CN116660867A - 一种基于光束扫描的测距装置及测距方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于光束扫描的测距装置，该装置包括：光束发射器、光束偏折器、探测器和控制器；光束偏折器对所述激光光束进行偏折，以使激光光束往返扫描目标场景；探测器在第一方向扫描目标场景时，接收目标场景反射的回波信号的光强序列，且在第二方向扫描目标场景时，接收目标场景反射的回波信号的光强序列，其中，和分别为两个方向扫描过程中，目标场景中第j扫描点的回波信号被探测器接收到的时刻；控制器根据和确定飞行时间，并基于目标场景中各扫描点对应的所述飞行时间计算目标场景中各点到测距装置的距离信息。

Description

一种基于光束扫描的测距装置及测距方法

技术领域

本发明涉及激光测距技术领域，尤其涉及一种基于光束扫描的测距装置及方法。

背景技术

光束(通常为激光)扫描测距雷达(简称：激光雷达)能够用于检测目标位置、轮廓和速度，激光雷达的应用领域逐步拓展，精确测量、导航定位、安全避障，并开始应用于无人驾驶技术。激光雷达是将发射的光束通过扫描发射形成扫描截面，从而测试出待测物的特征信息。

目前，一般激光雷达所采用的光束测距技术根据光的飞行时间来计算距离，即测距仪和被测量物体之间的距离是光速和往返时间的乘积的一半。

在基于光的飞行时间的光束测距中，脉冲式光束测距是目前应用最为广泛的一种。脉冲式光束测距是由光束发射***发出一个持续时间极短的脉冲光束，经过待测距离L之后，被目标场景反射，反射的回波信号被光束接收***中的光电探测器接收。时间间隔电路通过计算脉冲光束发射和回波信号到达之间的时间t，得出目标场景与发射出的距离L。脉冲式光束测距简单来说就是针对光束的飞行时间差进行测距，它是利用脉冲光束持续时间极短，能量在时间上相对集中，瞬时功率很大的特点进行测距。其精度取决于：脉冲光束的上升沿、接收通道带宽、探测器信噪比和时间间隔精确度。

另外，脉冲式光束测距方法的测距范围和点频率是一对相互制约的参数。一个脉冲光束的飞行时间不能大于两个相邻脉冲光束的时间间隔，否则将发生脉冲光束重叠，无法准确判断同一个脉冲发射时间和接收时间之间的时间间隔，而失去测距的可靠性，因此，测距范围被限制为脉冲光束的时间间隔的一半乘以光速。而脉冲光束的时间间隔正好是脉冲重复频率(简称：重频)的倒数，因此测距范围和重频线性反相关，现有技术中脉冲重频一般为1kHz～100kHz，测距范围几十米至上百米。点频率指的是1秒内可以进行几次测距，如果按一个脉冲测一次距来算，点频率正好等于重频，即1秒内可测距10000次，即扫描目标场景中10000个点，用于雷达点云成像的分辨率低。而且为了保证测距范围，重频不能过高，因此导致点频率难于提高，单位时间内测距点数少，测距速度慢，这也是现有激光雷达的分辨率过低的一个最重要的因素。脉冲式光束测距是现有激光雷达采用最为广泛的技术，然而其点频率的限制了激光雷达快速的应用和发展。因此，需要探索和发明出新的测距方式，不受点频率限制，从而使得激光雷达能够快速在测距的同时又能高分辨率成像。

发明内容

本发明提供一种基于光束扫描的测距装置及方法，用以解决现有技术中光束雷达测距时点频率较低，导致测距速度慢，且光束雷达成像分辨率过低的问题。

本发明提供一种基于光束扫描的测距装置，包括：

光束发射器，用于发射激光光束；

光束偏折器，用于对所述激光光束进行偏折，以使所述激光光束往返扫描目标场景；

探测器，用于在第一方向扫描目标场景过程中，接收目标场景反射的回波信号的光强序列且在第二方向扫描目标场景过程中，接收目标场景反射的回波信号的光强序列/>其中，/>和/>分别为两个方向扫描过程中，目标场景中第j扫描点的回波信号被探测器接收到的时刻，j＝1,2,…,N，N为目标场景中扫描点的个数，所述第一方向和第二方向为相反方向；

控制器，用于接收探测器探测的和/>同时记录/>和/>根据/>和/>确定激光光束照射到第j扫描点且被探测器接收的飞行时间，并基于目标场景中各扫描点对应的所述飞行时间计算目标场景中各点到测距装置的距离信息。

其中，所述控制器具体用于在接收探测器探测的光强序列和/>时，记录在对应时刻光束偏折器的偏折角度序列/>和/>并基于同一方向扫描时，光束偏折器经过/>和/>的时间差的一半作为激光光束飞行时间计算得到目标场景中各点到测距装置的距离信息。

其中，所述控制器具体用于根据以下公式计算所述距离信息：

其中，z_j为第j个扫描点到测距装置的距离信息，为光束偏折器在角时偏折的角速度，/>为光束偏折器在/>角时偏折的角速度，c为光速。

其中，所述控制器还用于在第一方向扫描时，记录光束偏折器位于最小和最大偏折角的时刻分别为：和/>所述控制器还用于在第二方向扫描时，记录光束偏折器位于最大和最小偏折角的时刻分别为：/>和/>所述控制器具体用于根据以下公式计算所述距离信息：

其中，z_j为第j个扫描点到测距装置的距离信息，c为光速。

其中，所述光束偏折器包括：MEMS微振镜、摆镜、旋转棱镜或光学相控阵。

其中，所述激光光束包括：正弦调制、方波调制、脉冲调制或啁啾调制后的激光光束。

其中，所述激光光束为所述光束发射器以恒定功率输出的光束。

其中，还包括：反射镜，所述反射镜位于所述光束发射器和所述光束偏折器之间，用于将所述激光光束反射至所述光束偏折器。

本发明还提供一种采用上述任一项所述的基于光束扫描的测距装置的测距方法，包括：

控制光束发射器发射激光光束；

控制光束偏折器对所述激光光束进行偏折，以使所述激光光束往返扫描目标场景；

在第一方向扫描目标场景时，控制探测器接收目标场景反射的回波信号的光强序列且在第二方向扫描目标场景时，控制探测器接收目标场景反射的回波信号的光强序列/>其中，/>和/>分别为两个方向扫描过程中，目标场景中第j扫描点的回波信号被探测器接收到的时刻，j＝1,2,…,N，N为目标场景中扫描点的个数，所述第一方向和第二方向为相反方向；

接收探测器探测的和/>同时记录/>和/>根据/>和/>确定激光光束照射到第j扫描点且被探测器接收的飞行时间，并基于目标场景中各扫描点对应的所述飞行时间计算目标场景中各点到测距装置的距离信息。

本发明提供的基于光束扫描的测距装置及方法，通过光束发射器发射激光光束；光束偏折器对所述激光光束进行偏折，以使所述激光光束往返扫描目标场景；在第一方向扫描目标场景时，探测器接收目标场景反射的回波信号的光强序列且在第二方向扫描目标场景时，接收目标场景反射的回波信号的光强序列/>其中，/>和/>分别为两个方向扫描过程中，目标场景中第j个点的回波信号被探测器接收到的时刻，j＝1,2,…,N，N为目标场景中反射点的个数，第一方向和第二方向为相反方向；控制器接收探测器探测的/>和/>同时记录/>和/>根据/>和/>确定激光光束照射到第j扫描点且被探测器接收的飞行时间，并基于目标场景中各扫描点对应的所述飞行时间计算目标场景中各点到测距装置的距离信息。在激光光束进行一次往返扫描的过程中便可以对目标场景中多个点进行测距。本发明中，该激光光束扫描形成得光束线所覆盖的区域都可以在一次往返扫描中获知，充分利用光束往返扫描分别获取在两个扫描方向上扫描到同一扫描点探测器接收到/>和/>对应的时刻/>和/>并根据时刻/>和/>确定激光光束的飞行时间。传统的激光雷达飞行时间测距技术，每个测距点需要激光脉冲发出的时刻和回波信号被接收到的时刻，通过这两个时刻计算飞行时间。而本发明无需激光脉冲发出的时刻的信息，不需要考虑相邻两个脉冲光束重叠的问题，即不考虑点频率的限制，解决了传统脉冲式光束测距点频率小，单位时间内测距点数少，测距速度慢的问题，而且没有点频率限制，可以大幅提高点频率，实现了单位时间内超高的测距点数，从而提高成像分辨率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种基于光束扫描的测距装置结构及向第一方向扫描的光路示意图；

图2是图1中的基于光束扫描的测距装置向第二方向扫描的光路示意图；

图3是本发明提供的基于光束扫描的测距装置中探测器的采样序列示意图。

图4是将图3示意图分成+x方向和-x方向两个采样序列，并将它们上下并排放置的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和2所示，本发明实施例的基于光束扫描的测距装置，包括：

光束发射器1，用于发射激光光束2。

光束偏折器3，用于对所述激光光束2进行偏折，以使所述激光光束2往返扫描目标场景，具体地，光束偏折器3往复式摆动，以对激光光束2进行偏折。激光光束2先沿第一方向扫描，例如：图1中，光束偏折器3作+x的方向摆动，激光光束2沿第一方向扫描目标场景，再沿第二方向扫描，例如：图2中，光束偏折器3作-x的方向摆动，激光光束2沿第二方向扫描目标场景。图1和2中示出了目标场景中的三个扫描点，第一扫描点6、第二扫描点7和第三扫描点8，第一方向和第二方向为相反方向。

探测器4，用于在第一方向扫描目标场景过程中，接收目标场景反射的回波信号的光强序列且在第二方向扫描目标场景过程中，接收目标场景反射的回波信号的光强序列/>其中，/>和/>分别为第一方向和第二方向扫描过程中，目标场景中第j个点的回波信号被探测器接收到的时间，j＝1,2,…,N，N为目标场景中标记点的个数。本实施例中，探测器4可以为桶探测器。具体地，在探测器4分别收到/>和/>时，触发控制器5分别记录对应的时刻/>和/>

控制器5，用于接收探测器探测的和/>同时记录/>和/>并根据和/>确定激光光束照射到第j扫描点且被探测器接收的飞行时间，并基于目标场景中各扫描点对应的所述飞行时间计算目标场景中各点到测距装置的距离信息。

本实施例中，通过激光光束2往返扫描目标场景，并利用探测器4实时探测回波信号强度，该激光光束扫描形成得光束线所覆盖的区域都可以在一次往返扫描中获知，充分利用光束往返扫描分别获取在两个扫描方向上扫描到同一扫描点探测器4接收到和/>对应的时刻/>和/>并根据时刻/>和/>确定激光光束的飞行时间。传统的激光雷达飞行时间测距技术，每个测距点需要激光脉冲发出的时刻和回波信号被接收到的时刻，通过这两个时刻计算飞行时间。而本发明无需激光脉冲发出的时刻的信息，不需要考虑相邻两个脉冲光束重叠的问题，即不考虑点频率的限制，解决了传统脉冲式光束测距点频率小，单位时间内测距点数少，测距速度慢的问题，而且没有点频率限制，可以大幅提高点频率，实现了单位时间内超高的测距点数，从而提高成像分辨率。

本实施例中，控制器5具体用于在接收探测器4探测的光强序列和记录在对应时刻光束偏折器3的偏折角度序列/>和/>并基于同一方向扫描时，光束偏折器3经过/>和/>的时间差的一半作为激光光束飞行时间计算得到目标场景中各点到测距装置的距离信息。具体地，控制器5分别与光束偏折器3和探测器4电连接，在探测器4分别收到/>和/>时，触发控制器5分别记录对应的时刻/>和/>并分别获取光束偏折器3当前的偏折角度(即摆动角度)/>和/>所述控制器5具体用于根据以下公式计算所述距离信息：

其中z_j为第j个扫描点到测距装置的距离信息，为光束偏折器3在角时偏折的角速度，/>为光束偏折器3在/>角时偏折的角速度，c为光速。

具体地，如图1所示，描述了激光光束2沿第一方向(光束偏折器3作+x的方向摆动)方向扫描的过程，光束偏折器3在时刻偏折至位置I，偏折角为/>激光光束2沿着L₁方向飞行一段时间z_j/c后入射到目标场景第j点(图1中的第二扫描点7)。反射光L₂再飞行相同的时间z_j/c后被探测器4所捕捉，此时刻为/>Δt_j＝2z_j/c为激光光束出射至被探测到的飞行时间，此刻光束偏折器3偏折至位置II，偏折角为/>而探测器4探测的值为/>

图2描述了光束沿第二方向(光束偏折器3作-x的方向摆动)扫描的过程，即光束偏折器3反向偏折，在时刻偏折至位置I，偏折角为/>光束沿着L₁方向飞行一段时间z_j/c后入射到目标场景中第j点。反射光L₃再飞行相同的时间z_j/c后被探测器4所捕捉，此时刻为/>Δt_j＝2z_j/c为光束出射至被探测到的飞行时间，此刻光束偏折器3偏折至位置III，偏折角为/>而探测器4探测的值为/>

从偏折角度即图1中位置II，沿着-x方向偏折至偏折角度/>即图2中位置III，所花的时间为2Δt_j，或从偏折角度/>沿着+x方向偏折至偏折角度/>所花的时间也为2Δtj，即/> 因此有上述公式(1)。

其中，ω为光束偏折器3偏折的角速度，目前的光束偏折器3偏折时，在偏折至接近两端最大和最小偏折角时会减速偏折，从两端最大或最小偏折角开始起偏时会加速偏折，在中间较大的偏折角度范围内可以认为是匀速偏折，或者可以认为无论从哪个方向经过同一个偏折角度时偏折的角速度是相等的。因此，和/>之间的角速度ω可以通过上述公式(2)计算得到。

在本发明另一实施例中，所述控制器5还可以根据以下公式(7)计算所述距离信息。如图3所示，描述了偏折角随时间的关系，以及探测器4探测到的信号随时间的关系，这两个曲线共用同一个时间轴，可以方便的观察它们的关系。第一方向扫描时，即光束偏折器3作+x的方向摆动，其起始偏折角为即最小偏折角，可以是0，此时时刻为/>偏折角不断增大，直至到达最大偏折角/>此时时刻为/>此后光束偏折器3调整方向，开始沿-x方向摆动，假定其调整时间为T_R，所以第二方向起始扫描时间/>接着偏折角不断变小，直至到达最小偏折角/>此时时刻为/>图4以另一种形式描述了图3的采样过程：将+x方向和-x方向的采样过程分开，上下并排显示。图4清晰的说明了：和/>

根据图3，可知：

从图4，可知：

因此，利用公式(5)这个等式关系，公式(3)和公式(4)相加，可得：

控制器5还用于在第一方向扫描时，记录光束偏折器位于最小和最大偏折角的时刻分别为：和/>所述控制器还用于在第二方向扫描时，记录光束偏折器位于最大和最小偏折角的时刻分别为：/>和/>所述控制器5还可以根据以下公式(7)计算所述距离信息：

在一些实施例中，所述光束偏折器3包括：MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem)微振镜、摆镜、旋转棱镜或光学相控阵。

以MEMS为例，其通过谐振进行高速偏折，其可以输出反馈信号(主要是谐振信号的起始时间)，据此可推算出各个时刻及其对应的偏折角度和摆动方向；比如其谐振信号是一个正弦波，从波谷到波峰是+x方向从最左边摆到最右边，从波峰到下一个波谷，就是沿-x方向从最右边摆回到最左边，正弦波的各个点对应着相应的偏折角。其中摆镜，如：激光振镜(galvo-scanning-system)根据外加的控制信号实时偏折至指定的角度，因此根据控制信号也可实时获知偏折角度。两者相比，MEMS偏折速度更快，但是其反馈信号所给出的实时偏折角度的精度也相对激光振镜要差一些。旋转棱镜的偏折速度比较慢，由于其旋转的速率恒定，通过监控每个循环的起始时间可以推算出偏折角度随时间的变化，即θ(t)。偏折最快的是光学相控阵，其根据加载的电压信号精准的偏折至指定角度，理论上是可以精准的获知实时的偏折角度θ(t)，但是受限于目前工艺水平和技术，其工作状态很不稳定，尚未有可用的产品出现。

激光雷达的目的是生成目标场景的3D图，除了纵向的测距外(z方向)，还需要进行两维扫描生成横向2D图像(x和y方向)。如果想生产高分辨率的横向2D图像，比如y方向的线数要达到1000，并且帧频率达到30Hz，则x方向从左向右偏折的时间要小于1/(30*1000)＝33微秒,即x方向往返的扫描频率大于30*1000/2＝15kHz(往返一次扫出两条线)。y方向只需满足15Hz即可，是一个相对比较慢的速度，若想提高线数(即提高分辨率)，x方向的扫描就要相应的变快。但是传统激光雷达需要对每个扫描点进行实时计算，现有的体制下，扫描速度快了之后，不但会引起脉冲重叠现象，还因为扫描角度偏折过快引起的横向2D图像重构出现偏差的问题，而且对算力的需求也急剧上升。同时，扫描速度越快，要求每点测距的计算时间越短，比如1000*1000的分辨率，要求每点计算及数据转存的时间小于33ns，这是个很高的要求。受限于这些因数，传统激光雷达一般运行在较低的分辨率下。本发明提出新的方法，跟传统激光雷达最大的差别是：本发明中，不是依次计算每个点的飞行时间，而是把每次x方向扫描得到往返两个回光光强随时间的变化记下来，而传统激光雷达即需要回光信号接收的时刻，也需要激光出射的时刻。在实际的操作中，可以把相邻两行(即+x方向和-x方向)信号进行计算，将目标场景第j个点的+x方向和-x方向的一对探测信号找到，根据公式(1)或公式(7)算得第j个点的距离。以上只是提供了两种较为直观的算法，可根据实际的应用场景采用其他合适的算法。

所述激光光束2包括：正弦调制、方波调制、脉冲调制或啁啾调制后的激光光束，所述激光光束2也可以为未经调制的恒定功率输出的光束。

恒功率输出的光束得到的2D图像细腻，但是抗噪能力相对较差。正弦调制相比脉冲调制要容易一些，但测距计算会复杂一些。方波调制在一些特别的场景中会有需求，比如特殊编码用于消除同类型激光雷达的相互干扰。总的来说脉冲调制使用较为普遍，且测距计算最为简单。

在一些实施例中，基于光束扫描的测距装置还包括：反射镜(图中未示出)，所述反射镜位于所述光束发射器1和所述光束偏折器3之间，用于将所述激光光束2反射至所述光束偏折器3。增加反射镜后可以有更灵活的结构和空间来设置光束发射器1和所述光束偏折器3之间的位置。

下面对本发明提供的基于光束扫描的测距方法进行描述，下文描述的基于光束扫描的测距方法与上文描述的基于光束扫描的测距装置可相互对应参照。

本发明还提供了一种采用上述的基于光束扫描的测距装置的测距方法，该方法可以由上述装置中的控制器执行，该方法包括：

步骤S1：控制光束发射器发射激光光束。

步骤S2：控制光束偏折器对所述激光光束进行偏折，以使所述激光光束往返扫描目标场景。

步骤S3：在第一方向扫描目标场景时，控制探测器接收目标场景反射的回波信号的光强序列且在第二方向扫描目标场景时，控制探测器接收目标场景反射的回波信号的光强序列/>其中，/>和/>分别为两个方向扫描过程中，目标场景中第j扫描点的回波信号被探测器接收到的时刻，j＝1,2,…,N，N为目标场景中扫描点的个数，第一方向和第二方向为相反方向。

步骤S4：接收探测器探测的和/>同时记录/>和/>根据/>和/>确定激光光束照射到第j扫描点且被探测器接收的飞行时间，并基于目标场景中各扫描点对应的所述飞行时间计算目标场景中各点到测距装置的距离信息。

本方法中，该激光光束扫描形成得光束线所覆盖的区域都可以在一次往返扫描中获知，充分利用光束往返扫描分别获取在两个扫描方向上扫描到同一扫描点探测器接收到和/>对应的时刻/>和/>并根据时刻/>和/>确定激光光束的飞行时间，不需要考虑相邻两个脉冲光束重叠的问题，即不考虑点频率的限制，解决了传统脉冲式光束测距点频率小，单位时间内测距点数少，测距速度慢的问题，而且没有点频率限制，可以大幅提高点频率，实现了单位时间内超高的测距点数，从而提高成像分辨率。

本方法中，步骤S4，即接收探测器探测的和/>同时记录/>和/>根据/>和/>确定激光光束照射到第j扫描点且被探测器接收的飞行时间，并基于目标场景中各扫描点对应的所述飞行时间计算目标场景中各点到测距装置的距离信息，包括如下两种实现方式：

方式一：

在接收探测器探测的光强序列和/>时，同时记录/>和/>记录在对应时刻光束偏折器的偏折角度序列/>和/>并基于同一方向扫描时，光束偏折器经过/>和/>的时间差的一半作为激光光束飞行时间计算得到目标场景中各点到测距装置的距离信息。

具体用于根据以下公式计算所述距离信息：

其中，z_j为第j个扫描点到测距装置的距离信息，为光束偏折器在角时偏折的角速度，/>为光束偏折器在/>角时偏折的角速度，c为光速。

方式二：

在第一方向扫描时，记录光束偏折器位于最小和最大偏折角的时刻分别为：和所述控制器还用于在第二方向扫描时，记录光束偏折器位于最大和最小偏折角的时刻分别为：/>和/>所述控制器具体用于根据以下公式计算所述距离信息：

其中，z_j为第j个扫描点到测距装置的距离信息，c为光速。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于光束扫描的测距装置，其特征在于，包括：

光束发射器，用于发射激光光束；

光束偏折器，用于对所述激光光束进行偏折，以使所述激光光束往返扫描目标场景；

探测器，用于在第一方向扫描目标场景过程中，接收目标场景反射的回波信号的光强序列且在第二方向扫描目标场景过程中，接收目标场景反射的回波信号的光强序列/>其中，/>和/>分别为两个方向扫描过程中，目标场景中第j扫描点的回波信号被探测器接收到的时刻，j＝1,2,…,N，N为目标场景中扫描点的个数，所述第一方向和第二方向为相反方向；

控制器，用于接收探测器探测的和/>同时记录/>和/>根据/>和/>确定激光光束照射到第j扫描点且被探测器接收的飞行时间，并基于目标场景中各扫描点对应的所述飞行时间计算目标场景中各点到测距装置的距离信息。

2.根据权利要求1所述的基于光束扫描的测距装置，其特征在于，所述控制器具体用于在接收探测器探测的光强序列和/>时，记录在对应时刻光束偏折器的偏折角度序列/>和/>并基于同一方向扫描时，光束偏折器经过/>和的时间差的一半作为激光光束飞行时间计算得到目标场景中各点到测距装置的距离信息。

3.根据权利要求2所述的基于光束扫描的测距装置，其特征在于，所述控制器具体用于根据以下公式计算所述距离信息：

其中，z_j为第j个扫描点到测距装置的距离信息，为光束偏折器在/>角时偏折的角速度，/>为光束偏折器在/>角时偏折的角速度，c为光速。

4.根据权利要求1所述的基于光束扫描的测距装置，其特征在于，所述控制器还用于在第一方向扫描时，记录光束偏折器位于最小和最大偏折角的时刻分别为：和/>所述控制器还用于在第二方向扫描时，记录光束偏折器位于最大和最小偏折角的时刻分别为：/>和/>所述控制器具体用于根据以下公式计算所述距离信息：

其中，z_j为第j个扫描点到测距装置的距离信息，c为光速。

5.根据权利要求1所述的基于光束扫描的测距装置，其特征在于，所述光束偏折器包括：MEMS微振镜、摆镜、旋转棱镜或光学相控阵。

6.根据权利要求1所述的基于光束扫描的测距装置，其特征在于，所述激光光束包括：正弦调制、方波调制、脉冲调制或啁啾调制后的激光光束。

7.根据权利要求1所述的基于光束扫描的测距装置，其特征在于，所述激光光束为所述光束发射器以恒定功率输出的光束。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的基于光束扫描的测距装置，其特征在于，还包括：反射镜，所述反射镜位于所述光束发射器和所述光束偏折器之间，用于将所述激光光束反射至所述光束偏折器。

9.一种采用权利要求1～8中任一项所述的基于光束扫描的测距装置的测距方法，其特征在于，包括：

控制光束发射器发射激光光束；

控制光束偏折器对所述激光光束进行偏折，以使所述激光光束往返扫描目标场景；

在第一方向扫描目标场景时，控制探测器接收目标场景反射的回波信号的光强序列且在第二方向扫描目标场景时，控制探测器接收目标场景反射的回波信号的光强序列/>其中，/>和/>分别为两个方向扫描过程中，目标场景中第j扫描点的回波信号被探测器接收到的时刻，j＝1,2,…,N，N为目标场景中扫描点的个数，所述第一方向和第二方向为相反方向；

接收探测器探测的和/>同时记录/>和/>根据/>和/>确定激光光束照射到第j扫描点且被探测器接收的飞行时间，并基于目标场景中各扫描点对应的所述飞行时间计算目标场景中各点到测距装置的距离信息。