用于激光雷达的光罩脏污检测系统、检测方法及激光雷达与流程

本发明涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种用于激光雷达的光罩脏污检测系统、检测方法及激光雷达。

背景技术：

激光雷达是自动驾驶重要的传感器，现有的激光雷达通常不增设光罩脏污检测装置对光罩进行检测，当自动驾驶车辆在行驶过程中，时常会遭遇诸如雨雪、风沙等天气，从而使安装在自动驾驶车辆上的激光雷达的光罩上形成灰尘、划痕、污水和泥渍等脏污，导致激光雷达无法正常获取自动驾驶车辆周围的环境信息，导致探测效果不理想。因此获取激光雷达的光罩脏污信息有利于激光雷达进行正常探测。

目前公开的激光雷达光罩脏污检测装置包括：一是大多针对前向式激光雷达的光罩进行检测，光罩脏污检测装置通常是固定设置，不旋转，仅对光罩的前侧检测，因此光罩脏污检测范围相对有限；二是利用激光雷达用于检测目标的光束对光罩进行检测。

背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

技术实现要素：

本发明通过利用与激光雷达发出的光束波长不同的探测光束对光罩脏污进行检测，能够有效避免检测光罩脏污时发生光串扰，同时能够实现对光罩的360度检测，增大了光罩脏污的检测范围，并实现了对不同种类脏污的识别，提高了检测效率。

有鉴于公开技术的缺陷，本发明提出一种用于激光雷达的光罩脏污检测系统，包括：

发射装置，所述发射装置设置在所述激光雷达的光机转子上，配置为可发射与所述激光雷达发出用于检测目标的光束波长不同的探测光束，用于检测所述光罩上的脏污；

接收装置，所述接收装置设置在所述激光雷达的光机转子上，配置为可接收所述发射装置发出的探测光束经所述光罩上的脏污反射后的回波并转换为检测电信号；和

处理单元，所述处理单元与所述接收装置耦接，配置为可根据所述检测电信号识别所述光罩的脏污状况。

根据本发明的一个方面，其中所述发射装置和所述接收装置设置在所述激光雷达的发射单元和接收单元的相对侧。

根据本发明的一个方面，其中所述发射装置和所述接收装置均可随所述光机转子进行旋转。

根据本发明的一个方面，其中所述发射装置与所述接收装置设置为左右相邻或上下相邻，所述接收装置设置在所述光罩的竖直检测范围内，所述竖直检测范围为所述光罩脏污检测系统在所述光罩的竖直方向上的检测范围。

根据本发明的一个方面，其中所述发射装置和所述接收装置设置为左右相邻，其中所述发射装置包括至少一个激光器或至少一个发光二极管，且沿竖直方向成列排布，其中每个激光器或发光二极管具有相同的发光方向。

根据本发明的一个方面，其中所述接收装置包括至少一个ccd图像传感器或至少一个cmos图像传感器或至少一个光电探测器，且沿竖直方向成列排布，所述至少一个ccd图像传感器或至少一个cmos图像传感器或至少一个光电探测器分别与所述至少一个激光器或至少一个发光二极管对应设置。

根据本发明的一个方面，其中所述发射装置和所述接收装置设置为上下相邻，其中所述发射装置包括至少一个激光器或至少一个发光二极管，且沿水平方向成行排布，其中每个激光器或发光二极管具有不同的发光方向。

根据本发明的一个方面，其中通过至少一个激光器或至少一个发光二极管具有的多个不同的发光方向形成所述竖直检测范围。

根据本发明的一个方面，其中所述接收装置包括至少一个ccd图像传感器或至少一个cmos图像传感器或至少一个光电探测器，且沿水平方向成行排布，所述至少一个ccd图像传感器或至少一个cmos图像传感器或至少一个光电探测器分别与所述至少一个激光器或至少一个发光二极管对应设置。

根据本发明的一个方面，其中所述处理单元配置成：识别光罩是否存在脏污、光罩脏污类型以及光罩脏污的位置中的至少一种。

根据本发明的一个方面，其中所述处理单元配置成：当所述接收装置的检测电信号超过识别阈值时，确定所述光罩存在脏污，并通过所述发射装置的位置、所述接收装置的位置以及所述光机转子的位置，确定所述光罩脏污的位置。

根据本发明的一个方面，其中所述处理单元配置成：

当所述检测电信号大于或等于第一识别阈值且小于第二识别阈值时，判断所述光罩脏污为第一类脏污，所述第一类脏污包括油汗；

当所述检测电信号大于或等于所述第二识别阈值且小于第三识别阈值时，判断所述光罩脏污为第二类脏污，所述第二类脏污包括污水、灰尘；

当所述检测电信号大于或等于所述第三识别阈值时，判断所述光罩脏污为第三类脏污，所述第三类脏污包括污渍、泥沙，其中所述第三识别阈值大于所述第二识别阈值，所述第二识别阈值大于所述第一识别阈值。

根据本发明的一个方面，其中所述处理单元配置成：

根据光罩在清洁状态时所述接收装置输出的检测电信号，确定用于光罩脏污判断的检测电信号的基准范围；

计算检测电信号偏移量，所述检测电信号偏移量为当前回波转换的检测电信号与基准范围之间的差值；

当所述检测电信号偏移量大于或等于所述第一识别偏移量且小于所述第二识别偏移量时，判断所述光罩脏污为第一类脏污，所述第一类脏污包括油汗；

当所述检测电信号偏移量大于或等于所述第二识别偏移量且小于所述第三识别偏移量时，判断所述光罩脏污为第二类脏污，所述第二类脏污包括污水、灰尘；

当所述检测电信号偏移量大于或等于所述第三识别偏移量时，判断所述光罩脏污为第三类脏污，所述第三类脏污包括污渍、泥沙；其中所述第三识别偏移量大于所述第二识别偏移量，所述第二识别偏移量大于所述第一识别偏移量。

根据本发明的一个方面，其中所述处理单元还包括：

模数转换器，耦接到所述接收装置，并将所述检测电信号由模拟信号转换为数字信号；

存储单元，耦接到所述模数转换器，并配置成可存储所述数字信号；和

逻辑单元，耦接到所述存储单元，并配置成根据所述数字信号识别是否存在所述光罩脏污、光罩脏污类型以及光罩脏污的位置中的至少一种。

根据本发明的一个方面，所述光罩脏污检测系统还可以检测光罩的表面缺陷，所述表面缺陷包括划痕和/或石坑。

本发明还涉及一种激光雷达，包括：

基座；

光机转子，所述光机转子可旋转地设置在所述基座上，并且包括发射单元和接收单元；

光罩，所述光罩设置在所述基座上，并且环绕所述光机转子；和

如上任一项所述的光罩脏污检测系统，所述光罩脏污检测系统的发射装置和接收装置均设置在所述光机转子上。

本发明还涉及一种利用上述任一项所述的光罩脏污检测系统的光罩脏污检测方法，包括：

s101：使发射装置发射与所述激光雷达发出用于检测目标的光束波长不同的探测光束，对所述光罩上的脏污进行探测，所述发射装置设置在所述激光雷达的光机转子上；

s102：通过接收装置接收所述发射装置发出的探测光束经所述光罩上的脏污反射后的回波并转换为检测电信号，所述接收装置设置在所述激光雷达的光机转子上；

s103：根据所述检测电信号识别所述光罩的脏污状况。

根据本发明的一个方面，其中所述步骤s103还包括：识别光罩是否存在脏污、光罩脏污类型以及光罩脏污的位置中的至少一种。

根据本发明的一个方面，还包括：

设置识别阈值，所述识别阈值用于识别光罩是否存在脏污、光罩脏污类型以及光罩脏污的位置中的至少一种；

其中所述步骤s103包括：当所述接收装置的检测电信号超过所述识别阈值时，判断所述光罩存在脏污，并通过所述发射装置的位置、所述接收装置的位置以及所述光机转子的位置，确定所述光罩脏污的位置。

根据本发明的一个方面，其中所述步骤s103还包括：

根据光罩脏污的类型设置第一识别阈值、第二识别阈值和第三识别阈值；

当所述检测电信号大于或等于所述第一识别阈值且小于所述第二识别阈值时，判断所述光罩脏污为第一类脏污，所述第一类脏污包括油汗；

当所述检测电信号大于或等于所述第二识别阈值且小于所述第三识别阈值时，判断所述光罩脏污为第二类脏污，所述第二类脏污包括污水、灰尘；

当所述检测电信号大于或等于所述第三识别阈值时，判断所述光罩脏污为第三类脏污，所述第三类脏污包括污渍、泥沙；其中所述第三识别阈值大于所述第二识别阈值，所述第二识别阈值大于所述第一识别阈值。

根据本发明的一个方面，其中所述步骤s103还包括：

采集光罩在清洁状态时所述接收装置接收的回波并将其转换为检测电信号，以确定用于光罩脏污判断的检测电信号的基准范围；

计算检测电信号偏移量，所述检测电信号偏移量为当前回波转换的检测电信号与基准范围之间的差值；

当所述检测电信号偏移量大于或等于所述第一识别偏移量且小于所述第二识别偏移量时，判断所述光罩脏污为第一类脏污，所述第一类脏污包括油汗；

当所述检测电信号偏移量大于或等于所述第二识别偏移量且小于所述第三识别偏移量时，判断所述光罩脏污为第二类脏污，所述第二类脏污包括污水、灰尘；

当所述检测电信号偏移量大于或等于所述第三识别偏移量时，判断所述光罩脏污为第三类脏污，所述第三类脏污包括污渍、泥沙；其中所述第三识别偏移量大于所述第二识别偏移量，所述第二识别偏移量大于所述第一识别偏移量。

根据本发明的一个方面，还包括可以检测光罩的表面缺陷，所述表面缺陷包括划痕和/或石坑。

本发明的实施例通过利用与激光雷达发出用于检测目标的光束波长不同的探测光束对光罩脏污进行检测，能够有效避免检测光罩脏污时发生光串扰，同时能够实现对光罩的360度检测，增大了光罩脏污的检测范围，并实现了对不同种类脏污的识别，提高了检测效率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1a示出了根据本发明一个实施例的激光雷达以及用于激光雷达的光罩脏污检测系统在无脏污时的示意图；

图1b示出了根据本发明一个实施例的激光雷达以及用于激光雷达的光罩脏污检测系统在有脏污时的示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的光罩脏污在竖直方向的检测范围的示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的光罩脏污在水平方向的检测范围的示意图；

图4a和图4b示出了根据本发明一个实施例的接收装置的示意图；

图5示出了根据本发明一个实施例的激光雷达的内部示意图；

图6示出了根据本发明一个实施例的判断脏污及位置识别的示意图；

图7示出了根据本发明一个实施例的脏污检测电信号图；

图8示出了根据本发明一个实施例的识别脏污种类的示意图；和

图9示出了根据本发明一个实施例的光罩脏污检测方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1a和图1b分别示出了根据本发明一个实施例的激光雷达以及用于激光雷达的光罩脏污检测系统在无脏污时和有脏污时的示意图。如图1a和图1b所示，所述激光雷达100包括光机转子120和光罩130。所述光机转子120包括发射单元121、接收单元122、发射端透镜123以及接收端透镜124。如图1a所示，发射单元121发射出探测光束，经发射端透镜123准直后形成准直光束，所述准直光束入射到激光雷达100周围的物体20上并在物体20上发生漫反射形成回波光束，所述回波光束返回到激光雷达100，经接收端透镜124会聚到接收单元122上，所述接收单元122将接收到的回波光束转换为电信号，经信号放大和读取，通过激光雷达的处理单元计算物体的距离和/或反射率。优选的，所述光机转子120还包括位于发射端透镜123和接收端透镜124之间的隔光板125，用于减少发射光路和接收光路的光学串扰。所述光机转子120可绕其转轴126进行360度旋转，从而完成对周围环境的探测。

如图1a所示，所述光罩130设置在光机转子120的外部，用于保护所述激光雷达100内部的器件。所述光罩130允许探测光束和回波光束通过。如图1b所示，光罩130上经常会出现一些表面缺陷或者脏污，例如油汗、划痕、石坑、污水、灰尘、污渍、泥沙等。这些表面缺陷或者脏污会对激光雷达的正常探测造成不利影响。因此本发明提供一种可以结合在激光雷达中的光罩脏污检测系统，能够增大光罩脏污的检测范围，并实现不同类型的光罩脏污或表面缺陷的识别，提高光罩脏污的检测效率。

如图1b所示，所述光罩脏污检测系统包括发射装置11、接收装置12和处理单元140(图5中示出)，其中所述发射装置11设置在所述激光雷达的光机转子120上，配置为可发射与所述激光雷达发出用于检测目标的光束波长不同的探测光束，用于检测所述光罩130上的脏污30。所述接收装置12设置在所述激光雷达的光机转子120上，配置为可接收所述发射装置11发出的探测光束经所述光罩130上的脏污30反射后的回波并转换为检测电信号。所述处理单元140与所述接收装置12耦接，配置为可根据所述检测电信号识别所述光罩130的脏污状况。其中所述发射装置11可以发射波长为850nm的探测光束，以减少与所述发射单元121发出波长为905nm的光束产生光串扰；所述发射装置11也可以发射波长为1um以上的探测光束，能够减少所述光串扰，同时还可以起到清洁光罩作用，比如利用波长为1um以上的探测光束可以融化光罩上的冰雪。

根据本发明的一个实施例，所述发射装置11可选地为激光器或发光二极管，其中所述激光器包括以下至少一种：垂直腔面发射激光器(vertical-cavitysurface-emittinglaser，vcsel)；边缘发射激光器(edgeemittinglaser，eel)。

根据本发明的一个实施例，所述接收装置12可选地为ccd图像传感器、cmos图像传感器或光电探测器(photoelectricdetector,pd)；优选地，ccd图像传感器和cmos图像传感器可以为线阵ccd图像传感器和线阵cmos图像传感器。其中所述光电探测器包括以下至少一种探测器：单光子雪崩二极管(singlephotonavalanchediode，spad)探测器；雪崩光电二极管(avalanchephotodiode，apd)探测器；硅光电倍增管(siliconphotomultiplier，sipm)探测器。

根据本发明的一个实施例，所述发射装置11和所述接收装置12均可随所述光机转子120进行360度旋转。所述光罩脏污检测系统的处理单元140，可以与激光雷达100的处理单元集成在一起，也可以单独设置，这些都在本发明的保护范围内。

如图1b所示，所述发射装置11和所述接收装置12设置在所述激光雷达的发射单元121和接收单元122的相对侧，以减少与所述发射单元121发出光束之间发生光串扰，以及减少对所述激光雷达100内部空间的占用。

图2示出了根据本发明一个实施例的光罩脏污在竖直方向的检测范围的示意图，图3示出了根据本发明一个实施例的光罩脏污在水平方向的检测范围的示意图。所述脏污30在所述光罩130的表面需要检测的范围，以所述激光雷达100的各个发光通道的光斑在所述光罩130上的位置以及覆盖范围来确定。所述光罩脏污检测系统用于对所述检测范围内的脏污30进行检测，对于超出所述检测范围的脏污30，可认为其不影响所述激光雷达100的功能，因此不进行检测。可选地，如图2和图3所示，当前所述激光雷达100旋转角度下的检测范围包括竖直检测范围和水平检测范围，其中所述竖直检测范围可根据竖直方向上所述激光雷达100在最上方和最下方的发光通道在光罩130的竖直方向上形成的光斑位置和尺寸来确定，所述水平检测范围可根据所述激光雷达100在水平方向上最外侧的两个发光通道在光罩130的水平方向上形成的光斑位置和尺寸来确定，其中竖直检测范围优选大于水平检测范围。所述激光雷达100在各水平旋转角度对应的检测范围进行叠加，从而形成光罩130的检测范围，例如为围绕光机转子120的转轴126的一个环形的检测范围。

根据本发明的一个实施例，所述发射装置11与所述接收装置12设置为左右相邻或上下相邻，所述接收装置12设置在所述光罩130的竖直检测范围内。优选地，所述接收装置12可以设置在所述光罩130的竖直检测范围的中心位置。

根据本发明的一个实施例，参照图1b所示，所述发射装置11和所述接收装置12设置为左右相邻，其中所述发射装置11包括至少一个激光器或至少一个发光二极管，且沿竖直方向成列排布，其中每个激光器或发光二极管具有相同的发光方向。所述接收装置12包括至少一个ccd图像传感器或至少一个cmos图像传感器或至少一个光电探测器，且沿竖直方向成列排布，优选地，所述发射装置11和接收装置12分别包括多个激光器和多个ccd图像传感器，所述各个ccd图像传感器分别与沿竖直方向排布的一个或多个激光器对应，即一个或多个激光器发射的光束经过光罩的脏污反射后被对应的各个ccd图像传感器探测；另外，所述发射装置11中的各个激光器也可以与所述接收装置12中的单个线阵ccd图像传感器中多个像素分别对应，每个激光器发射的光束经过光罩的脏污反射后被对应的像素探测。

根据本发明的一个实施例，所述发射装置11和所述接收装置12设置为上下相邻，其中所述发射装置11包括至少一个激光器或至少一个发光二极管，且沿水平方向成行排布，其中每个激光器或发光二极管具有不同的发光方向，通过至少一个激光器或至少一个发光二极管具有的多个不同的发光方向形成所述竖直检测范围。可选地，所述接收装置12包括至少一个ccd图像传感器或至少一个cmos图像传感器或至少一个光电探测器，且沿水平方向成行排布，优选地，所述发射装置11和接收装置12分别包括多个激光器和多个线阵ccd图像传感器，所述多个线阵ccd图像传感器分别与沿水平方向排布的所述多个激光器一一对应，所谓一一对应是指各个激光器发射的光束经过光罩的脏污反射后被相应的各个线阵ccd图像传感器探测。

图4a和4b示出了根据本发明一个实施例的接收装置的示意图，其中图4a为所述接收装置的侧视图，图4b为所述接收装置的正视图。其中所述接收装置以线阵ccd图像传感器为例进行说明。为了提高脏污位置识别的准确度，可选地，如图4a所示，在所述接收装置12的表面添加光阑13，以限制入射光束的进入角度，缩小探测面的宽度，减少杂散光的干扰，进而提高光罩脏污30的检测准确度。另外可选地，如图4b所示，在所述接收装置12的表面和所述光阑13之间添加与所述发射装置11相配合的滤光片14，所述滤光片14可以过滤所述发射装置11发出的探测光束以外的杂散光，进一步提高光罩脏污30的检测准确度。

根据本发明的一个实施例，所述处理单元140配置成：识别光罩130是否存在脏污30、光罩脏污30的类型以及光罩脏污30的位置中的至少一种。

图5示出了根据本发明一个实施例的激光雷达的内部示意图。如图所示，所述发射装置11和所述接收装置12均设置在所述光机转子120上，可选地嵌于所述光机转子120的侧表面，随所述光机转子120绕所述转轴126旋转，且二者相邻布置。当所述光罩脏污检测系统进行脏污检测时，所述发射装置11向所述光机转子120的外部发射与用于检测目标的光束波长不同的探测光束，用于检测所述脏污30，所述探测光束在遇到所述脏污30后被反射，反射的回波信号被所述接收装置12接收，并转换为检测电信号，输出给所述处理单元140。根据本发明的一个实施例，所述处理单元140设置在所述激光雷达100的上仓板，并用软排线连接。所述处理单元140包括：模数转换器141、存储单元142和逻辑单元143，其中所述逻辑单元143包括逻辑触发单元143-1和逻辑处理单元143-2。所述模数转换器141耦接到所述接收装置12，并将从所述接收装置12接收的所述检测电信号由模拟信号转换为数字信号，所述存储单元142耦接到所述模数转换器141，并配置成可暂时存储所述数字信号，所述逻辑处理单元143-2耦接到所述存储单元142，并配置成根据所述数字信号识别是否存在所述光罩脏污30、光罩脏污30的类型以及光罩脏污30的位置中的至少一种。

图6示出了根据本发明一个实施例的判断脏污及位置识别的示意图。如图6所示，横轴表示光罩检测范围，纵轴表示所述接收装置12接收到的检测光罩脏污的检测电信号，其中与横轴垂直的虚线表示在竖直方向上检测光罩脏污的光罩检测范围。如图所示，可以设置识别阈值，当接收装置12的检测电信号超过识别阈值时，确定所述光罩130存在脏污30，并通过所述发射装置11的位置、所述接收装置12的位置以及所述光机转子的位置，确定所述光罩脏污30在光罩上的位置；具体地，所述发射装置11和接收装置12分别包括多个激光器和多个ccd图像传感器，其中多个激光器分别对应所述竖直检测范围的多个不同区域，用于探测对应的所述区域，由所述多个不同区域共同形成所述竖直检测范围，所述多个ccd图像传感器分别与所述多个激光器一一对应时，即各个激光器发射的光束经过光罩的脏污反射后被相应的各个ccd图像传感器探测，可以根据检测电信号超过识别阈值的ccd图像传感器的位置、与之对应的激光器所在的位置以及所述光机转子的位置来确定所述光罩脏污30在光罩上的位置。根据本发明的一个实施例，当所述光罩130存在脏污30时，所述处理单元140可以进行告警，并触发光罩清洁装置工作，对所述脏污30进行清洁。其中为了设置适当的识别阈值，可以首先采集光罩130在清洁状态下的检测电信号值(如图6所示的低电平位置对应的检测电信号值)，例如可以多次采集并取平均值作为基准值，来获得较为准确的清洁状态下的检测电信号值作为基准值，在此基础上，增加一定的裕量，获得识别阈值。增加裕量的目的是为了提高检测的准确性，另外，光罩上少量的灰尘，对于激光雷达的正常工作影响非常小，通过增加裕量，可以过滤掉很大一部分不必要的检测结果。另外可选的，所述识别阈值也可以是所述清洁状态下采集的基准值。

图7示出了根据本发明一个实施例的脏污检测电信号图。如图所示，其中横轴代表光罩检测范围，具体为在竖直方向上的光罩检测范围，纵轴代表所述接收装置12接收到的检测光罩脏污的检测电信号的相对强度，横坐标在图中圆圈以左的范围内所对应的检测电信号相对强度基本保持不变，由此可知在竖直方向上所述光罩检测范围内光罩130处于清洁状态，此时检测得到的检测电信号相对强度为检测电信号的基准值/基准范围，所述识别阈值设置为大于或等于所述基准值/基准范围。当横坐标从图中圆圈以右开始，所对应的检测电信号相对强度发生突变，并超过基准值/基准范围(如图7中的圆圈所示)，由此可知在竖直方向上所述光罩检测范围从图中发生突变时对应的位置开始，所述光罩130上有脏污30。通过分析检测电信号相对强度的变化，即可对所述光罩130上是否有脏污30进行判断和识别。不同脏污种类可通过ccd图像传感器输出的检测电信号的相对强度(如图7所示)来识别，也可通过光电探测器来识别，其中油汗相对检测概率低，污水、污渍、灰尘相对检测概率高。

图6中仅设置了一个识别阈值，用于区分光罩有无脏污的状况，本发明不限于此，也可以设置多个阈值，可用于识别脏污的种类。下面参考图8描述。图8示出了根据本发明一个实施例的识别脏污种类的示意图。如图所示，横轴代表光罩检测范围，纵轴代表所述接收装置12接收到的检测光罩脏污的检测电信号，其中与横轴垂直的虚线表示在竖直方向上检测光罩脏污的光罩检测范围，可以根据脏污的种类分别设置不同的识别阈值，进而识别光罩脏污的类型。如图8所示，基于在光罩清洁状态下采集的接收装置12的检测电信号值(如图8所示的低电平位置对应的检测电信号值)，可以对其进行多次采集并取平均值作为基准值，以获得较为准确的清洁状态下的检测电信号值作为基准值。在此基础上，通过不断增加一定的裕量，获得多个识别阈值。可选地，在高于基准值的上方，设置有三个识别阈值，分别为第一识别阈值、第二识别阈值和第三识别阈值。具体地，所述处理单元140配置成：当所述检测电信号大于或等于第一识别阈值且小于第二识别阈值时，判断所述光罩脏污为第一类脏污，所述第一类脏污包括油汗；当所述检测电信号大于或等于所述第二识别阈值且小于第三识别阈值时，判断所述光罩脏污为第二类脏污，所述第二类脏污包括污水、灰尘；当所述检测电信号大于或等于所述第三识别阈值时，判断所述光罩脏污为第三类脏污，所述第三类脏污包括污渍、泥沙，其中所述第三识别阈值大于所述第二识别阈值，所述第二识别阈值大于所述第一识别阈值。可选的，所述第一识别阈值也可以是所述清洁状态下采集的基准值。

上述的描述中是将接收装置12输出的检测电信号与一个或多个识别阈值进行直接比较，从而获得光罩脏污的判断结果。可替换的，也可以根据检测电信号与基准值之间的差值，根据该差值的大小来判断光罩脏污的判断结果。根据本发明的另一个实施例，所述处理单元140配置成：根据光罩130在清洁状态时所述接收装置12输出的检测电信号，确定用于光罩脏污30判断的检测电信号的基准范围；计算检测电信号偏移量，所述检测电信号偏移量为当前回波转换的检测电信号与基准范围之间的差值。当所述检测电信号偏移量大于或等于所述第一识别偏移量且小于所述第二识别偏移量时，判断所述光罩脏污为第一类脏污，所述第一类脏污包括油汗；当所述检测电信号偏移量大于或等于所述第二识别偏移量且小于所述第三识别偏移量时，判断所述光罩脏污为第二类脏污，所述第二类脏污包括污水、灰尘；当所述检测电信号偏移量大于或等于所述第三识别偏移量时，判断所述光罩脏污为第三类脏污，所述第三类脏污包括污渍、泥沙。其中所述第三识别偏移量大于所述第二识别偏移量，所述第二识别偏移量大于所述第一识别偏移量。同样参考图8描述，在获得接收装置12输出的检测电信号之后，获取检测电信号与基准值之间的偏移量，根据偏移量的大小来确定脏污的种类。上述第一识别偏移量例如对应于图8中第一识别阈值与基准值之间的差值，第二识别偏移量例如对应于图8中第二识别阈值与基准值之间的差值，第三识别偏移量例如对应于图8中第三识别阈值与基准值之间的差值。

根据本发明的一个实施例，所述光罩脏污检测系统还可以检测光罩的表面缺陷，所述表面缺陷包括划痕和/或石坑。所述光罩脏污检测系统配置成可对所述表面缺陷执行检测，所述处理单元140判断其检测结果可以为第一类脏污，具体过程在此不再赘述。

本发明还涉及一种激光雷达，参照图1a和1b所示，所述激光雷达100包括：基座(图中未示出)、光机转子120、光罩130和光罩脏污检测系统。其中所述光机转子120可旋转地设置在所述基座上，并且包括发射单元121和接收单元122。所述光罩130设置在所述基座上，并且环绕所述光机转子120。所述光罩脏污检测系统的发射装置11设置和接收装置12均设置在所述激光雷达100的光机转子120上。所述发射装置11和接收装置12的具体排布方式可以参考上述说明，在此不再赘述。

图9示出了根据本发明一个实施例的光罩脏污检测方法的流程图，所述光罩脏污检测方法200利用所述光罩脏污检测系统进行实施，所述光罩脏污检测方法200包括：

在步骤s101：使发射装置发射与所述激光雷达发出用于检测目标的光束波长不同的探测光束，对所述光罩上的脏污进行探测，所述发射装置设置在所述激光雷达的光机转子上。其中所述发射装置可以发射波长为850nm的探测光束，以减少与所述发射单元发出波长为905nm的光束产生光串扰；所述发射装置也可以发射波长为1um以上的探测光束，能够减少所述光串扰，同时还可以起到清洁光罩作用，比如利用波长为1um以上的探测光束可以融化光罩上的冰雪。在步骤s102：通过接收装置接收所述发射装置发出的探测光束经所述光罩上的脏污反射后的回波并转换为检测电信号，所述接收装置设置在所述激光雷达的光机转子上。可选地，其中所述发射装置和所述接收装置设置在所述激光雷达的发射单元和接收单元的相对侧，左右相邻或上下相邻排布，并可随着所述激光雷达的光机转子绕其转轴进行360度旋转。

在步骤s103：根据所述检测电信号识别所述光罩的脏污状况。其中包括对所述检测电信号进行处理，识别所述光罩的脏污状况，并形成脏污诊断结果输出。

根据本发明的一个实施例，其中识别所述光罩的脏污状况包括：识别光罩是否存在脏污、光罩脏污类型以及光罩脏污的位置中的至少一种。

根据本发明的一个实施例，所述光罩脏污检测方法200还包括：设置识别阈值，所述识别阈值用于识别光罩是否存在脏污、光罩脏污类型以及光罩脏污的位置中的至少一种。其中所述识别阈值设置为大于或等于所述光罩在清洁状态时检测得到的基准值/基准范围。

其中所述步骤s103包括：当所述接收装置的检测电信号超过所述识别阈值时，判断所述光罩存在脏污，并通过所述发射装置的位置和所述接收装置的位置，确定所述光罩脏污的位置。当所述光罩存在脏污时，所述处理单元可以进行告警，并触发光罩清洁装置动作，对所述脏污进行清洁。

根据本发明的一个实施例，其中所述步骤s103还包括：

根据光罩脏污的类型设置第一识别阈值、第二识别阈值和第三识别阈值；

当所述检测电信号大于或等于所述第一识别阈值且小于所述第二识别阈值时，判断所述光罩脏污为第一类脏污，所述第一类脏污包括油汗；

当所述检测电信号大于或等于所述第二识别阈值且小于所述第三识别阈值时，判断所述光罩脏污为第二类脏污，所述第二类脏污包括污水、灰尘；和

当所述检测电信号大于或等于所述第三识别阈值时，判断所述光罩脏污为第三类脏污，所述第三类脏污包括污渍、泥沙；其中所述第三识别阈值大于所述第二识别阈值，所述第二识别阈值大于所述第一识别阈值。

根据本发明的一个实施例，其中所述步骤s103进一步包括：

采集光罩在清洁状态时所述接收装置接收的回波并将其转换为检测电信号，以确定用于光罩脏污判断的检测电信号的基准范围；

计算检测电信号偏移量，所述检测电信号偏移量为当前回波转换的检测电信号与基准范围之间的差值；

当所述检测电信号偏移量大于或等于所述第一识别偏移量且小于所述第二识别偏移量时，判断所述光罩脏污为第一类脏污，所述第一类脏污包括油汗；

当所述检测电信号偏移量大于或等于所述第二识别偏移量且小于所述第三识别偏移量时，判断所述光罩脏污为第二类脏污，所述第二类脏污包括污水、灰尘；和

当所述检测电信号偏移量大于或等于所述第三识别偏移量时，判断所述光罩脏污为第三类脏污，所述第三类脏污包括污渍、泥沙；其中所述第三识别偏移量大于所述第二识别偏移量，所述第二识别偏移量大于所述第一识别偏移量。

根据本发明的一个实施例，所述光罩脏污检测方法还包括检测光罩的表面缺陷，其中所述表面缺陷包括划痕和/或石坑。所述光罩脏污检测系统配置成可对所述表面缺陷执行检测，所述处理单元140判断其检测结果可以为第一类脏污，在此不再赘述。

本发明的实施例提出了一种光罩脏污检测系统，所述光罩脏污检测系统利用与激光雷达发出用于检测目标的光束波长不同的探测光束对光罩脏污进行检测，有效避免了检测光罩脏污时发生光串扰，同时能够实现对光罩的360度检测，增大了光罩脏污的检测范围，并实现了对不同种类脏污的识别，提高了检测效率。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。