一种多线扫描激光雷达装置及控制方法与流程

【技术领域】

本发明涉及激光测量领域，特别是涉及一种多线扫描激光雷达装置及控制方法。

背景技术：

按照扫描线数进行分类，激光雷达可以分为单线和多线扫描激光雷达。单线激光雷达仅能通过扫描电机的旋转获取单个扫描平面内的点云数据，如需探测三维立体的点云数据，则需要另外增加一个维度的旋转或平面移动设备，用于探测另外一个维度的数据。在单线激光雷达上增加移动设备，可以通过扫描电机和移动设备的配合运动实现三维点云数据探测，但也存在一些局限性，例如探测时间过长、不能实时探测等等。因此，在要求点云实时探测的应用场景，多线扫描激光雷达是必须的选择。

目前主要的多线扫描激光雷达的实现技术方案，是将多个发射光源和探测器进行集成，形成发射和接收的阵列分布，每组发射光源和探测器进行一个扫描平面的扫描。该方案中使用多个不同位置的发射光源和探测器进行扫描，发射光源和探测器无需移动，因此扫描速度快，可实现实时扫描，可应用在自动驾驶等特殊场景，具有突出的探测优势。但是，在这种方案中，每个发射光源和对应的探测器均需进行一一对应的位置设计和调整，以保证发射光源和探测器之间的一一对应。因此，该方案也存在一定的技术缺陷：(1)多个光源之间存在互相干涉的情况，需要通过时序控制发射和接收的顺序，避免同时发射；(2)发射光源和探测器阵列的元件密集程度过高，存在散热、功耗等应用问题，有可能会影响其长期可靠性；(3)该技术方案的光学调试和生产流程较为复杂，生产效率偏低，造成激光雷达的生产成本较高。

鉴于此，如何克服现有技术所存在的缺陷，解决现有多线扫描激光雷达技术方案的缺陷，是本技术领域待解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明解决了现有多线激光扫描雷达控制难度高、使用稳定性差且成本较高的问题。

本发明实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种多线扫描激光雷达装置，包括发射部件1、接收部件2、第一可移动结构3、第二可移动结构4和控制部件5，具体的：发射部件1包括发射光源11和发射角度调整器件12，发射部件1固定在第一可移动结构3上，发射角度调整器件12改变发射光源11的出射光方向，发射光源11和第一可移动结构3分别与控制部件5连接；接收部件2包括接收探测器21和接收角度调整器件22，接收部件2固定在第二可移动结构4上，接收角度调整器件22将反射光的光路正对接收探测器21，接收探测器21和第二可移动结构4分别与控制部件5连接。

优选的，发射角度调整器件12具体包括发射透镜，发射透镜位于发射光源11的出射光路上，发射光源11位于发射透镜的焦平面上，出射光经过发射透镜后由发散光转换为平行光，出射光路通过发射透镜的不同位置后出射角度不同；接收角度调整器件22具体包括接收透镜，接收透镜位于接收探测器21的入射光路上，接收光源11位于接收透镜的焦平面上，平行的入射光经过发射透镜后被折射并聚焦至接收探测器21的受光部件上。

优选的，第一可移动结构3和第二可移动结构4具体包括旋转移动结构、一维移动结构和二维平面移动结构中的一种或多种，第一可移动结构3和第二可移动结构4带动发射部件1和接收部件2同步移动。

优选的，还包括一个或多个第一位置传感器6，第一电容式位置传感器6位于发射光源11移动轨迹每个维度的一侧或两侧，第一位置传感器6与控制部件5连接；还包括一个或多个第二位置传感器7，第二位置传感器7位于接收探测器21移动轨迹每个维度的一侧或两侧，第二位置传感器7与控制部件5连接。

优选的，第一位置传感器6和第二位置传感器7具体为电容式位移转感器、光学位置传感器、超声波位置传感器、磁性位置传感器和电感式位置传感器中的一种或多种。

另一方面，本发明提供了一种多线扫描激光雷达的控制方法，具体为：使用权利要求第一方面提供的多线扫描激光雷达装置，发射装置1和接收装置2在初始位置完成一次单线激光扫描；第一可移动结构3和第二可移动结构4带动发射部件1和接收部件2同步移动至每个扫描位置，每个扫描位置到位后，再次进行单线激光扫描。

优选的，当第一可移动结构3和第二可移动结构4为旋转移动结构时，发射部件1和接收部件2整体进行同步的旋转移动；当第一可移动结构3和第二可移动结构4为一维移动结构和/或二维平面移动结构时，发射部件1和接收部件2同步进行一维和/或二维平面移动。

优选的，当所述多线扫描激光雷达装置第一方面的优选方案中提供的多线扫描激光雷达装置时，还包括：所述同步移动到位后，使用第一位置传感器6和第二位置传感器7获取发射部件1和接收部件2的位置；判断发射部件1和接收部件2是否已精确到位；若已精确到位，进行一次扫描激光发射及扫描激光反射光的接收；若未精确到位，对发射部件1和接收部件2进行位置精调。

优选的，若第一位置传感器6和第二位置传感器7的测量值之差大于预设测量值差阈值，发送告警信号。

与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：本实施例提供的多线扫描激光雷达装置使用单个发射光源和单个探测器配合移动结构进行多线扫描，解决了现有多线扫描雷达因存在多个发射光源和探测器导致互相干涉的问题，也降低了加工和控制的复杂度，同时也解决了发热大功耗高的问题。在优选方案中，还通过使用位置传感器，提高了发射光源和探测器的到位精度，进而提高扫描数据的获取精度。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅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为本发明实施例提供的一种多线扫描激光雷达装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种多线扫描激光雷达装置结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种多线扫描激光雷达装置结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种多线扫描激光雷达装置结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种多线扫描激光雷达装置中发射结构1和接收结构2的移动位置示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种多线扫描激光雷达装置结构示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种多线扫描激光雷达装置结构示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种多线扫描激光雷达装置结构示意图；

图9为本发明实施例提供的另一种多线扫描激光雷达装置结构中控制部件5的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种多线扫描激光雷达装置的控制方法流程图；

图11为本发明实施例提供的另一种多线扫描激光雷达装置的控制方法流程图；

其中，附图标记如下：

1：发射部件，11：发射光源，12：发射角度调整器件，

2：接收部件，21：接收探测器，22：接收角度调整器件，

3：第一可移动结构，4：第二可移动结构，

5：控制部件，51：处理器；52：存储器，

6：第一位置传感器，61：第一电容，62：电容探测器，

7：第二位置传感器，71：第二电容。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明是一种特定功能系统的体系结构，因此在具体实施例中主要说明各结构模组的功能逻辑关系，并不对具体软件和硬件实施方式做限定。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本发明。

实施例1：

多线激光雷达是指同时发射及接收多束激光的激光旋转测距雷达，市场上目前有4线、8线、16线、32线、64线和128线之分，多线激光雷达可以获得多个扫描平面的扫描数据，因此可以识别待扫描物体表面的三维点云模型，并获取周围环境的3d扫描图。目前多线激光雷达的技术方案中，每个扫描平面都是用一组激光光源和探测器进行扫描，进行多线扫描就需要使用多组激光光源和探测器，会导致多线激光雷达的结构、光路校准、控制和加工工艺都较为复杂。鉴于此，为了避免多个激光光源和多个探测器的方案，本实施例中提供了一种使用单个激光光源和单个探测器的多线扫描激光雷达的技术方案。

如图1所示，是本发明实施例的多线扫描激光雷达装置的架构示意图。装置包括：发射部件1、接收部件2、第一可移动结构3、第二可移动结构4和控制部件5。

在进行激光扫描时，需要向待扫描物体的表面发射扫描激光，并接收反射光，根据发射时间和接收到反射光的时间之差计算发射光源和待扫描物体表面上一个扫描点的距离，进而计算出该扫描点在三维空间坐标系中的坐标，作为待扫描物体表面的三维点云模型中的一个点坐标。每组发射光源和接收探测器仅可以获取一个扫描平面内的点云数据，为了获得待扫描物体表面的三维点云模型，需要采集到多个扫描平面内的点云数据。在现有的多线激光雷达技术方案中，使用多组不同位置的发射光源和接收探测器，每组发射光源和接收探测器采集一个扫描平面的点云数据。在本实施例的方案中，仅使用一个发射部件1和一个接收部件2进行扫描，并通过第一可移动结构3和第二可移动结构4将发射部件1和接收部件2移动至不同位置，以获得不同扫描平面的点云数据。

发射部件1包括发射光源11和发射角度调整器件12。发射光源11发出扫描激光，在具体使用中，为了便于获取发射光到达时间，发射光源11优选为脉冲激光光源，每一个脉冲对应一个扫描点位置。发射光源11与控制部件5连接，根据控制部件5发出的激光参数及控制信号进行出射光发射。为了对多个扫描平面进行扫描，需要对发射光源11进行移动，本实施例的方案中，使用第一可移动结构3带动发射光源11进行移动。第一可移动结构3与控制部件5连接，根据控制部件5发出的移动参数和控制信号进行移动，并向控制部件5反馈运动状态信息。进一步的，为了避免发射部件1中各光学器件间的光路因移动导致偏差，发射部件1作为整体固定在第一可移动结构3上，进行移动时，发射部件1内部各部件的相对位置保持不变。为了获取不同扫描平面上的点云数据，需要使用不同角度的扫描激光，而发射光源11的出射方向一般不会变化，因此，还需要使用发射角度调整器件12改变发射光源11的出射光方向，将发射光源11产生的出射光调整到需要的角度。在具体使用中，发射角度调整器件12可以使用透镜或棱镜等能够直接改变光路出射角度的光学器件；也可以使用转动电机等运动部件带动发射光源11转动或调整出光口朝向，并配合相应的光学器件改变光路出射角度。当发射角度调整器件12为运动器件时，发射角度调整器件12与控制部件5连接，根据控制部件5发出的角度参数和控制信号进行角度调整。

接收部件2包括接收探测器21和接收角度调整器件22。接收探测器21接收反射光，获取反射光到达时间，接收探测器21与控制部件5连接，将反射光到达时间发送至控制部件5用于坐标计算。为了确保测距时出射光路和反射光路尽可能稳定，提高计算的精确度，接收探测器21和发射光源11的相对位置需要尽可能一致，因此接收探测器21需要与发射光源11保持同步移动。本实施例的方案中，使用第二可移动结构4带动接收探测器21进行移动。第二可移动结构4与控制部件5连接，根据控制部件5发出的移动参数和控制信号进行移动，并向控制部件5反馈运动状态信息。同样的，为了避免接收部件2中各光学器件间的光路因移动导致偏差，接收部件2作为一个整体固定在第二可移动结构4上。由于不同位置的扫描激光出射角度不同，因此反射光的入射角度也不同，接收部件2同样需要对反射光的角度进行改变，使得反射光直射入接收探测器21的探测口，以获取到最大光强度，确保探测信号准确。在具体使用中，接收角度调整器件22可以使用透镜或棱镜，通过折射将反射光的光路正对接收探测器21；也可以使用转动电机等运动部件带动接收探测器21转动或调整探测口的朝向，使入射光路正对探测口。当接收角度调整器件22为运动器件时，接收角度调整器件22与控制部件5连接，根据控制部件5发出的角度参数和控制信号进行角度调整。

在本实施例的具体实施场景中，第一可移动结构3和第二可移动结构4可以根据需要使用旋转移动结构、一维移动结构或二维平面移动结构，也可以将多种移动结构组合使用。为了确保接收探测器21和发射光源11的相对位置一致，第一可移动结构3和第二可移动结构4需要带动发射部件1和接收部件2同步移动，接收探测器21的运动控制需要和发射光源11的运动控制保持时序一致、运动角度一致、运动方向一致、运动距离一致。在具体实施中，第一可移动结构3和第二可移动结构4的同步移动可以根据需要选择合适的技术方案实现：发射光源11和接收探测器21安装在同一个可移动平台或可移动支架上；或，发射光源11和接收探测器21安装在不同的可移动平台或可移动支架上，由同一个动力源带动；或，发射光源11和接收探测器21由不同的动力源带动，控制部件5向所有动力源同时发送相同运动参数的运动控制信号，使所有动力源同步进行同样的运动。在本实施例下述说明中，仅使用发射光源11和接收探测器21由不同的动力源带动作为实例，其它移动方案可以根据实际需要参考该方案进行实施。进一步的，在多个动力源的情况下，可以在设备中增加运动状态监测设备或使用具有同步控制功能的运动控制系统，确保第一可移动结构3和第二可移动结构4保持精确的同步运动。

进一步的，在具体实施中，第一可移动结构3和第二可移动结构4可以根据不同的场景选用不同的移动方式和动力源，可以选择在旋转移动结构、一维移动结构和二维平面移动结构中的一种，或者多种混合使用，以下简单列举一些可选的移动方式。

(1)使用旋转移动结构。将发射部件1和接收部件2的整体结构安装在扫描电机或其它旋转移动结构上，进行二维平面内的旋转，即可实现标准多线扫描激光雷达的功能。该方案可用于替换现有的普通多线激光雷达，仅需控制发射光源11和接收探测器21单方向移动，机电结构简单，控制方式简单。

(2)使用一维移动结构配合旋转控制结构。将发射部件11和接收部件21的整体结构安装在旋转移动结构上，再配合一维直线电机、一维步进电机或其它直线移动结构，进行一定角度范围内的旋转，配合一维直线运动。该方案可以实现分层扫描，用于扫描范围较小、待扫描物体固定不动、扫描精度要求较低的场景中。

(3)使用二维移动结构配合旋转控制结构。将发射光源11和接收探测器21的整体结构安装在在旋转移动结构上，再配合二维直线电机等可以在二维平面进行内进行移动的结构上，进行一定角度范围内的旋转，配合二维平面的同步移动。该方案可以实现扫描光束的二维平面内的光束旋转探测，相对于方案(2)的扫描范围更大，特别适合前端扫描应用，尤其是汽车前端安装的多线扫描激光雷达。

上述方案都可以使本实施例提供的设备仅使用单个发射光源11和单个接收探测器21完成多线扫描的功能。在具体使用中，可以根据需要选择合适的技术方案，或将多个方案进行组合，或使用其它能够满足多线扫描需求的移动方案。

在本实施例的技术方案中，使用单个光源和单个探测器在不同位置进行定点扫描，进而实现多角度出射光束的效果。为了使发射光源11的出射光路和接收探测器21的入射光路角度都符合扫描的需求，需要使用发射角度调节装置12和接收角度调节装置22进行出射光和入射光的光路角度调节。在具体实施中，可以使用透镜、棱镜、反射镜组等可以改变光路的光学器件，也可以使用能带动出光口和入光口角度变化的旋转电机等运动器件。由于发射光源11的出射光为散射光，而测量激光需要使用平行光，同时，接收反射光时，需要将平行光聚焦至接收探测器21的收光口，因此，无论哪种方案中，发射角度调节装置12和接收角度调节装置22中都需要包含一个光学透镜，发射光源11的出射光路和接收探测器21需要保持在光学透镜的前焦平面上进行移动，确保对焦准确。

出于功耗、成本、简化设备结构和简化控制流程的考虑，在本实施例的优选方案中，发射角度调整器件12和接收角度调整器件22分别使用一个参数合适的光学透镜完成。如图2所示，发射角度调整器件12具体为发射透镜，发射透镜位于发射光源11的出射光路上，发射光源11位于发射透镜的焦平面上，出射光经过发射透镜后由发散光转换为平行光，出射光路通过发射透镜的不同位置后出射角度不同。接收角度调整器件22具体包括接收透镜，接收透镜位于接收探测器21的入射光路上，接收光源11位于接收透镜的焦平面上，平行的入射光经过发射透镜后被折射并聚焦至接收探测器21的受光部件上。如图3和图4所示，为发射光源11和接收探测器21移动至不同位置时光路角度变化的示意图，由于发射光源11和接收探测器21位于光学透镜的焦平面上，发射光源11移动至不同位置时，出射光透射过发射透镜的不同位置，形成不同角度的平行出射光；不同角度的平行反射光透射过接收透镜的不同位置，聚焦在移动至不同位置的接收探测器21上。

使用光学透镜作为角度调节器件的情况下，可以根据光学透镜的光学参数计算发射光源11和接收探测器21的移动距离。例如，在如图5所示的二维移动方案中，每个矩形点代表发射光源11和接收探测器21的一个扫描定位位置，在x和y两个方向分别对应的扫描光束角度计算方式为如公式1和公式2。

δθx＝atan(δx/f)(公式1)

δθy＝atan(δy/f)(公式2)

其中，δθx和δθy分别为x和y方向扫描角度的变化值，发射透镜的焦距为f，δx和δy分别为发射光源11和接收探测器21在x和y方向单次移动的距离，即图5中相邻两个矩形点几何中心的坐标差。

如果要实现n线的激光雷达，则在两个方向对应的移动距离可以通过公式3和公式4进行计算。

dx＝n×δx(公式3)

dy＝n×δy(公式4)

其中，dx和dy分别为发射光源11和接收探测器21在x和y方向相对于移动坐标系原点的移动距离，n为移动次数，δx和δy分别为发射光源11和接收探测器21在x和y方向单次移动的距离。

对于其它移动方式，可以参考上述公式进行相应的移动坐标位置计算或角度偏转计算。

进一步的，本实施例提供的技术方案中，将发射光源11和接收探测器21安装在可移动结构上，通过同步快速移动发射光源11和接收探测器21，实现多线激光雷达扫描的效果。但是，可移动结构普遍存在重复精度不够的问题，多次移动后会积累运动误差，导致发射光源11和接收探测器21的到位位置偏差，影响扫描精度，尤其是长期使用时该情况更为明显。通常情况下，重复误差可以通过对运动部件进行找零来消除，但在实际使用中，若找零频率较低，对重复误差的消除效果较差，若找零频率较高，则会影响扫描效率。针对此问题，本实施例进一步提供了包含位置传感器的结构设计。

本实施例提供的设备还包括一个或多个第一位置传感器6，第一电容式位置传感器6位于发射光源11移动轨迹每个维度的一侧或两侧，第一位置传感器6与控制部件5连接。还包括一个或多个第二位置传感器7，第二位置传感器7位于接收探测器21移动轨迹每个维度的一侧或两侧，第二位置传感器7与控制部件5连接。在具体实施中，根据实际需要，第一位置传感器6和第二位置传感器7具体为电容式位移转感器、光学位置传感器、超声波位置传感器、磁性位置传感器和电感式位置传感器中的一种或多种。在本实施例的优选方案中，处于测量精度、控制复杂度、成本等考虑，使用电容式位移传感器。

在具体使用场景中，位置传感器可以根据实际需要进行不同种类、数量和位置的设置。以下提供一些简单的传感器设置和位移控制方案，为了描述简便，仅提供使用电容式位移传感器的方案，具体使用中可以根据需要对位置传感器的种类进行变化、对传感器数量进行增减，或对传感器的设置位置进行调整。

(1)在旋转移动方式下，发射部件11和接收传感器21仅沿一个维度单向移动，如图6所示，可以仅在运动轨迹上设置一个电容式传感器。其中，第一位置传感器6的第一电容61设置在运动轨迹上，直接获取位移数据。电容探测器62可以设置在第一电容61附近，也可以设置在其它位置或集成在控制部件5中，通过电路与第一电容61连接。由于电容式传感器的电容量可以通过公式5计算。

其中，c为电容量，ε为电容极板之间的介质介电常数，a为两平行板所覆盖的面积，d为两平行板之间的距离。

由公式5可知，改变电容器平行板间距和改变面积都可以改变电容量。实际应用中，改变平行板间距的电容式传感器可以测量微米量级的位移，而改变面积的电容式传感器只适用于测量厘米级的位移。在本实施例中，发射部件11和接收传感器21的位置变化会导致电容极板的间距变化，因此，为了便于计算且提高计算精度，优先采用改变间距的技术方案来探测电容的改变，进而计算出电容极板的间距变化，即计算出发射光源11和接收探测器21的精确移动位置。电容探测器获取电容信息后，传递给控制部件5，控制部件5通过电容变化信息计算出发射光源11和接收探测器21的实际位置，并根据实际位置和预设位置的偏差进行相应的位置精调，二者形成闭环精确控制系统。具体的，可以通过公式6对发射光源11和接收探测器21的位置变化值进行计算。

其中，δc为电容量改变值，ε为电容极板之间的介质介电常数，a为两平行板所覆盖的面积，d0为电容器极板距离的初始值，δd为电容器基板距离变化值。仅使用一个电容式探测器的方案计算简单、成本较低，但由于仅有一个位置传感器，可能会存在测量误差，因此位置信息精度相对较低。

(2)在一维移动方式下，发射部件11和接收传感器21沿一个维度双向移动，如图7所示，在发射光源11和接收探测器21的移动轨迹两侧都安装电容式探测器。其中，第一位置传感器6的第一电容61和第二位置传感器7的第二电容71分别设置在运动轨迹两次上，直接获取位移数据。根据实际需要和具体电气设计，第一位置传感器6和第二位置传感器7的电容探测器可以分别设置，也可以共用一个，图7中以共用一个电容探测器62为例。进行计算时公式6中的δd需要根据公式7进行计算。

其中，δd为电容器基板距离变化值，δd1和δd2分别为移动轨迹两侧的电容式探测器所探测到的距离变化值。由于运动轨迹为直线，当发射部件11或接收探测器21向其中一侧移动后，两侧的探测器探测到的距离变化值的绝对值应该一致，因此，移动轨迹两侧的距离变化值都取绝对值并进行平均后，可以减小测量误差，获得更为精确的位置信息，也能较好地抑制测量值的波动。

(3)在二维移动方式下，发射部件11和接收传感器21沿两个维度双向移动，因此需要同时测量两个维度的位置信息。在精度要求较低的情况下，如图8所示，对每个维度使用方案(1)，在每个维度运动轨迹的一侧设置位置传感器。在精度要求较高的情况下，如图8所示，对每个维度使用方案(2)，在每个维度运动轨迹的两侧设置位置传感器。为了清楚起见，图8中略去其余元件，只给出发射光源11和接收传感器21与位置传感器相对位置关系的示意图。在具体使用时，每个维度的位置信息都根据公式6和公式7进行计算。

通过使用位置传感器，可以更精确的对第一可移动结构3和第二可移动结构4的运动进行控制，使得发射光源11和接收传感器21的到位更精确，提高了设备的扫描精度。

另一方面，控制部件5包括至少一个处理器和存储器，所述至少一个处理器和存储器之间通过数据总线连接，所述存储器存储能被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令在被所述处理器执行后，控制部件5向发射部件1、接收部件2、第一可移动结构3、第二可移动结构4、第一位置传感器5和第二位置传感器6发送相应的控制信号。其中，图9中以一个处理器51为例。处理器51和存储器52可以通过总线或者其他方式连接，图9中以通过总线连接为例。存储器52作为一种多线扫描激光雷达装置的控制方法非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如实施例2中的多线扫描激光雷达装置的控制方法。处理器51通过运行存储在存储器52中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行多线扫描激光雷达装置的各种功能应用以及数据处理，即实现实施例2的方法。存储器52可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器52可选包括相对于处理器51远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器51。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。程序指令/模块存储在存储器52中，当被一个或者多个处理器51执行时，执行上述实施例2中的多线扫描激光雷达装置的控制的方法，例如，执行描述的图10和图11所示的各个步骤。本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(readonlymemory，简写为：rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，简写为：ram)、磁盘或光盘等。

本实施例提供的多线扫描激光雷达装置使用单个发射光源和单个接收探测器，配合可移动结构和光路角度调整器件，完成多线扫描的功能，避免了现有多个发射光源和多个接收探测器的方案的缺陷。在本实施例的优选方案中，通过可移动结构不同的移动方案实现了发射光源和接收探测器不同的移动方式，为不同使用场景提供了相应的扫描模式；并通过位置传感器提高了发射光源和接收探测器的到位精度，进而提高激光雷达的扫描精度。

实施例2：

基于实施例1中提供的多线扫描激光雷达装置，本实施例提供了一种多线扫描激光雷达装置的控制方法。

如图10所示，控制方法具体步骤如下。

步骤101：使用实施例1中提供的多线扫描激光雷达装置，发射装置1和接收装置2在初始位置完成一次单线激光扫描。

实施例1中提供的多线扫描激光雷达装置使用单个发射光源11和单个接收探测器21完成多线扫描，需要在每个扫描位置完成现有多线扫描雷达中一组发射光源和接收探测器的功能，即完成一次单线激光扫描，获取一个扫描平面上的点云数据。

步骤102：第一可移动结构3和第二可移动结构4带动发射部件1和接收部件2同步移动至每个扫描位置，每个扫描位置到位后，再次进行单线激光扫描。

为了完成多线扫描的功能，发射光源11和接收探测器21完成一次单线扫描后，由控制部件5向第一可移动结构3和第二可移动结构4发出相应的运动信号，带动发射部件1和接收部件2快速移动至下一个扫描位置再次进行扫描，获取其它扫描平面上的点云数据，并重复移动和扫描的步骤直至扫描完成，或用户停止扫描。

在具体实施中，同步移动的具体方式根据可移动结构的不同而不同，根据实施例1中提供的可移动结构和移动方式实例，本实施例提供一些同步移动方式的具体实例。在不同的实施场景中，根据可移动结构或其它的移动方式进行具体控制。

(1)当第一可移动结构3和第二可移动结构4为旋转移动结构时，通过控制第一可移动结构3和第二可移动结构360度旋转，带动发射部件1和接收部件2整体进行同步的旋转移动，以完成标准多线扫描激光雷达的功能。

(2)当第一可移动结构3和第二可移动结构4为一维移动结构或二维平面移动结构时，过控制第一可移动结构3和第二可移动结构进行一维或二维平面一定，带动发射部件1和接收部件2同步进行一维或二维平面移动，以实现扫描光束的二维平面光束旋转探测。

进一步的，当使用的多线扫描激光雷达装置中包含第一位置传感器6和第二位置传感器7时，还需要通过位置传感器的值对运动位置进行精确调控，以提高点云数据的精度。如图11所示，为到位确认和位置精调的参考步骤。

步骤201：同步移动到位后，使用第一位置传感器6和第二位置传感器7获取发射部件1和接收部件2的位置。

在发射部件1和接收部件2到位后，首先需要分别获取发射部件1和接收部件2的当前位置。具体的，可以根据控制部件5接收到的位置传感器的电容改变量δc，以及位置传感器的数量和设置位置，使用实施例1中的公式6和公式7进行计算，分别获得δd，或δd1和δd2，进而获得发射部件1和接收部件2的当前位置。

步骤202：判断发射部件1和接收部件2是否已精确到位。若已精确到位，转步骤203；若未精确到位，转步骤204。

进行同步移动时，每次移动的步长或每次到位的位置都需要符合预设值，可以通过比较发射部件1和接收部件2的位移距离或当前位置的位置值确定是否已精确到位。具体的，可以将δd，或δd1和δd2与预设位补偿相比较，或将预设位置值与当前位置值相比较。若一致，说明已精确到位，转至步骤203进行该位置的扫描；若不一致，说明未精确到位，转至步骤204再次进行位置调整，待到位后再进行扫描。

步骤203：进行一次扫描激光发射及扫描激光反射光的接收。

移动到位后，在该位置进行一次单线激光扫描，完成普通多线扫描雷达在该位置的一组发射部件和接收部件的功能。

步骤204：对发射部件1和接收部件2进行位置精调。

若移动未到位，需要再次移动直至到位，再次移动的距离可以为预设位置值和当前位置值之差，或预设位移和当前位移之差。对于两个位置传感器的方案，由于两个位置传感器的位移距离理论上应相同，因此也可以使用公式8进行计算。

δd3＝(|δd1-δd2|)/2(公式8)

其中，δd3为位移调整距离，δd1和δd2分别为移动轨迹两侧的电容式探测器所探测到的距离变化值。

进一步的，δd1和δd2在正常情况下仅会存在少量测量误差，并不会相差过大。因此，在进行位置计算之前，还可以先把第一位置传感器6和第二位置传感器7的测量值δd1和δd2的值进行比较，如果两者之差超过预设测量值差阈值太多，则说明某个电容传感器的功能失效，系统发送告警信号，提示用户进行维修更换。因此，使用两个位置传感器的技术方案，除了探测位置变化量，还可以进行探测失效的判断，增加系统的探测稳定性。

进一步的，在步骤204中进行位置微调时，一般会使用精度较高的运动部件，因此通常仅需要进行一次或两次调整即可精确到位，若多次调整仍无法到位，则说明可能存在机械或电气故障。为了不对影响使用，需要对位置精调的次数做出限制，大于精调次数阈值时发送告警信号，提示用户进行故障检查。

经过步骤201-步骤204，即可完成发射部件1和接收部件2的到位确认和位置精调。

使用本实施例中提供的步骤101-步骤102，实施例1中提供的仅包含单个发射部件和单个接收部件的扫描激光雷达，可以通过发射部件和接收部件的位置变化完成多线扫描雷达的功能，避免了现有使用多个发射部件和接收部件的多线扫描雷达光源互相干涉、控制复杂、功率和成本高的问题。进一步的，还通过位置确认和精调确保了发射部件和接收部件到位的精度，提高了多线扫描的点云数据精确度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。