激光雷达及其探测方法、存储介质、玻璃模组与流程
本发明涉及激光雷达，尤其涉及一种激光雷达及其探测方法、存储介质、玻璃模组。
背景技术：
1、激光雷达是一种主动探测环境的感知传感器，其能够形成点云数据获得丰富的三维场景信息，且不易受到外界环境的影响，因此成为目前环境探测的主要传感器之一。激光雷达通常需要安装在载体上使用，例如安装在车辆(特别是自动驾驶车辆)、机器人、无人机上使用。传统上激光雷达大多安装在载体顶部或者嵌入载体前侧(例如车辆风挡玻璃上方、前保险杠等)，容易出现激光雷达光罩易脏污、易碰撞刮伤等情况。出于美观、清洁、安全和易于安装等方面的考虑，部分激光雷达开始安装在车辆前或者后风挡玻璃内侧。然而这种安装方式带来了新的问题，风挡玻璃会减弱探测光束和回波光束，进而影响激光雷达的测远能力。
2、现有技术中提高风挡玻璃透过率的方式是，在风挡玻璃上增设抗反射涂层、对风挡玻璃进行红外波段增透处理等。
3、但是，现有技术需要对载体的外壳(例如车辆的风挡玻璃)进行特殊处理，增加了在载体内部安装激光雷达的复杂度和成本。
技术实现思路
1、本技术通过对激光探测光束进行偏振调制，来提升探测光束以及回波光束通过载体外壳时的透射率，保证激光雷达的探测性能，并降低激光雷达在载体内部安装的复杂度和成本。
2、第一方面，本发明实施例提供一种激光雷达，激光雷达包括：发射器，用于发射初始光束，所述初始光束具有初始偏振方向；第一偏振调制器，所述第一偏振调制器设置于所述发射器的下游光路上，配置为将入射至所述第一偏振调制器的光束调制为探测光束；其中，所述探测光束具有预设偏振方向，所述预设偏振方向与所述初始偏振方向的夹角大于零；所述探测光束射向环境空间中，经目标物体反射后产生回波光束；接收器，用于接收所述回波光束。
3、可选的，所述激光雷达设置在载体内部，所述预设偏振方向平行于所述探测光束入射至所述载体外壳的入射平面。
4、可选的，所述第一偏振调制器配置为将入射至所述第一偏振调制器的光束的偏振方向旋转第一角度，所述第一角度为所述初始偏振方向与所述预设偏振方向的夹角。
5、可选的，所述激光雷达还包括：第二偏振调制器，设置于所述发射器与所述第一偏振调制器之间的下游光路上，配置为将所述初始光束调制为第一出射光束，所述第一出射光束具有第一偏振方向。
6、可选的，所述第一偏振调制器配置为将所述第一偏振方向旋转第二角度，所述第二角度为所述第一偏振方向与所述预设偏振方向的夹角。
7、可选的，所述第一偏振调制器还位于所述回波光束的入光路径上，配置为将所述回波光束调制为第一回波光束，第一回波光束具有第二偏振方向，所述第二偏振方向不同于所述第一偏振方向。
8、可选的，所述激光雷达还包括：分光器件，配置为分离所述第一出射光束和所述第一回波光束。
9、可选的，所述第一偏振方向与所述第二偏振方向相垂直。
10、可选的，所述分光器件包括偏振分束器；所述偏振分束器配置为透射所述第一出射光束，反射所述第一回波光束，或者，所述偏振分束器配置为反射所述第一出射光束，透射所述第一回波光束。
11、可选的，所述第一偏振调制器和/或所述第二偏振调制器为液晶偏振旋转器阵列。
12、可选的，所述液晶偏振旋转器阵列包括多个液晶偏振旋转器子阵列；所述激光雷达包括多个所述发射器，每个所述发射器的下游光路对应一个所述液晶偏振旋转器子阵列，所述液晶偏振旋转器子阵列包括一个或多个液晶偏振旋转器；每个所述液晶偏振旋转器子阵列配置为对其对应的发射器发出的初始光束进行调制。
13、可选的，所述第一偏振调制器和/或所述第二偏振调制器为磁光器件。
14、第二方面，本技术还公开一种用于激光雷达的探测方法，所述激光雷达包括发射器，第一偏振调制器和接收器，所述第一偏振调制器设置于所述发射器的下游光路上，所述探测方法包括：控制所述发射器发射初始光束，所述初始光束具有初始偏振方向；控制所述第一偏振调制器将入射至所述第一偏振调制器的光束调制为探测光束，其中，所述探测光束具有预设偏振方向，所述预设偏振方向与所述初始偏振方向的夹角大于零；所述探测光束射向环境空间中，经目标物体反射后产生回波光束；控制所述接收器接收所述回波光束。
15、可选的，用于激光雷达的探测方法还包括：控制所述第一偏振调制器将入射至所述第一偏振调制器的光束的偏振方向旋转第一角度，所述第一角度为所述初始偏振方向与所述预设偏振方向的夹角。
16、可选的，所述激光雷达还包括第二偏振调制器，所述第二偏振调制器设置于所述发射器与所述第一偏振调制器之间的下游光路上；所述方法还包括：控制所述第二偏振调制器将所述初始光束调制为第一出射光束，所述第一出射光束具有第一偏振方向；控制所述第一偏振调制器将所述第一偏振方向旋转第二角度，所述第二角度为所述第一偏振方向与所述预设偏振方向的夹角。
17、可选的，所述第一偏振调制器还位于所述回波光束的入光路径上，所述方法还包括：控制所述第一偏振调制器将所述回波光束调制为第一回波光束，第一回波光束具有第二偏振方向，所述第二偏振方向不同于所述第一偏振方向。
18、可选的，所述第一偏振方向与所述第二偏振方向相垂直。
19、第三方面，本技术还公开一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机运行时执行探测方法的步骤。
20、第四方面，本技术还公开一种玻璃模组，包括：激光雷达和玻璃，所述激光雷达包括：发射器，用于发射初始光束，所述初始光束具有初始偏振方向；第一偏振调制器，所述第一偏振调制器设置于所述发射器的下游光路上，配置为将入射至所述第一偏振调制器的光束调制为探测光束；其中，所述探测光束具有预设偏振方向，所述预设偏振方向与所述初始偏振方向的夹角大于零；所述探测光束射向环境空间中，经目标物体反射后产生回波光束；接收器，用于接收所述回波光束；由所述激光雷达出射的探测光束经所述玻璃射向环境空间中。
21、可选的，所述激光雷达设置在所述玻璃内部，所述预设偏振方向平行于所述探测光束入射至所述玻璃的入射平面。
22、可选的，所述激光雷达还包括：第二偏振调制器，设置于所述发射器与所述第一偏振调制器之间的下游光路上，配置为将所述初始光束调制为第一出射光束，所述第一出射光束具有第一偏振方向。
23、可选的，所述第一偏振调制器配置为将所述第一偏振方向旋转第二角度，所述第二角度为所述第一偏振方向与所述预设偏振方向的夹角。
24、可选的，所述第一偏振调制器还位于所述回波光束的入光路径上，配置为将所述回波光束调制为第一回波光束，第一回波光束具有第二偏振方向，所述第二偏振方向不同于所述第一偏振方向。
25、可选的，所述激光雷达还包括：分光器件，配置为分离所述第一出射光束和所述第一回波光束。
26、与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
27、本技术通过在发射器的下游光路上设置第一偏振调制器，实现对发射器发射的初始光束的偏振调制，使激光雷达最终出射的探测光束具有预设偏振方向，从而提升探测光束在载体外壳处的透射率；并且由于回波光束与探测光束具有相同的偏振方向，因此还能够提升回波光束在载体外壳处的透射率，使得探测光束和回波光束经过载体外壳时的损耗降低，进而提升激光雷达设置在载体内部时的探测性能。本技术的方案通过激光雷达内部的第一偏振调制器对激光雷达内部光线进行偏振调制，使从激光雷达出射的探测光束具有预设偏振方向，因此当将激光雷达装设于载体内部时，无需对载体进行任何改动，能够降低激光雷达在载体中的安装复杂度，适用范围更广。
28、进一步地，激光雷达设置在载体内部，预设偏振方向平行于探测光束入射至所述载体外壳的入射平面。本技术中，通过第一偏振调制器将探测光束的预设偏振方向调制为平行于探测光束入射至载体外壳的入射平面，使得探测光束以及回波光束在载体外壳处均具有较高的透射率，降低探测光束从载体内发射至载体外部时的光损耗，保证了激光雷达的探测性能。
29、进一步地，第一偏振调制器对入射光束的偏振方向的调制角度可调节，能够适应不同发射器发射的具有不同初始偏振方向初始光束；此外，如果激光雷达未装设于载体内部，则第一偏振调制器也可以不对入射光束的偏振方向进行偏振调制，保证了激光雷达应用的灵活性，进而扩大了激光雷达的应用范围。
30、进一步地，激光雷达还包括第二偏振调制器和分光器件，第二偏振调制器配置为将初始光束调制为第一出射光束，第一出射光束具有第一偏振方向；第一偏振调制器将回波光束调制为第一回波光束，第一回波光束具有第二偏振方向；分光器件，配置为分离第一出射光束和第一回波光束。本技术通过偏振调制器和分光器件的配合使用，使分光器件能够完全分离第一出射光束和第一回波光束，而不会造成第一出射光束和第一回波光束的光强损耗，保证了激光雷达的探测性能。
31、本技术还公开一种玻璃模组，将激光雷达集成到玻璃内部，并且在激光雷达内部设置第一偏振调制器，实现对发射器发射的初始光束的偏振调制，使从激光雷达出射的探测光束具有预设偏振方向，从而提升探测光束在玻璃内传输的透射率；并且由于回波光束与探测光束具有相同的偏振方向，因此还能够提升回波光束在玻璃内传输的透射率，使得探测光束和回波光束经过玻璃时的损耗降低，进而提升激光雷达集成在玻璃内部时的探测性能。本技术的方案通过将激光雷达集成在玻璃内部，且对激光雷达的结构做出改进，使得激光雷达即使设置在玻璃内部也能够保证良好的探测性能。而集成了激光雷达的玻璃模组，就可以直接作为车辆、机器人、无人机等的配件，降低厂商的装配复杂度。
技术特征：
1.一种激光雷达，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达设置在载体内部，所述预设偏振方向平行于所述探测光束入射至所述载体外壳的入射平面。
3.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述第一偏振调制器配置为将入射至所述第一偏振调制器的光束的偏振方向旋转第一角度，所述第一角度为所述初始偏振方向与所述预设偏振方向的夹角。
4.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括：
5.根据权利要求4所述的激光雷达，其特征在于，所述第一偏振调制器配置为将所述第一偏振方向旋转第二角度，所述第二角度为所述第一偏振方向与所述预设偏振方向的夹角。
6.根据权利要求5所述的激光雷达，其特征在于，所述第一偏振调制器还位于所述回波光束的入光路径上，配置为将所述回波光束调制为第一回波光束，第一回波光束具有第二偏振方向，所述第二偏振方向不同于所述第一偏振方向。
7.根据权利要求6所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括：
8.根据权利要求7所述的激光雷达，其特征在于，所述第一偏振方向与所述第二偏振方向相垂直。
9.根据权利要求7所述的激光雷达，其特征在于，
10.根据权利要求4所述的激光雷达，其特征在于，所述第一偏振调制器和/或所述第二偏振调制器为液晶偏振旋转器阵列。
11.根据权利要求10所述的激光雷达，其特征在于，所述液晶偏振旋转器阵列包括多个液晶偏振旋转器子阵列；所述激光雷达包括多个所述发射器，每个所述发射器的下游光路对应一个所述液晶偏振旋转器子阵列，所述液晶偏振旋转器子阵列包括一个或多个液晶偏振旋转器；每个所述液晶偏振旋转器子阵列配置为对其对应的发射器发出的初始光束进行调制。
12.根据权利要求4所述的激光雷达，其特征在于，所述第一偏振调制器和/或所述第二偏振调制器为磁光器件。
13.一种用于激光雷达的探测方法，其特征在于，所述激光雷达包括发射器，第一偏振调制器和接收器，所述第一偏振调制器设置于所述发射器的下游光路上，所述探测方法包括：
14.根据权利要求13所述的用于激光雷达的探测方法，其特征在于，还包括：
15.根据权利要求13所述的用于激光雷达的探测方法，其特征在于，所述激光雷达还包括第二偏振调制器，所述第二偏振调制器设置于所述发射器与所述第一偏振调制器之间的下游光路上；所述方法还包括：
16.根据权利要求15所述的用于激光雷达的探测方法，其特征在于，所述第一偏振调制器还位于所述回波光束的入光路径上，所述方法还包括：
17.根据权利要求16所述的激光雷达的探测方法，其特征在于，所述第一偏振方向与所述第二偏振方向相垂直。
18.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被计算机运行时执行权利要求13至17任一项所述用于激光雷达的探测方法的步骤。
19.一种玻璃模组，其特征在于，包括：激光雷达和玻璃；
20.根据权利要求19所述的玻璃模组，其特征在于，所述激光雷达设置在所述玻璃内部，所述预设偏振方向平行于所述探测光束入射至所述玻璃的入射平面。
21.根据权利要求19所述的玻璃模组，其特征在于，所述激光雷达还包括：
22.根据权利要求21所述的玻璃模组，其特征在于，所述第一偏振调制器配置为将所述第一偏振方向旋转第二角度，所述第二角度为所述第一偏振方向与所述预设偏振方向的夹角。
23.根据权利要求22所述的玻璃模组，其特征在于，所述第一偏振调制器还位于所述回波光束的入光路径上，配置为将所述回波光束调制为第一回波光束，第一回波光束具有第二偏振方向，所述第二偏振方向不同于所述第一偏振方向。
24.根据权利要求23所述的玻璃模组，其特征在于，所述激光雷达还包括：
技术总结
本发明提供一种激光雷达及其探测方法、存储介质、玻璃模组，激光雷达包括发射器，用于发射初始光束，初始光束具有初始偏振方向；第一偏振调制器，第一偏振调制器设置于发射器的下游光路上，配置为将入射至第一偏振调制器的光束调制为探测光束；其中，探测光束具有预设偏振方向，预设偏振方向与初始偏振方向的夹角大于零；探测光束射向环境空间中，经目标物体反射后产生回波光束；接收器，用于接收回波光束。本申请能够在降低激光雷达在载体中安装复杂度的基础上，提升探测光束以及回波光束在载体中的透射率，进而保证激光雷达的探测性能。
技术研发人员：陶俊,王吉,朱雪州,向少卿
受保护的技术使用者：上海禾赛科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23