CN111913164A - 激光探测***及其探测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一激光探测***及其探测方法，其中所述激光探测***包括一探测模块和一反馈模块，其中所述探测模块包括一激光发生单元和一色散元件，其中所述激光发生单元发射一探测光束，所述探测光束能够到达所述色散元件，所述色散元件对所述探测光束进行色散，经过所述色散元件的所述探测光束能够到达所述目标区域，并形成一反射光束，所述反馈模块与所述探测模块相互独立，来自于所述目标区域内的所述反射光束能够到达所述反馈模块，且所述反馈模块仅接收所述反射光束，避免了所述探测光束对所述反射光束造成干扰，进而提高了利用所述激光探测***进行探测的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及一探测***，特别涉及一激光探测***及其探测方法。
背景技术
固态激光雷达具有数据采集速度快、分辨力高、对于温度变化和振动的适应性较强等特点，并且，结构小、成本低、易安装、可靠性高且可控性好，逐渐地取代机械式激光雷达，被广泛地应用于汽车领域，并成为实现自动驾驶和智能辅助驾驶***的核心设备之一。
现有常用的激光雷达通常有固态激光雷达相控阵激光雷达、3Dflash激光雷达，以及混合固态激光雷达MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微电子机械***)激光雷达。采用相控阵原理实现的固态激光雷达，采用相控阵器件，通过调节发射阵列中每个激光发生单元的相位差来改变激光的发射角度，并通过电信号对其相位进行控制，以控制激光光束对目标物体进行指向扫描。基于3Dflash原理的固态激光雷达，通过直接向目标物体发射出面阵激光，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。而基于MEMS原理的混合固态激光雷达，利用MEMS振镜偏转改变单个的激光发生单元的发射角度的变化，以实现激光的指向偏转，进而能够完成对目标物体的图形扫描。
但是，现有的固态激光雷达在实际的使用过程中，仍然存在不少的问题。首先，固态激光雷达的旋转角度有限，难以实现全面覆盖探测，通常，只能通过布置多个固态激光雷达于不同位置的方式增大探测范围，这样，不仅增加了使用成本，而且降低了固态激光雷达的利用率。其次，现有的固态激光雷达的接收器接收的来自目标物体反射的激光光束和激光发生单元发出的激光光束共光路，即光线路径相同，这样，容易造成激光发生单元发出的激光光束与来自目标物体发射的激光光束之间的相互干扰，进而影响现有的固态激光雷达的探测精度，降低了应用现有的固态激光雷达的自动驾驶***和智能辅助驾驶***的安全性能。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一激光探测***及其探测方法，其中所述激光探测***以全面覆盖一目标区域的方式探测所述目标区域内的所述目标物体，进而提高了所述激光探测***的探测效率和准确性。
本发明的另一个目的在于提供一激光探测***及其探测方法，其中所述激光探测***接收的来自所述目标物体的一反射光束和所述激光探测***的一激光发生单元发出的一探测光束的光路不相同，通过这样的方式，避免了所述探测光束干扰所述反射光束，以利于提高所述激光探测***的精准度和可靠性。
本发明的另一个目的在于提供一激光探测***及其探测方法，其中所述激光探测***能够色散所述探测光束，并使得所述探测光束覆盖所述目标区域，以利于提高所述激光探测***的探测效率和探测精准度。
本发明的另一个目的在于提供一激光探测***及其探测方法，其中所述激光探测***包括一探测模块，其中所述探测模块藉由一色散元件将不同波长的所述探测光束分散至不同角度的所述目标区域，以实现对所述目标区域内的所述目标物体的探测。
本发明的另一个目的在于提供一激光探测***及其探测方法，其中所述激光探测***包括一激光发生单元，所述激光发生单元输出具有一定光谱宽度的脉冲探测光束，通过改变所述激光发生单元输出的所述探测光束的光谱宽度，能够实现不同的视场扫描角度，进而提高了所述激光探测***的灵活度。
本发明的另一个目的在于提供一激光探测***及其探测方法，其中所述探测光束的脉冲波长随着时间周期性变化，有利于实现不同视场扫描角度，进而扩大所述激光探测***的扫描范围。
本发明的另一个目的在于提供一激光探测***及其探测方法，其中所述激光发生单元输出具有一定光谱宽度的脉冲探测光束，且所述激光发生单元的单个脉冲包含多个波长的探测光，且单个脉冲内，不同光谱的所述探测光束的强度一致性优于75％，保障了所述探测光束的质量，进而有利于提高所述激光探测***的准确性。
本发明的另一个目的在于提供一激光探测***及其探测方法，其中所述激光探测***的所述探测模块包括一准直元件，其中所述准直元件被保持于所述激光发生单元的一侧，藉由所述准直元件对所述探测光束进行准直，以提高所述探测光束的质量。
本发明的另一个目的在于提供一激光探测***及其探测方法，其中所述激光探测***包括一光学接收单元，所述光学接收单元和所述激光发生单元相互独立，并藉由所述光学接收单元接收来自所述目标区域内的所述目标物体的所述反射光线，避免所述激光发生单元输出的所述探测光束干扰所述反射光线，进而保障了探测结果的准确性。
本发明的另一个目的在于提供一激光探测***及其探测方法，其中所述光学接收单元包括一个所述色散元件和一接收镜片组，所述反射光束经过所述色散元件后形成一平行光束，平行的所述反射光束在经过所述接收元件后被汇聚于一点，以利于提高所述反射光束的质量，进而保障所述激光探测***的可靠性。
本发明的另一个目的在于提供一激光探测***及其探测方法，其中所述激光探测***包括两角放大镜，藉由所述角放大镜实现大角度扫描，以利于提高所述激光探测***的扫描效率。
本发明的另一个目的在于提供一激光探测***及其探测方法，其中所述激光探测***包括一探测器，其中所述探测器接收经过所述光学接收单元后的所述反射光束，并能够将一光信号转换成一电信号，以便于在后续获取所述目标区域内的所述目标物体的信息。
本发明的另一个目的在于提供一激光探测***及其探测方法，其中所述激光探测***包括一处理模块，其中所述处理模块被可通信地连接于所述探测器，并接收所述探测器产生的所述电信号，进而根据所述电信号获取所述目标区域内的所述目标物体的信息。
本发明的另一个目的在于提供一激光探测***及其探测方法，其中所述激光探测***的所述处理模块被可通信地连接于所述激光发生单元，藉由所述处理模块能够控制所述激光发生单元产生的所述探测光束的信息，以灵活地监测所述目标区域内的变化。
依本发明的一个方面，本发明进一步提供一激光探测***，其适用于探测一目标区域，所述激光探测***包括：
一探测模块，其中所述探测模块包括一激光发生单元和一色散元件，其中所述激光发生单元发射一探测光束，所述探测光束能够到达所述色散元件，所述色散元件对所述探测光束进行色散，经过所述色散元件的所述探测光束能够到达所述目标区域，并形成一反射光束；和
一反馈模块，其中所述反馈模块与所述探测模块相互独立，来自于所述目标区域内的所述反射光束能够到达所述反馈模块，且所述反馈模块仅接收来所述反射光束。
根据本发明的一个实施例，所述探测模块包括一准直元件，其中所述准直元件被保持于所述激光发生单元和所述色散元件之间，所述激光发生单元产生的所述探测光束经过所述准直元件后到达所述色散元件。
根据本发明的一个实施例，所述反馈模块进一步包括一光学接收单元和一探测器，其中经过所述光学接收单元的所述反射光束能够到达所述探测器，并藉由所述探测器将所述反射光束转化为一电信号。
根据本发明的一个实施例，所述的激光探测***进一步包括一处理模块，其中所述处理模块被可通信地连接于所述探测器。
根据本发明的一个实施例，所述处理模块被可通信地连接于所述探测模块的所述激光发生单元。
根据本发明的一个实施例，所述光学接收单元包括一色散元件和一接收镜片组，其中所述接收镜片组被对应地保持于所述色散元件和所述探测器之间。
根据本发明的一个实施例，所述探测器为一单点探测器。
根据本发明的一个实施例，所述探测器为一小面阵探测器。
根据本发明的一个实施例，所述光学接收单元为一成像镜头。
根据本发明的一个实施例，所述探测器为一面阵探测器。
根据本发明的一个实施例，所述激光发生单元为一宽谱脉冲光源。
根据本发明的一个实施例，所述激光发生单元产生的所述探测光束呈周期性变化。
根据本发明的一个实施例，所述激光发生单元的单个脉冲包含多个波长的所述探测光束。
根据本发明的一个实施例，所述激光发生单元的单个脉冲内，不同光谱的所述探测光束的光强度的一致性大于75％。
根据本发明的一个实施例，所述激光探测***进一步包括两角放大镜，其中一个所述角放大镜被对应地保持于所述探测模块的所述色散元件的一侧，经过所述色散元件的所述探测光束能够到达所述角放大镜，另一个所述角放大镜被对应地保持于所述反馈模块的一侧，所述反射光束经过所述角放大镜后，能够到达所述反馈模块。
根据本发明的一个实施例，所述色散元件为一二维色散器件。
依本发明的另一个方面，本发明进一步提供一激光探测***的探测方法，所述探测方法包括如下步骤：
(a)藉由一激光发生单元产生一探测光束；
(b)藉由一色散元件色散所述探测光束；
(c)所述探测光束到达一目标区域后形成一反射光束；以及
(d)藉由与所述探测模块相互独立的一反馈模块接收所述反射光束。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(a)中，所述激光发生单元产生所述探测光束的激光脉冲的波长随着时间周期性变化。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(a)中，所述激光发生单元的单个脉冲包含多个波长的所述探测光束。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(a)之后进一步包括步骤：准直所述探测光束。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(d)中进一步包括如下步骤：
(d.1)藉由所述反馈模块的一光学接收单元的一色散元件平行化所述反射光束；和
(d.2)藉由所述光接收单元的一接收镜片组汇聚所述反射光束。
根据本发明的一个实施例，所述反射光束经过一成像镜头后被所述探测器接收。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(b)之后，进一步包括步骤：藉由一个角放大镜放大经过所述色散元件后的所述探测光束的偏转角度，同时，藉由另一个一角放大镜接收所述反射光束。
附图说明
图1A是根据本发明的一较佳实施例的一激光探测***的示意图。
图1B是根据本发明的上述较佳实施例的所述激光探测***的示意图。
图1C是根据本发明的上述较佳实施例的所述激光探测***的一激光发生单元光源光谱图示意图。
图2是根据本发明的另一较佳实施例的所述激光探测***的示意图。
图3A是根据本发明的另一较佳实施例的所述激光探测***的示意图。
图3B是根据本发明的上述较佳实施例的所述激光探测***的所述激光发生单元的光谱图示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
参照图1A至图1C，根据本发明的一较佳实施例的一激光探测***100将在接下来的描述中被阐述，其中所述激光探测***100以全面覆盖一目标区域200的方式探测所述目标区域200内的状况，并能够准确地获得所述目标区域200内的一目标物体的信息，提高了所述激光探测***100的探测效率。另外，所述激光探测***100藉由一探测光束101对所述目标区域200进行探测，并通过接收来自所述目标区域200内的所述目标物体的一反射光束的方式获取所述目标区域200内的所述目标物体的信息，且所述探测光束101和所述反射光束102为非共光路，避免了所述探测光束101对所述反射光束102造成干扰，进而提高了利用所述激光探测***100进行探测的准确性。
所述激光探测***100能够被应用车载领域，例如但不限于，所述激光探测***100被应用于一自动驾驶***和一智能辅助驾驶***，有利于提高所述自动驾驶***和所述智能辅助驾驶***的安全性和稳定性。值得一提的是，本领域技术人员应该知晓，所述激光探测***100的具体应用仅仅作为示例，所述激光探测***100也能够被应用于其他领域。
参照图1A、图2以及图3A，所述激光探测***100包括一探测模块10和一反馈模块20，其中所述探测模块10产生所述探测光束101，并通过色散所述探测光束101的方式，全面地覆盖所述目标区域200，以全面地探测所述目标区域200，并在后续，所述反馈模块20接收来自所述目标区域200内的所述目标物体的所述反射光束102，进而通过分析处理所述反射光束102携带的信息，获得所述目标区域200的状况。进一步地，所述激光探测***100的所述探测模块10和所述反馈模块20相互独立，所述探测模块10产生的所述探测光束101和所述反馈模块20接收的所述反射光束102相互独立，即，所述探测光束101和所述反射光束102光路互不相同，通过这样的方式，避免了所述探测光束101和所述反射光束102相互干扰，以利于提高所述激光探测***100的探测结果的准确性。
所述激光探测***100的所述探测模块10包括一激光发生单元11，其中所述激光发生单元11能够产生所述探测光束101，以在后续利用所述探测光束101对所述目标区域200进行扫描，以监测所述目标区域200内的所述目标物体。
进一步地，所述激光探测***100的所述探测模块10包括一色散元件12，其中所述色散元件12被保持于所述激光发生单元11的一侧，所述激光发生单元11产生的所述探测光束101能够到达所述色散元件12，且所述色散元件将复合的所述探测光束101分散成多束不同波长的所述探测光束101，具有不同波长的所述探测光束101的探测角度也不相同，进而藉由多束所述探测光束101对所述目标区域200进行扫描，以提高所述激光探测***100的探测范围，进而提高了所述激光探测***100的探测效率。
由于不同波长的所述探测光束101在同一介质中的折射率不同、传播速度也不相同等因素的影响，经过所述色散元件12后，不同波长的所述探测光束101的传播方向产生偏折，使得所述探测光束101各自分散，并具有不同的扫描角度，通过藉由所述色散元件12扩大了所述探测光束101的扫描视场的方式，扩大了所述激光探测***100的探测范围。举例来说，当所述激光探测***100的所述激光发生单元11产生的所述探测光束101的光谱为40nm，时，一般可以实现20°视场扫描。应该理解的是，所述激光发生单元11产生的所述光谱宽度和扫描视场仅仅作为示意，不能成为对本发明所述激光探测***100的内容和范围的限制。
值得一提的是，所述探测模块10的所述色散元件12的类型不受限制，优选地，所述色散元件12为二维色散器件。例如但不限于，所述色散元件12可以被实施为棱镜或是光栅等，本领域技术人员应该知晓的是，所述色散元件12的具体实施方式仅仅作为示例，不能成为对本发明所述激光探测***100的内容和范围的限制。
参照图1B和图1C，根据本发明的一较佳实施例，所述激光探测***100的所述激光发生单元11为一宽谱脉冲光源。优选地，输出光谱周期性变化的所述探测光束101。优选地，所述激光发生单元11输出的脉冲频率为50KHz，脉冲宽度大于10ns，激光脉冲的波长随着时间周期性变化。优选地，所述激光发生单元11产生的所述探测光束101的光谱范围在885nm至935nm之间。
参照图1B和图1C，举例来说，所述激光发生单元11的光源光谱、强度与时间关系按照图1C分布，即，所述探测光束101的波长λ按照λ(1,1)、λ(1,2)……λ(1,n),λ(2,1)、λ(2，2)……λ(2,n)……λ(m,n)，λ(1,1)、λ(1,2)……λ(1,2)、λ(2,1)、λ(2,2)……λ(m,n)的规律周期性变化。当所述探测光束101经过所述色散元件12后，不同波长的所述探测光束101指向不同角度的所述目标区域200，以对所述目标区域200进行探测。具体来说，波长为λ(1,1)、λ(1,2)……λ(1,n)的所述探测光束101对所述目标区域进行第一行扫描，波长为λ(2,1)、λ(2，2)……λ(2,n)对所述目标区域进行第二行扫描，以此类推，λ(m,1)、λ(m，2)……λ(m,n)对所述目标区域进行第m行扫描，进而通过这样的方式全面地覆盖所述目标区域200，以准确地对所述目标区域200进行探测。
参照图3A和图3B，根据本发明的一较佳实施例，所述激光探测***100的所述激光发生单元11能够输出具有一定光谱宽度的所述探测光束101，经过所述色散元件12后，不同波长的所述探测光束101的传播方向产生偏折，使得所述探测光束101各自分散，并指向不同角度的所述目标区域200。优选地，所述激光发生单元11为一宽谱脉冲光源，所述激光发生单元11的单个脉冲包含多个波长的所述探测光束101。优选地，所述激光发生单元11产生的所述探测光束101的光谱范围在890nm至930nm之间。优选地，单个脉冲内，不同光谱的所述探测光束的光强度的一致性大于75％，以保障所述探测光束101的质量，以利于保障所述激光探测***100探测所述目标区域200的准确性。
参照图3A和图3B，举例来说，所述激光发生单元11为一宽谱脉冲光源，所述激光发生单元11的单个脉冲包含多个波长的所述探测光束101，所述激光发生单元11的光源光谱、强度与时间关系按照图3B分布，即，所述探测光束101的波长λ按照λ(1,1)、λ(1,2)……λ(m,n)，λ(1,1)、λ(1,2)……λ(m,n),λ(1,1)、λ(1,2)……λ(m,n)的规律分布，当所述探测光束101经过所述色散元件12后，不同波长的所述探测光束101的传播方向产生偏折，使得所述探测光束101按照λ(1,1)、λ(1,2)……λ(m,n)对应指向不同角度的所述目标区域200，进而以覆盖所述目标区域200的方式完成对所述目标区域200的探测。
参照图1A、图2以及图3A，所述激光探测***100的所述探测模块10进一步包括一准直元件13，其中所述准直元件13被保持于所述探测模块10的所述激光发生单元11和所述色散元件12之间，所述激光发生单元11产生的所述探测光束101能够达到所述准直元件13，所述准直元件13对所述探测光束101进行准直，以得到具有较高准直度的平行光束，进而有利于提高所述探测光束101的质量，进而保障所述激光探测***100探测所述目标区域200的准确性。
优选地，所述准直元件13被实施为一光学透镜组，例如但不限于所述准直元件13被实施为至少一非球面镜片和至少一球面镜片组成的光学透镜组；或者所述准直元件13为非球面镜片组成的光学透镜组。优选地，所述准直元件13为一非球面镜片。本领域技术人员应该知晓的是，所述准直元件13的类型不受限制，所述准直元件13的具体实施方式仅仅作为示例，不能成为对本发明所述激光探测***100的内容和范围的限制。优选地，经过所述准直元件13的所述探测光束101的准直度优于0.1°。
参照图1A和图1B，所述激光探测***100的所述反馈模块20包括一光学接收单元21和一探测器22，所述探测模块100的所述激光发生单元11发射的所述探测激光101到达所述目标区域200内，被所述目标区域200内的所述目标物体反射后形成所述反射光束102，其中所述光学接收单元21仅接收所述反射光束102，并且经过所述光学接收单元21的所述反射光束102能够到达所述探测器22。所述探测器22接收所述反射光束102，并将所述反射光束102转化成一电信号，以便于在后续根据所述电信号获取所述目标区域200内的所述目标物体的信息。
参照图1B，根据本发明的一较佳实施例，所述光学接收单元21包括一个所述色散元件12和一接收镜片组211，其中所述色散元件12朝向所述目标区域200，所述接收镜片组211对应地设置于所述色散元件12和所述探测器22之间，来自于所述目标区域200内的所述目标物体的所述反射光束102经过所述色散元件12之后形成一束平行光束，以利于保障所述反射光束102的光束质量，进而保障所述激光探测***100的探测结果的准确性。进一步地，平行的所述反射光束102经过所述接收镜片组211后，能够被汇聚于一点。更进一步地，经过所述光学接收单元21的所述接收镜片组211后的所述反射光束102被汇聚于所述探测器22，使得所述探测器22能够完整地接收所述反射光束102，进而更准确地得到所述目标区域200内的所述目标物体的信息。
优选地，当所述光学接收单元21被实施为由所述色散元件12和所述接收元件211构成，所述探测器22被实施为单点探测器或小面阵探测器，例如但不限于雪崩光电二极管。
参照图3A，所述光学接收单元21为一成像镜头210，其中所述成像镜头210的一进光口朝向所述目标区域200，且所述成像镜头210被对应地保持于所述探测器22的一侧。来自所述目标区域200内的物体形成的所述反射光束102自所述入光面进入所述进光口进入所述成像镜头210，经过所述成像镜头210的所述反射光束102成像于所述探测器22。进一步地，所述探测器22接收由所述成像镜头210接收的所述反射光束102，并将所述反射光束102转化成所述电信号，以便于在后续根据所述电信号获取所述目标区域200内的所述目标物体的信息。
优选地，当所述光学接收单元21被实施为所述成像镜头210的时候，所述探测器22被实施为一面阵探测器。
值得一提的是，本领域技术人员应该理解的是，所述反馈模块20的所述探测器22的具体实施方式仅仅作为示例，不能成为对本发明所述激光探测***100的内容和范围的限制。
参照图1A、图2以及图3A，所述激光探测***100进一步包括一处理模块30，其中所述处理模块被可通信地连接于所述反馈模块20的所述探测器22，所述处理模块30接收所述探测器22生成的所述电信号，并对所述电信号进行分析处理，进而根据所述电信号携带的信息获取所述目标区域内的所述目标物体的状况。
根据本发明的一较佳实施例，所述探测模块10的所述激光发生单元11产生的所述探测光束101的光谱宽度允许被调整，进而能够通过改变所述探测光束101的波长等参数，改变所述激光探测***100的扫描视场角，以适用于探测不同的所述目标区域200，进而增加了所述激光探测***100的灵活性和适用性。
具体地，参照图1A、图2以及图3A，所述激光探测***100的所述处理模块30被可通信地连接于所述探测模块10的所述激光发生单元11，并藉由所述处理模块30能够调节所述激光发生单元11的参数信息，进而调整所述激光发生单元11产生的所述探测光束101的光谱宽度，以通过对所述目标区域200实现不同角度的扫面的方式全方位地覆盖所述目标区域，以提高探测结果的准确性。
参照图2，根据本发明的一较佳实施例，所述激光探测***100进一步包括两个角放大镜40，藉由所述角放大镜40能够扩大所述激光探测***100的扫描视场，以提高探测效率。
具体地，一个所述角放大镜40被保持于所述探测模块10的所述色散元件12的一侧，经过所述色散元件12的所述探测光束101能够到达所述角放大镜40，所述角放大镜40能够放大所述探测光束101的偏转角度，以扩大所述激光探测***100的扫描视场。另一个所述角放大镜40被对应地设置于所述反馈模块20的所述光学接收单元21的一侧，被保持于所述光学接收单元21和所述目标区域200之间，来自所述目标区域200的所述反射光束102经过所述角放大镜40后，能够到达所述光学接收单元21，并被所述光学接收单元21汇聚。
根据本发明的另一个方面，本发明进一步提供所述激光探测***100的探测方法，其中所述探测方法包括如下步骤：
(a)所述探测模块10的所述激光发生单元11产生所述探测光束101；
(b)所述探测模块10的所述色散元件12色散所述探测光束101；
(c)所述探测光束101到达所述目标区域200后形成一反射光束102；以及(d)藉由与所述探测模块10相互独立的所述反馈模块20接收所述反射光束102。
优选地，在所述步骤(a)中，所述激光发生单元11产生所述探测光束101的激光脉冲的波长随着时间周期性变化。
优选地，在所述步骤(a)中，所述激光发生单元11的单个脉冲包含多个波长的所述探测光束101。优选地，单个脉冲内，不同光谱的所述探测光束的光强度的一致性大于75％。
根据本发明的一较佳实施例，在所述步骤(a)之后进一步包括步骤：准直所述探测光束101，具体地，藉由所述准直元件13对所述探测光束101进行准直，以得到具有较高准直度的平行光束，进而有利于提高所述探测光束101的质量，进而保障所述激光探测***100探测所述目标区域200的准确性。
根据本发明的一较佳实施例，在所述步骤(d)中，进一步包括如下步骤：
(d.1)平行化所述反射光束102，具体地，来自于所述目标区域200内的所述目标物体的所述反射光束102经过所述色散元件12之后形成一束平行光束；和
(d.2)汇聚所述反射光束102。
根据本发明的一较佳实施例，在所述步骤(d)中，进一步包括如下步骤：所述反射光束102经过所述成像镜头210后被所述探测器22接收。
优选地，在所述步骤(b)之后，进一步包括步骤：放大经过所述色散元件12后的所述探测光束101的偏转角度，以扩大所述激光探测***100的扫描视场。对应地，在所述步骤(d)之后，藉由一个角放大镜40接收所述反射光束102，并在后续，所述反射光束102到达所述光学接收单元21，并被所述光学接收单元21汇聚。
进一步地，在所述步骤(d)之后，所述探测器22转化所述反射光束102为一电信号。进而，藉由所述处理模块30接收所述探测器22生成的所述电信号，并对所述电信号进行分析处理，进而根据所述电信号携带的信息获取所述目标区域200内的所述目标物体的状况。
本领域的技术人员可以理解的是，以上实施例仅为举例，其中不同实施例的特征可以相互组合，以得到根据本发明揭露的内容很容易想到但是在附图中没有明确指出的实施方式。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
Claims (22)
1.一激光探测***，适用于探测一目标区域，其特征在于，包括：
一探测模块，其中所述探测模块包括一激光发生单元和一色散元件，其中所述激光发生单元发射一探测光束，所述探测光束能够到达所述色散元件，所述色散元件对所述探测光束进行色散，经过所述色散元件的所述探测光束能够到达所述目标区域，并形成一反射光束；和
一反馈模块，其中所述反馈模块与所述探测模块相互独立，来自于所述目标区域内的所述反射光束能够到达所述反馈模块，且所述反馈模块仅接收来所述反射光束。
2.根据权利要求1所述的激光探测***，其中所述探测模块包括一准直元件，其中所述准直元件被保持于所述激光发生单元和所述色散元件之间，所述激光发生单元产生的所述探测光束经过所述准直元件后到达所述色散元件。
3.根据权利要求2所述的激光探测***，其中所述反馈模块进一步包括一光学接收单元和一探测器，其中经过所述光学接收单元的所述反射光束能够到达所述探测器，并藉由所述探测器将所述反射光束转化为一电信号。
4.根据权利要求3所述的激光探测***，进一步包括一处理模块，其中所述处理模块被可通信地连接于所述探测器。
5.根据权利要求4所述的激光探测***，其中所述处理模块被可通信地连接于所述探测模块的所述激光发生单元。
6.根据权利要求5所述的激光探测***，其中所述光学接收单元包括一色散元件和一接收镜片组，其中所述接收镜片组被对应地保持于所述色散元件和所述探测器之间。
7.根据权利要求6所述的激光探测***，其中所述探测器为一单点探测器。
8.根据权利要求6所述的激光探测***，其中所述探测器为一小面阵探测器。
9.根据权利要求5所述的激光探测***，其中所述光学接收单元为一成像镜头。
10.根据权利要求9所述的激光探测***，其中所述探测器为一面阵探测器。
11.根据权利要求5所述的激光探测***，其中所述激光发生单元为一宽谱脉冲光源。
12.根据权利要求11所述的激光探测***，其中所述激光发生单元产生的所述探测光束呈周期性变化。
13.根据权利要求11所述的激光探测***，其中所述激光发生单元的单个脉冲包含多个波长的所述探测光束。
14.根据权利要求1至13任一所述的激光探测***，进一步包括两个角放大镜，其中一个所述角放大镜被对应地保持于所述探测模块的所述色散元件的一侧，经过所述色散元件的所述探测光束能够到达所述角放大镜，另一个所述角放大镜被对应地保持于所述反馈模块的一侧，所述反射光束经过所述角放大镜后，能够到达所述反馈模块。
15.根据权利要求1至13任一所述的激光探测***，其中所述色散元件为一二维色散器件。
16.一激光探测***的探测方法，其特征在于，所述探测方法包括如下步骤：
(a)藉由一激光发生单元产生一探测光束；
(b)藉由一色散元件色散所述探测光束；
(c)所述探测光束到达一目标区域后形成一反射光束；以及
(d)藉由与所述探测模块相互独立的一反馈模块接收所述反射光束。
17.根据权利要求16所述的探测方法，其中在所述步骤(a)中，所述激光发生单元产生所述探测光束的激光脉冲的波长随着时间周期性变化。
18.根据权利要求16所述的探测方法，其中所述步骤(a)中，所述激光发生单元的单个脉冲包含多个波长的所述探测光束。
19.根据权利要求17或18所述的探测方法，其中所述步骤(a)之后进一步包括步骤：准直所述探测光束。
20.根据权利要求19所述的探测方法，在所述步骤(d)中，进一步包括如下步骤：
(d.1)藉由所述反馈模块的一光学接收单元的一色散元件平行化所述反射光束；和
(d.2)藉由所述光接收单元的一接收镜片组汇聚所述反射光束。
21.根据权利要求19所述的探测方法，所述反射光束经过一成像镜头后被所述探测器接收。
22.根据权利要求16所述的探测方法，其中在所述步骤(b)之后，进一步包括步骤：藉由一个角放大镜放大经过所述色散元件后的所述探测光束的偏转角度，同时，藉由另一个一角放大镜接收所述反射光束。
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