反射单元结构、器件、控制方法及相关设备与流程

文档序号:32760626发布日期:2022-12-31 09:45阅读:23来源:国知局
反射单元结构、器件、控制方法及相关设备与流程

1.本技术涉及探测技术领域,尤其涉及一种反射单元结构、器件、控制方法及相关设备。


背景技术:

2.目前,波束控制已经在雷达技术中实现了广泛应用,而最近出现的光检测以及测距技术已经在之前雷达技术的基础上得到广泛地发展。传统的lidar(light detection and ranging)技术利用激光源照射目标物体,通过检测反射光脉冲束的返回时间,即飞行时间,从而计算物体的距离。该技术已经应用在地面、飞机以及太空等设备,用于感知周围环境。地面lidar技术起初只是用来简单测量,现在已经在各种先进设备中得到重要应用,如自动驾驶、人工智能机器人等,还应用在消费电子产品中,例如智能手机、平板电脑以及室内移动捕获传感器、ar(augmented reality,增强现实)和vr(virtual reality,虚拟现实)显示等。
3.然而,现有的雷达发射光束的扫描范围通常固定不变,难以根据探测需求范围的大小做调整,因此雷达的应用范围受到限制。


技术实现要素:

4.本技术实施例提供一种反射单元结构、器件、控制方法及相关设备,能够控制调节雷达发射光束的扫描范围,扩大雷达的应用范围。
5.本技术实施例的第一方面,提供一种反射单元结构,包括:
6.材料腔,容纳有液晶材料;
7.低电平驱动结构;
8.高电平驱动结构;
9.所述高电平驱动结构和所述低电平驱动结构均设置于所述材料腔的外壁表面,所述高电平驱动结构与所述低电平驱动结构形成的电场经过至少部分所述液晶材料。
10.在一些实施方式中,所述高电平驱动结构和所述低电平驱动结构关于所述材料腔相对设置。
11.在一些实施方式中,所述高电平驱动结构的数量为至少两个,不同所述高电平驱动结构之间相互绝缘;和/或,
12.所述低电平驱动结构的数量为至少两个。
13.在一些实施方式中,至少两个所述低电平驱动结构之间相互电连接。
14.在一些实施方式中,所述高电平驱动结构包括第一液晶驱动电极、第一悬浮动子和高电平信号电极,所述第一液晶驱动电极设置于所述材料腔的外壁表面,所述第一悬浮动子的一端与所述第一液晶驱动电极固定电连接,所述第一悬浮动子的另一端与所述高电平信号电极活动电连接,不同所述第一液晶驱动电极之间相互绝缘;
15.所述低电平驱动结构包括第二液晶驱动电极、第二悬浮动子和低电平信号电极,
所述第二液晶驱动电极设置于所述材料腔的外壁表面,所述第二悬浮动子的一端与所述第二液晶驱动电极固定电连接,所述第二悬浮动子的另一端与所述低电平信号电极活动电连接,不同所述第二液晶驱动电极之间相互绝缘。
16.在一些实施方式中,所述第一悬浮动子的另一端与所述高电平信号电极通过静电吸附电连接;
17.所述第二悬浮动子的另一端与所述低电平信号电极通过静电吸附电连接。
18.在一些实施方式中,不同所述高电平信号电极之间相互绝缘;和/或,
19.不同所述低电平信号电极之间相互绝缘;或,
20.至少两个所述低电平信号电极为一体式结构电极,所述一体式结构电极的形状与所述材料腔的外壁相匹配。
21.在一些实施方式中,所述反射单元结构,还包括:
22.至少两个开关结构,所述开关结构分别与所述高电平驱动结构和所述低电平驱动结构电连接;
23.所述开关结构用于在开启的情况下向电连接的所述高电平驱动结构传输高电平信号,以及向电连接的所述低电平驱动结构传输低电平信号。
24.在一些实施方式中,所述开关结构包括晶体管,所述晶体管的源极与所述高电平驱动结构电连接,所述晶体管的漏极与所述低电平驱动结构电连接。
25.在一些实施方式中,所述高电平驱动结构和所述低电平驱动结构均设置于所述材料腔的至少一端的外壁;
26.设置有所述高电平驱动结构和所述低电平驱动结构的所述材料腔的一端的端面用于作为波束反射面,所述波束反射面用于将入射的波束反射至目标探测区域;
27.所述波束反射面的形状包括圆形或多边形。
28.本技术实施例的第二方面,提供一种反射波束可重构器件,包括:
29.多个如第一方面所述的反射单元结构,多个所述反射单元结构呈阵列排布。
30.在一些实施方式中,多个所述反射单元结构的波束反射面属于同一个平面。
31.本技术实施例的第三方面,提供一种反射波束可重构器件的控制方法,应用于如第二方面所述的反射波束可重构器件,所述控制方法包括:
32.根据驱动指令,控制反射单元结构的目标高电平驱动结构与目标低电平驱动结构之间形成电场,以控制所述电场经过的所述液晶材料的折射率;
33.控制发射波束,以使所述波束在所述反射单元结构形成的阵列反射面上反射,进行探测。
34.在一些实施方式中,所述根据驱动指令,控制反射单元结构的所述目标高电平驱动结构与所述目标低电平驱动结构之间形成电场,包括:
35.根据所述驱动指令,对所述反射单元结构的所述目标高电平驱动结构施加高电平信号,以及对所述反射单元结构的所述目标低电平驱动结构施加低电平信号,以控制所述目标高电平驱动结构与所述目标低电平驱动结构之间形成所述电场;
36.所述控制方法,还包括:
37.根据所述驱动指令,调节所述高电平信号和/或调节所述低电平信号,以调节所述电场经过的所述液晶材料的折射率。
38.在一些实施方式中,所述根据所述驱动指令,对所述反射单元结构的所述目标高电平驱动结构施加高电平信号,以及对所述反射单元结构的所述目标低电平驱动结构施加低电平信号之前,还包括:
39.根据波束的目标探测扫描角度范围,确定所述反射单元结构的所述液晶材料的折射率调节区域,以及确定所述折射率调节区域的目标折射率范围,其中,所述折射率调节区域的两端分别对应所述目标高电平驱动结构和所述目标低电平驱动结构;
40.根据所述目标折射率范围,确定所述高电平信号和所述低电平信号的数值范围;
41.根据所述折射率调节区域、所述高电平信号和所述低电平信号的数值范围,生成所述驱动指令。
42.在一些实施方式中,所述根据所述驱动指令,对所述反射单元结构的所述目标高电平驱动结构施加高电平信号,以及对所述反射单元结构的所述目标低电平驱动结构施加低电平信号之前,还包括:
43.根据所述目标折射率范围和所述折射率调节区域,确定所述高电平信号和所述低电平信号的信号时序;
44.根据所述折射率调节区域、所述高电平信号和所述低电平信号的数值范围以及所述信号时序,生成所述驱动指令。
45.在一些实施方式中,所述信号时序包括单个所述目标高电平驱动结构的所述高电平信号的时序和单个所述目标低电平驱动结构的所述低电平信号的时序;和/或,
46.所述信号时序包括至少两个所述目标高电平驱动结构的所述高电平信号的时序和至少两个所述目标低电平驱动结构的所述低电平信号的时序。
47.本技术实施例的第四方面,提供一种控制器,包括:
48.存储器,所述存储器中存储有计算机程序;
49.处理器,所述处理器用于执行所述计算机程序时实现如第三方面所述的反射波束可重构器件的控制方法。
50.本技术实施例的第五方面,提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如第三方面所述的反射波束可重构器件的控制方法。
51.本技术实施例的第六方面,提供一种探测设备,包括:
52.如第二方面所述的反射波束可重构器件;和/或,
53.如第四方面所述的控制器,所述控制器与所述反射波束可重构器件连接。
54.本技术实施例提供的反射单元结构,在材料腔的外壁上设置有高电平驱动结构和低电平驱动结构,高电平驱动结构与低电平驱动结构形成的电场经过至少部分液晶材料。电场经过的液晶材料所在的区域形成折射率调节区域,在高电平信号和低电平信号的驱动作用下,折射率调节区域的液晶分子会发生旋转,旋转后的液晶分子的状态会使得折射率调节区域的液晶材料的整体体现的折射率发生变化。由于高电平驱动结构之间互相绝缘,因此,可以通过高电平驱动结构和低电平驱动结构对于材料腔内的液晶材料进行分区域的折射率调节。不同区域的相同或不同的折射率可以实现对于波束的不同反射角度的控制,进而可以实现波束反射单元对于波束的反射角度的控制调节,最终可以实现对于波束的扫描角度范围的控制调节,进而扩大雷达的应用范围。
附图说明
55.图1为本技术实施例提供的一种反射单元结构的示意性结构图;
56.图2为本技术实施例提供的另一种反射单元结构的示意性结构图;
57.图3为本技术实施例提供的一种液晶旋转示意图;
58.图4为本技术实施例提供的另一种反射单元结构的示意性结构图;
59.图5为本技术实施例提供的又一种反射单元结构的示意性结构图;
60.图6为本技术实施例提供的再一种反射单元结构的示意性结构图;
61.图7为本技术实施例提供的一种反射波束可重构器件的示意性结构图;
62.图8为本技术实施例提供的一种反射波束可重构器件的波束反射示意图;
63.图9为本技术实施例提供的一种反射波束可重构器件的液晶材料的折射率调节区域示意图;
64.图10为本技术实施例提供的一种反射波束可重构器件的折射率调节区域对应的波束扫描图;
65.图11为本技术实施例提供的另一种反射波束可重构器件的液晶材料的折射率调节区域示意图;
66.图12为本技术实施例提供的另一种反射波束可重构器件的折射率调节区域对应的波束扫描图;
67.图13为本技术实施例提供的又一种反射波束可重构器件的液晶材料的折射率调节区域示意图;
68.图14为本技术实施例提供的又一种反射波束可重构器件的折射率调节区域对应的波束扫描图;
69.图15为本技术实施例提供的另一种反射波束可重构器件的波束反射示意图;
70.图16为本技术实施例提供的一种反射波束可重构器件的控制方法的示意性流程图;
71.图17为本技术实施例提供的一种控制器的示意性结构框图;
72.图18为本技术实施例提供的一种计算机可读存储介质的示意性结构框图;
73.图19为本技术实施例提供的一种探测设备的示意性结构框图。
具体实施方式
74.为了更好的理解本说明书实施例提供的技术方案,下面通过附图以及具体实施例对本说明书实施例的技术方案做详细的说明,应当理解本说明书实施例以及实施例中的具体特征是对本说明书实施例技术方案的详细的说明,而不是对本说明书技术方案的限定,在不冲突的情况下,本说明书实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
75.在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,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、物品或者设备不仅包括那些要素,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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句

包括一个......

限定的要素,并不排除在包括所述要
素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语

两个以上

包括两个或大于两个的情况。
76.目前,波束控制已经在雷达技术中实现了广泛应用,而最近出现的光检测以及测距技术已经在之前雷达技术的基础上得到广泛地发展。传统的lidar技术利用激光源照射目标物体,通过检测反射光脉冲束的返回时间,即飞行时间,从而计算物体的距离。该技术已经应用在地面、飞机以及太空等设备,用于感知周围环境。地面lidar技术起初只是用来简单测量,现在已经在各种先进设备中得到重要应用,如自动驾驶、人工智能机器人等,还应用在消费电子产品中,例如智能手机、平板电脑以及室内移动捕获传感器、ar和vr显示等。然而,现有的雷达发射光束的扫描范围通常固定不变,难以根据探测需求范围的大小做调整,因此雷达的应用范围受到限制。
77.有鉴于此,本技术实施例提供一种反射单元结构、阵列结构、控制方法及相关设备,能够控制调节雷达发射光束的扫描范围,扩大雷达的应用范围。
78.本技术实施例的第一方面,提供一种反射单元结构,图1为本技术实施例提供的一种反射单元结构的示意性结构图。如图1所示,反射单元结构,包括:材料腔100、高电平驱动结构200和低电平驱动结构300。材料腔100容纳有液晶材料110,不同高电平驱动结构200之间相互绝缘,高电平驱动结构200和低电平驱动结构300均设置于材料腔100的外壁表面,高电平驱动结构200与任电平驱动结构300形成的电场经过至少部分液晶材料110。高电平驱动结构200可以用于接收高电平信号,低电平驱动结构300可以用于接收低电平信号,分别在高电平信号和低电平信号的驱动作用下,接收到信号的高电平驱动结构200和低电平驱动结构300之间可以形成电场,电场经过的液晶材料110所在的区域形成折射率调节区域101。在高电平信号和低电平信号的驱动作用下,折射率调节区域101的液晶分子会发生旋转,旋转后的液晶分子的状态会使得折射率调节区域101的液晶材料110的整体体现的折射率发生变化。由于高电平驱动结构200之间互相绝缘,因此,可以通过高电平驱动结构200和低电平驱动结构300对于材料腔100内的液晶材料110进行分区域的折射率调节。示例性的,以反射单元结构应用于雷达探测设备为例,反射单元结构可以用于反射雷达波束,进行雷达探测的扫描。不同区域的相同或不同的折射率可以实现对于雷达光束的不同反射角度的控制,进而可以实现波束反射单元对于雷达光束的反射角度的控制调节,最终可以实现对于波束的扫描角度范围的控制调节。
79.需要说明的是,本技术实施例提供的波束反射单元结构还可以应用在其他波束探测或其他波束利用的场景,可以不局限于雷达探测。
80.示例性的,图1所示的高电平驱动结构200分布于材料腔100的一侧,低电平驱动结构300分布于材料腔100的另一侧,高电平驱动结构200所在的一侧与低电平驱动结构300所在的一侧是相对的。在一些实施方式中,高电平驱动结构200与低电平驱动结构300可以交替间隔排列,只要可以满足高电平驱动结构200与低电平驱动结构300在信号驱动下形成的电场能够经过有液晶材料的区域,既可以是实现对于液晶材料折射率的控制和调节,进而能够对的扫描角度范围进行控制和调节。
81.需要说明的是,本技术实施例提供的高电平信号的数值大于低电平信号的数值,低电平信号可以是负值电压或小于高电平信号的正值电压,本技术实施例不作具体限定。图1所示的高电平驱动结构200和低电平驱动结构300的数量和排列方式只是示意性的,不
作为本技术的实施方式。材料腔100可以是密封结构,可以将液晶材料密封在腔体内。
82.本技术实施例提供的反射单元结构,在材料腔100的外壁上设置有高电平驱动结构200和低电平驱动结构300,高电平驱动结构200与低电平驱动结构300形成的电场经过至少部分液晶材料110。电场经过的液晶材料110所在的区域形成折射率调节区域101,在高电平信号和低电平信号的驱动作用下,折射率调节区域的液晶分子会发生旋转,旋转后的液晶分子的状态会使得折射率调节区域的液晶材料的整体体现的折射率发生变化。由于高电平驱动结构200之间互相绝缘,因此,可以通过高电平驱动结构200和低电平驱动结构300对于材料腔100内的液晶材料110进行分区域的折射率调节。不同区域的相同或不同的折射率可以实现对于雷达光束的不同反射角度的控制,进而可以实现波束反射单元对于光束的反射角度的控制调节,最终可以实现对于波束的扫描角度范围的控制调节,进而扩大雷达的应用范围。
83.在一些实施方式中,高电平驱动结构200和低电平驱动结构300均设置于材料腔100的至少一端的外壁;设置有高电平驱动结构200和低电平驱动结构300的材料腔100的一端的端面用于作为波束反射面,波束反射面用于将入射的雷达波束反射至目标探测区域,雷达波束被反射至目标探测区域,可以对目标探测区域进行雷达光束扫描,以进行雷达探测,可以通过接收目标探测区域的反射光束的接收和分析来实现雷达探测。
84.示例性的,如图1所示,波束反射面的形状为圆形。高电平驱动结构200和低电平驱动结构300设置在圆周上。
85.示例性的,图2为本技术实施例提供的另一种反射单元结构的示意性结构图。如图2所示,波束反射面的形状为矩形,高电平驱动结构200和低电平驱动结构300设置在矩形的边缘。
86.需要说明的是,图1和图2所示的波束反射面的形状只是示意性的,不作为本技术实施例的具体限定。
87.在一些实施方式中,参考图1和图2所示,高电平驱动结构200和低电平驱动结构300关于材料腔100相对设置。相对设置的高电平驱动结构200和低电平驱动结构300,可以得到长度较长的折射率调节区域101,避免出现较短的折射率调节区域101,可以更好的为波束反射面提供折射率调节有效范围。
88.示例性的,图3为本技术实施例提供的一种液晶旋转示意图。如图3所示,液晶材料中的液晶分子111在未被施加电场的情况下,即无电场经过的情况下,液晶分子111的状态为长轴方向竖直排列,即处于第一状态r1。在有电场经过,在电场作用下,液晶分子111的长轴由竖直旋转至水平方向,即液晶分子状态处于第二状态r2。在不同的电场强度作用下,液晶分子111的旋转状态还可以处于第一状态r1和第二状态r2之间,本技术实施例不作具体限定。通过高电平信号和低电平信号形成的电场,对液晶分子的旋转进行驱动,可以实现液晶材料的折射率的调节。液晶分子111在第一状态r1对应的折射率与第二状态r2对应的折射率不同,第二状态r2对应的折射率相对第一状态r1对应的折射率更大,即施加电场,可以提高对应区域液晶材料的折射率,折射率的不同可以改变入射在表面的雷达波束的反射角度,进而调节扫描范围。
89.在一些实施方式中,图4为本技术实施例提供的另一种反射单元结构的示意性结构图。如图4所示,高电平驱动结构200包括第一液晶驱动电极210、第一悬浮动子220和高电
平信号电极230,第一液晶驱动电极210设置于材料腔100的外壁表面,第一悬浮动子220的一端与第一液晶驱动电极210固定电连接,第一悬浮动子220的另一端与高电平信号电极230活动电连接,不同第一液晶驱动电极210之间相互绝缘。低电平驱动结构300包括第二液晶驱动电极310、第二悬浮动子320和低电平信号电极330,第二液晶驱动电极310设置于材料腔100的外壁表面,第二悬浮动子320的一端与第二液晶驱动电极310固定电连接,第二悬浮动子320的另一端与低电平信号电极330活动电连接,不同第二液晶驱动电极310之间相互绝缘。如图4所示,所有低电平信号电极330为一体式结构电极,低电平信号电极330用于接收低电平信号,低电平信号通过第二悬浮动子320传输至第二液晶驱动电极310。由于低电平信号通常可以是较小的电压信号,则可以将所有低电平信号电极330连接在一起。可以通过第二悬浮动子320与第二液晶驱动电极310的连接来控制第二液晶驱动电极310对于低电平信号的接收。通常可以对不同高电平信号电极230施加不同数值的高电平信号,因此高电平信号电极230之间互相绝缘,利于区分不同高电平信号对于不同区域液晶材料的驱动。
90.示例性的,如图4所示,一体式结构电极的形状与材料腔100的外壁相匹配,可以节省反射单元结构中电极占用的空间面积,便于将反射单元结构阵列化排列得到阵列结构。
91.示例性的,图5为本技术实施例提供的又一种反射单元结构的示意性结构图。如图5所示,低电平信号电极330之间互相绝缘,示例性的,低电平信号可以包括-15v、-10v、-5v和0v等,可以实现不同的高低电平压差,得到不同的电场,驱动液晶分子不同的旋转状态,则需要不同低电平信号电极330独立接收信号。
92.在一些实施方式中,第一悬浮动子220的另一端与高电平信号电极230通过静电吸附电连接,在高电平信号电极230接入高电平信号的情况下,通电会产生静电,静电会吸附距离最近的第一悬浮动子220,形成电连接,通常属于同一个高电平驱动结构的第一悬浮动子220与高电平信号电极230距离最近,第一液晶驱动电极210通过静电吸附在一起的第一悬浮动子220分与高电平信号电极230接收到高电平信号。
93.在一些实施方式中,第二悬浮动子320的另一端与低电平信号电极330通过静电吸附电连接。在低电平信号电极330接入低电平信号的情况下,在低电平信号的作用下会产生静电吸附,使得第二悬浮动子320与低电平信号电极静电吸附在一起,形成电连接,使得与第二悬浮动子320电连接的第二液晶驱动电极310接入低电平信号。
94.示例性的,图6为本技术实施例提供的再一种反射单元结构的示意性结构图。如图6所示,折射率调节区域101一端的第一悬浮动子220与对应的高电平信号电极230静电吸附电连接,另一端的第二悬浮动子320与对应的低电平信号电极330静电吸附电连接,在高电平信号和低电平信号驱动下形成的电场作用于折射率调节区域101,使得折射率调节区域101内的液晶分子发生旋转状态的变化,进而改变折射率调节区域101的折射率。通过调节折射率调节区域101的折射率以及控制不同区域的折射率,可以使得入射在折射率调节区域101的雷达波束的反射角度发生变化,进而可以实现控制雷达波束的反射扫描角度范围。
95.在一些实施方式中,高电平驱动结构200的数量可以是至少两个,至少两个高电平驱动结构200之间互相绝缘。低电平驱动结构300的数量也可以是至少两个。
96.在一些实施方式中,至少两个低电平驱动结构之间相互电连接,两个或两个以上的低电平驱动结构相互电连接,可以增大低电平信号的施加面积,可以调整折射率调节区域101的区域面积。
97.在一些实施方式中,本技术实施例提供的反射单元结构,还包括:至少两个开关结构,开关结构分别与高电平驱动结构200和低电平驱动结构300电连接;开关结构用于在开启的情况下向电连接的高电平驱动结构200传输高电平信号,以及向电连接的低电平驱动结构300传输低电平信号。
98.示例性的,开关结构可以包括晶体管,晶体管的源极与高电平驱动结构200电连接,晶体管的漏极与低电平驱动结构300电连接。晶体管的栅极可以接入控制信号,控制信号可以控制晶体管的开启或关闭。通常漏极可以接入较小的电压,即低电平,源极可以接入高电平,利用晶体管的源极和漏极的导通,可以驱动一对高电平驱动结构200和低电平驱动结构300之间形成电压差,使得该高电平驱动结构200和低电平驱动结构300之间形成电场。晶体管的开启和关闭可以实现精准控制,响应速度较快,不存在较长时间的控制延迟,可以提高反射单元结构的控制有效响应效率。晶体管工艺成熟,成本较低,容易制备,可靠性较高,结构简单。
99.需要说明的是,晶体管可以是非晶硅tft(薄膜晶体管)、多晶硅tft或氧化物半导体tft,本技术实施例不作具体限定。
100.本技术实施例的第二方面,提供一种反射波束可重构器件,图7为本技术实施例提供的一种反射波束可重构器件的示意性结构图。如图7所示,本技术实施例提供的反射波束可重构器件2000,包括:多个如第一方面所述的反射单元结构1000,多个反射单元结构1000呈阵列排布。
101.在反射波束可重构器件中,多个反射单元结构1000的波束反射面属于同一个平面,可以构成阵列反射面,用于反射雷达波束。示例性的,图8为本技术实施例提供的一种反射波束可重构器件的雷达波束反射示意图。如图8所示,雷达波束l入射至波束反射面构成的阵列反射面上反射出去,由于波束反射面在不同区域的液晶分子旋转状态的变化具有不同折射率,反射光束的反射角度会被改变,则可以实现反射光束在一定角度范围内的扫描,可以用于雷达探测。
102.示例性的,图9为本技术实施例提供的一种反射波束可重构器件的液晶材料的折射率调节区域示意图。图10为本技术实施例提供的一种反射波束可重构器件的折射率调节区域对应的雷达波束扫描图。需要说明的是,图10示意的扫描图是截取三个不同位置的雷达波束的反射光线的能量分布。
103.示例性的,图11为本技术实施例提供的另一种反射波束可重构器件的液晶材料的折射率调节区域示意图。图12为本技术实施例提供的另一种反射波束可重构器件的折射率调节区域对应的雷达波束扫描图。需要说明的是,图12示意的扫描图是截取三个不同位置的雷达波束的反射光线的能量分布。
104.示例性的,图13为本技术实施例提供的又一种反射波束可重构器件的液晶材料的折射率调节区域示意图。图14为本技术实施例提供的又一种反射波束可重构器件的折射率调节区域对应的雷达波束扫描图。需要说明的是,图14示意的扫描图是截取五个不同位置的雷达波束的反射光线的能量分布。
105.需要说明的是,图9和图11所示的液晶反射单元结构中的折射率调节区域是局部区域,图13所示的液晶反射单元结构中的折射率调节区域是整个波束反射面,即图13所示的反射波束可重构器件的反射单元结构的所有区域液晶材料均被驱动旋转,所有区域折射
率均被调整。图9和图11所示的折射率调节区域位置不同,则图10和图12所示的雷达波束的反射光线能量分布不同,代表的是反射的雷达波束的扫描角度范围不同,图14所示的雷达波束的反射光线的能量分布代表的是更大的扫描范围。由此可知,通过驱动不同的液晶材料区域对应的高电平驱动结构200和低电平驱动结构300,可以实现对对应区域的液晶材料的折射率的调节,进而实现对于反射波束可重构器件的反射角度的调整,可以通过这种方式,使得反射波束可重构器件的扫描角度范围变得灵活可调,且可调范围较大。相对于现有技术通过机械传动方式控制出射雷达波束的角度变化来调节反射扫描角度的变化,或者相对于现有无法改变扫描角度的雷达波束反射阵列,本技术实施例提供的反射波束可重构器件,能够通过电信号驱动自定义折射率调节区域,进而实现雷达波束的反射扫描角度范围的可调,进一步扩大反射波束可重构器件的应用范围。
106.示例性的,图15为本技术实施例提供的另一种反射波束可重构器件的雷达波束反射示意图。如图15所示,发射的雷达波束l经过波束反射面的反射进行目标探测区域的扫描,反射波束可重构器件同样可以接收探测物的反射光线,例如,可以接受第一探测反射光束l1、第二探测反射光束l2和第三探测反射光束l3,l1、l2和l3经过反射再次回到雷达系统的接收设备,可以完成雷达探测过程。
107.本技术实施例的第三方面,提供一种反射波束可重构器件的控制方法,应用于如第二方面所述的反射波束可重构器件,图16为本技术实施例提供的一种反射波束可重构器件的控制方法的示意性流程图。如图16所示,所述控制方法包括:
108.s401:根据驱动指令,控制反射单元结构的目标高电平驱动结构与目标低电平驱动结构之间形成电场,以控制电场经过的液晶材料的折射率。
109.需要说明的是,根据折射率调节区域的范围需要,目标高电平驱动结构的数量和目标低电平驱动结构的数量可以是一个,也可以是多个,本技术实施例不作具体限定。
110.步骤s401,可以包括:
111.根据驱动指令,对反射单元结构的目标高电平驱动结构施加高电平信号,以及对反射单元结构的目标低电平驱动结构施加低电平信号,以控制目标高电平驱动结构与目标低电平驱动结构之间形成电场。电场经过的液晶材料所在区域则为折射率调节区域。
112.控制方法,还可以包括:
113.根据驱动指令,调节高电平信号和/或调节低电平信号,以调节电场经过的液晶材料的折射率。
114.需要说明的是,高电平信号和低电平信号的大小决定了形成电场的电场强度,电场强度能够控制经过的液晶材料的旋转状态,进而可以控制折射率调节区域的折射率大小,通过调节高电平信号和低电平信号可以调节折射率的大小。
115.根据驱动指令,对反射单元结构的目标高电平驱动结构施加高电平信号,以及对反射单元结构的目标低电平驱动结构施加低电平信号之前,还可以包括:
116.根据波束的目标探测扫描角度范围,确定反射单元结构的液晶材料的折射率调节区域,以及确定折射率调节区域的目标折射率范围,其中,折射率调节区域的两端分别对应目标高电平驱动结构和所述目标低电平驱动结构;
117.根据目标折射率范围,确定高电平信号和低电平信号的数值范围;
118.根据折射率调节区域、高电平信号和低电平信号的数值范围,生成驱动指令。
119.本技术实施例,可以通过反推的方式,通过已知的目标探测扫描角度范围的,推算折射率调节区域的位置以及目标折射率范围,进一步可以得到目标高电平驱动结构的位置和低电平驱动结构的位置,以及可以确定高电平信号和低电平信号的数值范围。基于得到的折射率调节区域、高电平信号和低电平信号的数值范围,可以得到驱动指令的控制指令序列。
120.在一些实施方式中,可以根据目标折射率范围和折射率调节区域,确定高电平信号和低电平信号的信号时序;
121.根据折射率调节区域、高电平信号和低电平信号的数值范围以及信号时序,生成驱动指令。
122.需要说明的是,信号时序包括单个目标高电平驱动结构的高电平信号的时序和单个目标低电平驱动结构的低电平信号的时序,即每个高电平驱动结构接收到的高电平信号具有信号时序,单个高电平驱动结构的信号时序可以控制对应折射率调节区域的折射率变化,调节信号时序可以起到调节折射率变化的作用,进而可以起到调节扫描角度的作用。同理,单个低电平驱动结构的信号时序也可以控制扫描角度,具体的是低电平信号与高电平信号的信号差值决定电场强度,进而决定折射率和扫描角度。
123.在一些实施例中,信号时序可以包括至少两个目标高电平驱动结构的高电平信号的时序和至少两个目标低电平驱动结构的低电平信号的时序。即信号时序可以包括两个或两个以上的驱动结构之间的信号时序,即每个驱动结构具有对应的信号时序,不同驱动结构之间的信号时序的调节,可以实现折射率调节区域的切换控制。在同一个扫描探测过程中,可以通过控制不同驱动结构的信号时序,控制形成不同的折射率调节区域,并且通过不同驱动结构的时序控制,可以控制不同折射率调节区域之间的切换、合并或拆分等,可以实现不同扫描角度的动态调整。
124.需要说明的是,驱动结构包括高电平驱动结构和低电平驱动结构,信号时序包括低电平信号的时序和高电平信号的时序。
125.示例性的,在空间坐标系中有x轴、y轴和z轴,例如,在设定的目标高电平驱动结构和目标低电平驱动结构驱动的折射率调节区域,可以实现雷达波束在x轴与z轴构成的平面上扫描,对于该折射率调节区域的折射率调节可以实现在x轴与z轴构成的平面上扫描不同角度范围的扫描,具体可以通过调节高电平信号和低电平信号的数值和时序来实现。在切换不同的目标高电平驱动结构和目标低电平驱动结构得到不同的折射率调节区域的情况下,例如,对应y轴与z轴构成平面的不同角度的扫描;还例如,在x轴与y轴组成平面上与y轴呈45
°
夹角方向与z轴构成的平面上的扫描范围等,只是示意性的,不作为本技术实施例的限定。因此,可以通过切换折射率调节区域以及调节高电平信号和电平信号,可以实现更多扫描角度的调整。
126.s402:控制发射波束,以使波束在反射单元结构形成的阵列反射面上反射,进行探测。
127.本技术实施例的第四方面,提供一种控制器,图17为本技术实施例提供的一种控制器的示意性结构框图。如图17所示,控制器包括:
128.存储器500,存储器500中存储有计算机程序;
129.处理器600,处理器600用于执行所述计算机程序时实现如第三方面所述的反射波
束可重构器件的控制方法。
130.本技术实施例的第五方面,提供一种计算机可读存储介质,图18为本技术实施例提供的一种计算机可读存储介质的示意性结构框图。如图18所示,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序700,计算机程序700被处理器执行时实现如第三方面所述的反射波束可重构器件的控制方法。
131.本技术实施例的第六方面,提供一种探测设备,图19为本技术实施例提供的一种探测设备的示意性结构框图。如图19所示,探测设备,包括:
132.如第二方面所述的反射波束可重构器件2000;如第四方面所述的控制器3000,控制器3000与反射波束可重构器件2000连接。控制器3000可以控制反射波束可重构器件2000的探测操作,两者可以是电连接,也可以是通信连接,本技术实施例不作具体限定。
133.需要说明的是,在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详细描述的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
134.本领域内的技术人员应明白,本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可读程序代码的计算机可读存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
135.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
136.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
137.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
138.本技术实施例还提供了一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括计算机软件指令,当计算机软件指令在处理设备上运行时,使得处理设备执行反射波束可重构器件的控制方法的流程。
139.计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本技术实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输,例如,计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线
(digital subscriber line,dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质,(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk,ssd))等。
140.所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
141.在本技术所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的设备,装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
142.作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
143.另外,在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
144.集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或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中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本技术各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory,rom)、随机存取存储器(random access memory,ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
145.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明,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技术各实施例技术方案的精神和范围。
146.尽管已描述了本说明书的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本说明书范围的所有变更和修改。
147.显然,本领域的技术人员可以对本说明书进行各种改动和变型而不脱离本说明书的精神和范围。这样,倘若本说明书的这些修改和变型属于本说明书权利要求及其等同技术的范围之内,则本说明书也意图包含这些改动和变型在内。
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