[发明专利]激光雷达及其测距方法

说明书

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。

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，具体而言，涉及一种激光雷达及其测距方法。

背景技术

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。

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。

发明内容

本发明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。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明的一方面，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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。