领域具有广泛应用前景。

常见的现有技术固态激光雷达有3D Flash激光雷达和OPA(optical phasedarray，相控阵激光雷达)等。所述3D Flash激光雷达属于非扫描式雷达，通过直接向探测区域发射出面阵激光，使用高灵敏度的接收器接收激光，进而得到周围的点云图像。可以理解的是，所述3D Flash激光雷达对于接收器的灵敏度要求较高，而使得这种激光雷达的制造成本较高。现有技术的OPA激光雷达使用相控阵器件，通过调节发射阵列中每个发射单元的相位差来改变激光的出射角度，易形成旁瓣，影响光束作用距离和角分辨率，同时生产难度高。

因此，现有技术的固态激光雷达多采用非扫描式，或通过电信号对其相位进行严格的控制，而实现光束指向扫描。现有技术的固态激光雷达的探测距离近，在技术的可靠性方面还存在较大问题。

发明内容

本发明的一个主要优势在于提供一探测系统及其探测方法，其中所述探测系统的一发射端输出探测光束至一扫描器和至少一色散元件，其中所述扫描器和所述色散元件扫描所述探测光束，以使得所述探测光束以二维扫描的方式扫描一探测区域。

本发明的另一个优势在于提供一探测系统及其探测方法，其中所述发射端输出的探测光束投射至所述扫描器和所述色散元件，所述扫描器一维地扫描所述探测光束，所述色散元件在异于所述扫描器的方向分散所述探测光线至各扫描角度。换言之，所述扫描器和所述色散元件对所述发射端输出的探测光线在两个不同的方向上进行扫描，以实现所述探测光束的二维扫描。

本发明的另一个优势在于提供一探测系统及其探测方法，其中所述探测系统通过一维扫描和一维色散的方式扫描所述探测光束，以实现所述探测光束在三维空间中的二维扫描。

本发明的另一个优势在于提供一探测系统及其探测方法，其中所述探测系统的扫描器和所述色散元件的安装位置可被调换，提高了安装的灵活性。

本发明的另一个优势在于提供一探测系统及其探测方法，其中所述探测系统为收发共光路的方式，其中所述探测系统的发射端发射的扫描光线被目标物反射后，沿原光路方向返回，以便被所述探测系统的一接收端接收。

本发明的另一个优势在于提供一探测系统及其探测方法，其中当所述探测系统为收发共光路的方式，由光路可逆得知，各个角度返回的探测光束经过所述扫描器和所述色散元件后与光束传播方向相同，而所述接收端的接收镜头仅需单透镜，简化了所述接收端的镜片结构，从而降低了所述探测系统的制造成本。

本发明的另一个优势在于提供一探测系统及其探测方法，其中当所述探测系统为收发共光路的方式，由光路可逆得知，各个角度返回的探测光束经过所述扫描器和所述色散元件后与光束传播方向相同，探测器仅需要使用单元或者小面阵探测器，从而降低了所述接收端的成本。