激光雷达系统及其扫描方法、终端设备及计算机存储介质与流程

1.本发明涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种激光雷达系统、激光雷达系统的扫描方法、终端设备以及计算机存储介质。


背景技术：

2.时下，激光雷达基于自身探测距离远、分辨率高、受环境干扰小等特点，已经被广泛的应用于智能机器人、无人机、无人驾驶车辆等诸多领域。
3.由于空间光调制器自身的刷新速率有限且视场较小，尽管通过增加振镜能够有效地扩大视场，受限于空间光调制器的刷新速度，简单将空间光调制器与振镜进行结合却并不能提升相控阵激光雷达在大视场条件下的成像速度。此外，为了保证振镜摆动所造成的光束移动范围始终处于空间光调制器的相位调制平面内，还需要将空间光调制器的相位调制面积设置的足够大，如此就造成了现有相控阵激光雷达中的空间光调制器存在大量像素被浪费的情况。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种激光雷达系统、激光雷达系统的扫描方法、终端设备以及计算机存储介质，旨在扩大相控阵激光雷达基于空间光调制器进行扫描的视场并充分利用空间光调制器的像素数避免像素浪费，和分割视场以实现对扫描镜整个视场同时进行粗扫描和精扫描，从而有效地提升相控阵激光雷达的扫描效率。
5.一方面，为实现上述目的，本发明提供一种激光雷达系统，所述无激光雷达系统包括：激光器，扫描镜，4f系统，棱镜阵列和空间光调制器；
6.所述扫描镜位于所述4f系统中第一透镜的前焦面上，所述空间光调制器位于所述4f系统中第二透镜的后焦面上，所述棱镜阵列位于所述第一透镜和所述第二透镜之间的重合焦平面上；
7.所述扫描镜将所述激光器输出的扫描光束进行角度偏转后依次经过所述第一透镜、所述棱镜阵列和所述第二透镜投射到所述空间光调制器的相位调制平面上进行扫描成像。
8.在一种可行的实施例中，所述激光雷达系统还包括：起偏器，所述起偏器位于所述激光器和所述扫描镜之间；
9.所述激光器输出的所述扫描光束通过所述起偏器成为线偏振光，所述扫描镜针对成为线偏振光的扫描光束进行角度偏转。
10.在一种可行的实施例中，所述激光雷达系统还包括：准直透镜，所述准直透镜位于所述激光器和所述起偏器之间；
11.所述激光器输出的所述扫描光束通过所述准直透镜进行准直后，通过所述起偏器成为线偏振光。
12.在另一方面，为实现上述目的，本发明还提供一种激光雷达系统的扫描方法，所述
激光雷达系统的扫描方法应用于如上所述的激光雷达系统，所述激光雷达系统的扫描方法包括：
13.通过所述4f系统将所述扫描镜反射的扫描光束，稳定投射在所述空间光调制器的相位调制平面上以形成所述扫描镜的完整视场；
14.通过所述棱镜阵列对经过所述4f系统的扫射光束进行偏折以针对所述完整视场进行分割得到各分割视场；
15.针对所述完整视场和/或者各所述分割视场进行扫描。
16.在一种可行的实施例中，所述针对所述完整视场和/或者各所述分割视场进行扫描的步骤，包括：
17.通过所述扫描镜遍历所述完整视场以针对所述完整视场进行粗扫描；
18.和/或者，
19.通过所述空间光调制器针对各所述分割视场进行独立的精细扫描。
20.在一种可行的实施例中，所述激光雷达系统还包括：起偏器，在所述通过所述4f系统将所述扫描镜反射的扫描光束之前，所述方法还包括：
21.通过所述起偏器将所述扫描光束处理为线偏振光；
22.通过所述扫描镜反射成为线偏振光的扫描光束。
23.在一种可行的实施例中，所述激光雷达系统还包括：准直透镜，在所述通过所述起偏器将所述扫描光束处理为线偏振光之前，所述方法还包括：
24.通过所述准直透镜针对所述扫描光束进行准直；
25.所述通过所述起偏器将所述扫描光束处理为线偏振光，包括：
26.将经过准直的扫描光束通过所述起偏器以处理为线偏振光。
27.在一种可行的实施例中，所述方法还包括：
28.控制所述扫描镜进行摆动以调整所述完整视场的视场范围。
29.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种激光雷达系统的扫描装置，所述装置应用于如上所述的激光雷达系统，所述装置包括：
30.光线控制模块，用于通过所述4f系统将所述扫描镜反射的扫描光束，稳定投射在所述空间光调制器的相位调制平面上以形成所述扫描镜的完整视场；
31.视场分割模块，用于通过所述棱镜阵列对经过所述4f系统的扫射光束进行偏折以针对所述完整视场进行分割得到各分割视场；
32.视场扫描模块，用于针对所述完整视场和/或者各所述分割视场进行扫描。
33.本发明激光雷达系统的扫描装置的各功能模块在运行时实现如上所述的激光雷达系统的扫描方法的步骤。
34.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种终端设备，所述终端设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的激光雷达系统的扫描程序，所述激光雷达系统的扫描程序被所述处理器执行时实现如上所述的激光雷达系统的扫描方法的步骤。
35.此外，为实现上述目的，本发明还提出一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有激光雷达系统的扫描程序，所述激光雷达系统的扫描程序被处理器执行时实现如上所述的激光雷达系统的扫描方法的步骤。
36.在本发明实施例中，通过在相控阵激光雷达中采用棱镜阵列和4f系统，以将扫描镜设置在该4f系统中第一透镜的前焦面上，并将空间光调制器设置在该4f系统中第二透镜的后焦面上，以及，将该棱镜阵列设置在该第一透镜和第二透镜之间的重合焦平面上，从而，该扫描镜即可将激光器输出的扫描光束进行角度偏转后依次经过该第一透镜、该棱镜阵列和该第二透镜后投射到该空间光调制器的相位调制平面上进行扫描成像。
37.如此，本发明通过在相控阵激光雷达中的扫描镜进行摆动以调整扫描光束的偏转角度即可扩大相控阵激光雷达基于空间光调制器进行扫描的视场，并通过棱镜阵列针对扫描光束进行偏折以使扫描镜出射的扫描光斑落在空间光调制器相位调制平面上的不同位置，从而充分利用空间光调制器的像素数来进行视场扫描，有效地的避免了空间光调制器的像素浪费，并且，本发明通过棱镜阵列对扫描镜的整个视场内不同角度范围的光线偏折不同的角度来实现对扫描视场的分割，空间光调制器相位调制平面上不同位置可以完成对子视场的精细扫描，进而系统能够对扫描镜整个视场同时进行粗扫描和精扫描，有效地提升了相控阵激光雷达的扫描效率。
38.此外，本发明通过采用4f系统以确保了扫描光束在空间光调制器上的稳定性，使空间光调制器相位调制图样不需随光斑移动而更新，降低了对空间光调制器的更新速度的要求，使得相控阵激光雷达的扫描成像速度免除了空间光调制器的成像速度的限制。
附图说明
39.图1为本发明激光雷达系统一实施例涉及的整体架构示意图；
40.图2为本发明激光雷达系统一实施例涉及的一种雷达系统的架构示意图；
41.图3为本发明激光雷达系统一实施例涉及的另一种雷达系统的架构示意图；
42.图4为本发明激光雷达系统一实施例涉及的应用流程示意图；
43.图5为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的结构示意图；
44.图6为本发明激光雷达系统的扫描方法一实施例涉及的流程示意图；
45.图7为本发明激光雷达系统的扫描装置一实施例涉及的功能模块示意图。
46.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
47.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
48.请参照图1，图1是本发明激光雷达系统的整体架构示意图。
49.本发明激光雷达系统为结合扫描镜和空间光调制器的相控阵激光雷达系统，本发明激光雷达系统包括：
50.激光器，扫描镜，4f系统，棱镜阵列和空间光调制器；
51.所述扫描镜位于所述4f系统中第一透镜的前焦面上，所述空间光调制器位于所述4f系统中第二透镜的后焦面上，所述棱镜阵列位于所述第一透镜和所述第二透镜之间的重合焦平面上；
52.所述扫描镜将所述激光器输出的扫描光束进行角度偏转后依次经过所述第一透镜、所述棱镜阵列和所述第二透镜投射到所述空间光调制器的相位调制平面上进行扫描成像。
53.如图1所示，在本实施例中，本发明激光雷达系统包括输出扫描光束的激光器，针对该激光器所输出扫描光束进行角度偏转的扫描镜，由第一透镜(图示透镜1)和第二透镜(图示透镜2)所构成的4f系统，棱镜阵列以及空间光调制器。其中，扫描镜具体位于该4f系统中第一透镜的前焦面上，而棱镜阵列则位于该4f系统中第一透镜和第二透镜之间的重合焦平面上，至于空间光调制器则位于该4f系统中第二透镜的后焦面上。
54.如此，相控阵激光雷达系统在通过激光器输出扫描光束之后，该扫描镜即将该激光器输出的扫描光束进行角度偏转后，依次经过第一透镜、棱镜阵列和第二透镜投射到空间光调制器的相位调制平面上进行扫描成像。
55.需要说明的是，本发明激光雷达系统中的扫描镜在其它一些可行的实施例中也可以被称作振镜，该扫描镜基于相控阵激光雷达系统的控制能够在一定幅度内进行摆动，从而能够令激光器输出的扫描光束偏转不同的角度。并且，经过扫描镜偏转后的扫描光束在分别经过4f系统中的第一透镜和第二透镜投射在空间光调制器的相位调制平面上之后，能够在该相位调制平面上行程稳定的光斑分布，如此，使得空间光调制器相位调制图样不需随光斑移动而更新，降低了对空间光调制器的更新速度的要求，使得相控阵激光雷达的扫描成像速度免除了空间光调制器的成像速度的限制。
56.此外，本发明激光雷达系统中的空间光调制器包括但不限于：光电晶体的空间光调制器、基于lcos(liquid crystal on silicon，硅基液晶)的液晶空间光调制器和数字微镜空间光调制器等。应当理解的是，基于实际应用的不同设计需要，在任意不同可行的实施方式当中，当然也可以采用此处未列举的空间光调制器来与扫描镜(或者振镜)相结合以构成相控阵激光雷达系统，本发明激光雷达系统并不针对该空间光调制器的具体种类进行限定。
57.进一步地，在本实施例中，本发明激光雷达系统中的棱镜阵列可以为一维棱镜阵列或者二维棱镜阵列，其中，本发明在激光雷达系统中配置二维棱镜阵列时，同步需要配置二维扫描镜进行成像。本发明激光雷达系统通过棱镜阵列对扫描镜进行角度偏转出射的不同角度范围的扫描光束产生不同的偏折，如此，使得不同视场内不同子视场的光线稳定分布在空间光调制器的相位调制平面上，且不同子视场各自覆盖该空间光调制器的不同像素，从而，本发明激光雷达系统即可实现对整个视场内不同子视场的独立扫描。
58.在本实施例中，本发明提供的激光雷达系统通过在4f系统中第一透镜和第二透镜之间的重合焦平面上插入棱镜阵列，以通过该棱镜阵列对光线进行偏折，从而在空间调制器上产生多个稳定的光斑区域，实现了对扫描镜的整个视场进行分割，从而可实现对该整个视场中各独立子视场进行roi(region of interest，感兴趣区域)扫描。
59.此外，如图2所示，若仅仅只是在激光雷达系统当中配置4f系统，但并不在该4f系统中第一透镜和第二透镜之间的重合焦平面上插入棱镜阵列，则扫描镜进行角度偏转出射的不同角度范围的扫描光束虽然能够稳定的分布在空间光调制器的相位调制平面上，但没有了棱镜阵列对扫描光束进行偏折，则无法对扫描镜的整个视场进行分割。此时，激光雷达系统即仅能够采用空间光调制器上相同区域的位置的像素来进行扫描，而无法对不同子视场进行独立扫描。
60.此外，如图3所示，若既不在激光雷达系统当中配置4f系统，也不在该激光雷达系统当中设置棱镜阵列，则此时激光雷达系统中由激光器发射的扫描管束则无法在空间光调
制器的相位调制平面上形成稳定分布，即，随着扫描镜的摆动，扫描管束投射在相位调制平面上形成的光斑也会相应移动，如此，激光雷达系统在采用空间光调制器的像素进行扫描时，所加载在空间光调制器上的相位图样需随着光斑的移动而移动，这就导致空间光调制器需要随着光斑移动位置不断刷新，因而空间光调制器的刷新速度会限制扫描速度，且需要空间光调制器具有较大的面积，在整个扫描过程当中还会造成空间光调制器的大量像素浪费。
61.进一步地，在一些可行的实施例中，本发明激光雷达系统还包括：起偏器，所述起偏器位于所述激光器和所述扫描镜之间；
62.所述激光器输出的所述扫描光束通过所述起偏器成为线偏振光，所述扫描镜针对成为线偏振光的扫描光束进行角度偏转。
63.如图1所示，作为一种可行的实施方式，本发明实施例提供的激光雷达系统还在输出扫描光束的激光器与针对该扫描光束进行角度偏转的扫描镜之间，设置有用于针对该扫描光束进行处理以令该扫描光束成为线偏振光的起偏器。
64.需要说明的是，在本实施例中，考虑到部分空间光调制器对于入射光线的偏振性有一定要求，因此在激光雷达系统的激光器和扫描镜之间设置起偏器以将光线起偏为线偏振光。但是，在另一些可行的实施方式当中，若激光雷达系统中设置的空间光调制器对于入射光线没有偏振性要求(例如采用的空间光调制器为数字微镜)，则当然可以选择不设置该起偏器，以通过扫描镜直接针对非线偏振光进行角度偏转。
65.此外，在一些可行的实施例中，本发明激光雷达系统还包括：准直透镜，所述准直透镜位于所述激光器和所述起偏器之间；
66.所述激光器输出的所述扫描光束通过所述准直透镜进行准直后，通过所述起偏器成为线偏振光。
67.如图1所示，作为一种可行的实施方式，本发明实施例提供的激光雷达系统还在输出扫描光束的激光器与起偏器之间，设置有用于针对该扫描光束进行准直处理的准直透镜。
68.在本实施例中，如图4所示的流程，相控阵激光雷达系统的激光器输出的扫描光束经过准直透镜准直后通过起偏器成为线偏振光，之后，扫描镜即进一步将成为线偏振光的扫描光束进行角度偏转，然后经过4f系统中的第一透镜聚焦至棱镜阵列，由该棱镜阵列对扫描光束进行光线偏折后经过4f系统中的第二个透镜再次准直为平行光进入空间光调制器，最后稳定投射在该空间光调制器的相位调制平面上的扫描光束在经过调制后即可出射进入目标视场。
69.此时，相控阵激光雷达系统即可通过扫描镜进行快速的视场遍历以进行粗略扫描。而与此同时或者在此之后，由于棱镜阵列对扫描光束进行光线偏折能够针对扫描镜的整个视场进行分割形成多个子视场(图1最右侧所示的r1至r7，为了图像的简洁和可读性，图1中左侧光路部分只绘制出了r1至r7中的r1、r4和r7三个子视场，即对应以“r1区域像素”、“r4区域像素”和“r7区域像素”指示的视场范围)，从而，相控阵激光雷达系统即可进一步通过空间光调制器针对该子视场进行精细的roi扫描。
70.如图5所示，图5是本发明实施例方案涉及终端设备的硬件运行环境的设备结构示意图。
71.需要说明的是，本发明实施例终端设备可以是包括上述激光雷达系统的环境扫描设备，在此不做具体限制。
72.如图5所示，该终端设备可以包括：处理器1001，例如cpu，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如wi-fi接口)。存储器1005可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
73.本领域技术人员可以理解，图5中示出的设备结构并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
74.如图5所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及激光雷达系统的扫描程序。操作系统是管理和控制设备硬件和软件资源的程序，支持激光雷达系统的扫描程序以及其它软件或程序的运行。在图5所示的设备中，用户接口1003主要用于与客户端进行数据通信；网络接口1004主要用于与服务器建立通信连接；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的激光雷达系统的扫描程序，并执行以下操作：
75.通过所述4f系统将所述扫描镜反射的扫描光束，稳定投射在所述空间光调制器的相位调制平面上以形成所述扫描镜的完整视场；
76.通过所述棱镜阵列对经过所述4f系统的扫射光束进行偏折以针对所述完整视场进行分割得到各分割视场；
77.针对所述完整视场和/或者各所述分割视场进行扫描。
78.进一步地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的激光雷达系统的扫描程序，还执行以下操作：
79.通过所述扫描镜遍历所述完整视场以针对所述完整视场进行粗扫描；
80.和/或者，
81.通过所述空间光调制器针对各所述分割视场进行独立的精细扫描。
82.进一步地，所述激光雷达系统还包括：起偏器，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的激光雷达系统的扫描程序，在执行通过所述4f系统将所述扫描镜反射的扫描光束之前，还执行以下操作：
83.通过所述起偏器将所述扫描光束处理为线偏振光；
84.通过所述扫描镜反射成为线偏振光的扫描光束。
85.进一步地，所述激光雷达系统还包括：准直透镜，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的激光雷达系统的扫描程序，在执行通过所述起偏器将所述扫描光束处理为线偏振光之前，还执行以下操作：
86.通过所述准直透镜针对所述扫描光束进行准直；
87.处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的激光雷达系统的扫描程序，还执行以下操作：
88.将经过准直的扫描光束通过所述起偏器以处理为线偏振光。
89.进一步地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的激光雷达系统的扫描程序，还执行以下操作：
90.控制所述扫描镜进行摆动以调整所述完整视场的视场范围。
91.基于上述终端设备的结构，提出本发明激光雷达系统的扫描方法的实施例。
92.请参照图6，图6为本发明激光雷达系统的扫描方法第一实施例的流程示意图。
93.本发明实施例提供了激光雷达系统的扫描方法的实施例，需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。在本实施例中，本发明激光雷达系统的扫描方法的执行主体可以是上述的激光雷达系统或者集成设置有上述激光雷达系统的终端设备(以下直接以激光雷达系统代替各执行主体进行各实施例的阐述)。
94.在本实施例中，本发明激光雷达系统的扫描方法包括：
95.步骤s10，通过所述4f系统将所述扫描镜反射的扫描光束，稳定投射在所述空间光调制器的相位调制平面上以形成所述扫描镜的完整视场；
96.步骤s20，通过所述棱镜阵列对经过所述4f系统的扫射光束进行偏折以针对所述完整视场进行分割得到各分割视场；
97.步骤s30，针对所述完整视场和/或者各所述分割视场进行扫描。
98.在本实施例中，激光雷达系统在通过激光器输出扫描光束之后，该扫描镜即将该激光器输出的扫描光束进行角度偏转后，依次经过4f系统的第一透镜、棱镜阵列和该4f系统的第二透镜投射到空间光调制器的相位调制平面上进行扫描成像。并且，激光雷达系统通过棱镜阵列对扫描镜进行角度偏转出射的不同角度范围的扫描光束产生不同的偏折，如此，使得视场内不同子视场的光线稳定分布在空间光调制器的相位调制平面上，且不同子视场各自覆盖该空间光调制器的不同像素。如此，激光雷达系统即可同步或者异步的针对空间光调制器的进行相位调制形成完整视场和由棱镜阵列偏折光线以对该完整视场进行分割得到的各个子视场进行扫描。
99.进一步地，在一些可行的实施例中，上述的步骤s30，具体可以包括：
100.步骤s301，通过所述扫描镜遍历所述完整视场以针对所述完整视场进行粗扫描；
101.步骤s302，通过所述空间光调制器针对各所述分割视场进行独立的精细扫描。
102.在本实施例中，激光雷达系统通过扫描镜进行快速的视场遍历以进行粗略扫描。此外，由于棱镜阵列对扫描光束进行光线偏折能够针对扫描镜的整个视场进行分割形成多个子视场，从而，激光雷达系统即可在针对扫描镜的完整视场进行快速遍历扫描的同时或者之后，进一步通过空间光调制器针对该子视场进行精细的roi扫描。
103.进一步地，在一些可行的实施例中，本发明激光雷达系统的扫描方法，还可以包括：
104.步骤s40，控制所述扫描镜进行摆动以调整所述完整视场的视场范围。
105.在本实施例中，激光雷达系统在针对上述扫描镜的完整视场进行遍历扫描时，还可以通过控制该扫描镜在一定幅度内进行摆动以令激光器输出的扫描光束偏转不同的角度，从而，针对上述扫描镜的完整视场的视场范围进行调整，以进行更大角度范围的视场扫描。
106.进一步地，在一些可行的实施例中，激光雷达系统还包括：起偏器，在上述通过所
述4f系统将所述扫描镜反射的扫描光束的步骤之前，本发明激光雷达系统的扫描方法，还可以包括：
107.通过所述起偏器将所述扫描光束处理为线偏振光；
108.通过所述扫描镜反射成为线偏振光的扫描光束。
109.在本实施例中，激光雷达系统还在输出扫描光束的激光器与针对该扫描光束进行角度偏转的扫描镜之间，设置有用于针对该扫描光束进行处理以令该扫描光束成为线偏振光的起偏器。如此，激光雷达系统即可通过该起偏器针对激光器输出的扫描光束进行起偏以令该扫描光束成为线偏振光，之后，即通过上述的扫描镜进一步将成为线偏振光的扫描光束进行角度偏转后反射至空间光调制器的相位调制平面上。
110.进一步地，在一些可行的实施例中，激光雷达系统还包括：准直透镜，在上述通过所述起偏器将所述扫描光束处理为线偏振光的步骤之前，本发明激光雷达系统的扫描方法，还可以包括：
111.通过所述准直透镜针对所述扫描光束进行准直；
112.在本实施例中，本发明实施例提供的激光雷达系统还在输出扫描光束的激光器与起偏器之间，设置有用于针对该扫描光束进行准直处理的准直透镜。从而，激光雷达系统的激光器输出的扫描光束将首先经过准直透镜进行准直成为平行光。
113.基于此，上述通过所述起偏器将所述扫描光束处理为线偏振光的步骤，具体可以包括：
114.将经过准直的扫描光束通过所述起偏器以处理为线偏振光。
115.在本实施例中，激光雷达系统的激光器输出的扫描光束在经过准直透镜成为平行光之后，进一步通过起偏器进行起偏已成为线偏振光。如此，扫描镜即进一步将成为线偏振光的扫描光束进行角度偏转后反射至空间光调制器的相位调制平面上。
116.在本实施例中，激光雷达系统的激光器输出的扫描光束经过准直透镜准直后通过起偏器成为线偏振光，之后，扫描镜即进一步将成为线偏振光的扫描光束进行角度偏转，然后经过4f系统中的第一透镜聚焦至棱镜阵列，由该棱镜阵列对扫描光束进行光线偏折后经过4f系统中的第二个透镜再次准直为平行光进入空间光调制器，最后稳定投射在该空间光调制器的相位调制平面上的扫描光束在经过调制后即可出射进入目标视场。此时，激光雷达系统即可通过扫描镜进行快速的视场遍历以进行粗略扫描。由于棱镜阵列对扫描光束进行光线偏折能够针对扫描镜的整个视场进行分割形成多个子视场，因此，与此同时或在此之后，相控阵激光雷达系统即可进一步通过空间光调制器针对该子视场进行精细的扫描。
117.如此，本发明通过在相控阵激光雷达中的扫描镜进行摆动以调整扫描光束的偏转角度即可扩大相控阵激光雷达基于空间光调制器进行扫描的视场，并且，本发明通过棱镜阵列扫描镜整个视场内不同角度范围的光线偏折不同的角度来实现对扫描视场的分割，将不同角度范围的子视场光束偏折至空间光调制器上不同位置，有效地的避免了空间光调制器的像素浪费进而能够对扫描镜整个视场快速进行粗略扫描和针对视场中的多个目标成像进行近同时的精细扫描，有效地提升了相控阵激光雷达的扫描效率。
118.此外，本发明通过采用4f系统以确保了扫描光束在空间光调制器上的稳定性，使空间光调制器相位调制图样不需随扫描光斑移动而更新，降低了对空间光调制器的更新速度的要求，系统通过扫描镜的整体视场遍历速度不受空间光调制器刷新速度的制约。
119.进一步地，本发明实施例还提出一种激光雷达系统的扫描装置。
120.请参照图7，本发明激光雷达系统的扫描装置应用于如上所述的激光雷达系统，本发明激光雷达系统的扫描装置包括：
121.光线控制模块10，用于通过所述4f系统将所述扫描镜反射的扫描光束，稳定投射在所述空间光调制器的相位调制平面上以形成所述扫描镜的完整视场；
122.视场分割模块20，用于通过所述棱镜阵列对经过所述4f系统的扫射光束进行偏折以针对所述完整视场进行分割得到各分割视场；
123.视场扫描模块30，用于针对所述完整视场和/或者各所述分割视场进行扫描。
124.在一种可行的实施方式中，视场扫描模块30，包括：
125.粗略扫描单元，用于通过所述扫描镜遍历所述完整视场以针对所述完整视场进行粗扫描；
126.精细扫描单元，用于通过所述空间光调制器针对各所述分割视场进行独立的精细扫描。
127.在一种可行的实施方式中，所述激光雷达系统还包括：起偏器，本发明激光雷达系统的扫描装置光线控制模块10，还用于：
128.通过所述起偏器将所述扫描光束处理为线偏振光；以及，通过所述扫描镜反射成为线偏振光的扫描光束。
129.在一种可行的实施方式中，所述激光雷达系统还包括：准直透镜，本发明激光雷达系统的扫描装置光线控制模块10，还用于：
130.通过所述准直透镜针对所述扫描光束进行准直；以及，将经过准直的扫描光束通过所述起偏器以处理为线偏振光。
131.在一种可行的实施方式中，本发明激光雷达系统的扫描装置光线控制模块10，还用于：
132.控制所述扫描镜进行摆动以调整所述完整视场的视场范围。
133.本发明激光雷达系统的扫描装置的具体实施方式的拓展内容与上述激光雷达系统的扫描方法各实施例基本相同，在此不做赘述。
134.此外，本发明实施例还提出一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有激光雷达系统的扫描程序，所述激光雷达系统的扫描程序被处理器执行时实现如下所述的激光雷达系统的扫描方法的步骤。
135.本发明计算机存储介质的具体实施方式的拓展内容与上述激光雷达系统的扫描方法各实施例基本相同，此处不再赘述。
136.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
137.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
138.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下
前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
139.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。