探测方法及装置

技术领域

本申请涉及激光探测技术领域，尤其涉及一种探测方法及装置。

背景技术

通常，激光雷达包括发射阵列、探测阵列和处理单元。其中，发射阵列用于发射激光束。若激光束遇到目标物体，则发生漫反射，形成回波信号。探测阵列用于接收回波信号。处理单元用于根据激光束和回波信号确定目标物体的空间位置。

对于发射阵列而言，发射阵列中单个发射器尺寸越大，该发射器的峰值功率越大，回波信号的功率越高，越有利于回波信号的探测。在发射阵列的发射器与探测阵列的探测器是一一对应的情况下，探测阵列的单个探测器尺寸相应增大。但是，探测阵列中单个探测器尺寸越大，激光雷达的分辨率越低，且环境光噪声相应增大，也就限制了激光雷达的信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)的提升。

发明内容

本申请实施例提供一种探测方法及装置，能够提高激光雷达的信噪比。

为达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种探测方法，该探测方法包括探测装置通过第一发射器发射第一激光束，之后，通过至少一个第一探测器接收第一回波信号。其中，至少一个第一探测器是至少一个第一接收单元的一个或多个探测器中的至少一个探测器，至少一个第一接收单元与第一发射器对应，第一回波信号包括第一激光束的反射信号。

也就是说，在第一发射器发射第一激光束之后，由第一探测器来接收第一回波信号，且第一探测器是第一接收单元中的至少一个探测器，而非第一接收单元中的全部探测器来接收第一回波信号。虽然，第一接收单元中接收噪声能量和第一回波信号的探测器数量同时降低，但由于噪声是随机分布的，且第一回波信号的能量集中于第一探测器的分布区域，所以，噪声能量的降低程度远大于第一回波信号的降低程度，如此，探测装置的信噪比得到提升。

在一种可能的设计中，至少一个第一接收单元与第一发射器对应，包括，第一发射器发射的第一激光束被至少一个第一接收单元中的至少一个第一探测器探测。

在一种可能的设计中，第一发射器的形状与至少一个第一接收单元所构成的形状相同，且尺寸相同。如此，即使探测装置的发射光学系统与接收光学系统在焦距上相等，也能够满足激光探测的需求。或者，第一发射器的形状与至少一个第一接收单元所构成的形状相同，且尺寸不同。如此，即使探测装置的发射光学系统与接收光学系统在焦距上不等，也能够满足激光探测的需求。

在一种可能的设计中，至少一个第一探测器的数量为至少两个，且至少两个第一探测器在探测阵列中是相邻的，如以某一探测器为中心的连续多个探测器。其中，探测阵列包括至少一个第一接收单元。

在一种可能的设计中，至少一个第一探测器的数量为1个。

在一种可能的设计中，至少一个第一探测器的数量小于至少一个第一接收单元中探测器的数量。也就是说，用于接收第一回波信号的探测器是第一接收单元中的一部分探测器，以提升探测装置的信噪比。

在一种可能的设计中，至少一个第一探测器的数量至少是根据环境光强度确定的。例如，在环境光较弱的情况下，处于工作状态且用于接收第一回波信号的第一探测器数量较少。在环境光较强的情况下，处于工作状态且用于接收第一回波信号的第一探测器数量较多，从而提高动态范围。

在一种可能的设计中，第一发射器属于发射阵列。本申请实施例探测方法还包括：探测装置通过第二发射器发射第二激光束，其中，第一发射器位于发射阵列的第N行，第二发射器位于发射阵列的第(N+1)行；或者第一发射器位于发射阵列的第M列，第二发射器位于发射阵列的第(M+1)列；第一激光束的发射时刻与第二激光束的发射时刻不同，M和N均为正整数。

探测装置通过至少一个第二探测器接收第二回波信号，其中，至少一个第二探测器是至少一个第二接收单元的一个或多个探测器中的至少一个探测器，至少一个第二接收单元与第二发射器对应，第二回波信号包括第二激光束的反射信号。

也就是说，在按行读取的情况下，探测阵列中相邻行的探测器不同时工作，以减少载流子在垂直方向的扩散，从而对抗垂直方向的串扰。在按列读取的情况下，探测阵列中相邻列的探测器不同时工作，以减少载流子在水平方向的扩散，从而对抗水平方向的串扰。

在一种可能的设计中，本申请实施例探测方法还包括：探测装置通过第三发射器发射第三激光束，其中，第一发射器和第三发射器均属于发射阵列，第一发射器和第三发射器之间间隔至少一行，或第一发射器和第三发射器之间间隔至少一列；第一激光束的发射时刻与第三激光束的发射时刻相同。

探测装置通过至少一个第三探测器接收第三回波信号，其中，至少一个第三探测器是至少一个第三接收单元的一个或多个探测器中的至少一个探测器，至少一个第三接收单元与第三发射器对应，第三回波信号包括第三激光束的反射信号。

也就是说，在按行读取的情况下，探测阵列中同时工作的探测器所在行之间可以间隔一行或多行，以对抗垂直方向的串扰。在按列读取的情况下，探测阵列中同时工作的探测器所在列之间可以间隔一列或多列，以对抗水平方向的串扰。

在一种可能的设计中，本申请实施例探测方法还包括：探测装置通过第四发射器发射第四激光束，其中，第一发射器和第四发射器均属于发射阵列，第一发射器位于第一感兴趣ROI区域，第四发射器位于第二ROI区域；第一ROI区域属于发射阵列中的第一区块，第二ROI区块属于发射阵列中的第二区块；第一区块和第二区块的寻址方式不同；第一激光束的发射时刻与第四激光束的发射时刻相同。

探测装置通过至少一个第四探测器接收第四回波信号，其中，至少一个第四探测器是至少一个第四接收单元的一个或多个探测器中的至少一个探测器，至少一个第四接收单元与第四发射器对应，第四回波信号包括第四激光束的反射信号。

也就是说，第一区块和第二区块采用不同的寻址方式，以形成空间编码，从而达到抗干扰的效果。

在一种可能的设计中，第一ROI区域包括标识为i的至少一个子区域，第二ROI区域包括标识为(i+k)的至少一个子区域。其中，第一区块和第二区块均包括N个标识所指示的至少一个子区域，N个标识的取值为1到N，每个标识用于指示至少一个子区域，i和k均为正整数，且1≤i≤N，0≤k＜N。每个子区域包括至少一个发射器。例如，在(i+k)≤N的情况下，第一ROI区域包括第一区块中标识为i的至少一个子区域，第二ROI区域包括第二区块中标识为(i+k)的至少一个子区域。在(i+k)＞N的情况下，第一ROI区域包括第一区块中标识为i的至少一个子区域，第二ROI区域包括第二区块中标识为(i+k-N)的至少一个子区域。k指示了第一ROI区域包括的子区域与第二ROI区域包括的子区域在标识上的差值，以方便寻址。

在一种可能的设计中，第一ROI区域包括标识为i的至少一个子区域。其中，第一区块包括N个标识所指示的至少一个子区域，N个标识的取值为1到N，每个标识用于指示至少一个子区域。第二ROI区域包括标识为(2*i-1+k)的至少一个子区域，以及标识为(2*i+k)的至少一个子区域。其中，第二区块包括2*N个标识所指示的至少两个子区域，2*N个标识的取值为1到2*N，每个标识用于指示至少一个子区域。i和k均为正整数，且1≤i≤N，0≤k＜2*N。每个子区域包括至少一个发射器。例如，在(2*i+k)≤2*N的情况下，第一ROI区域包括第一区块中标识为i的至少一个子区域，第二ROI区域包括第二区块中标识为(2*i-1+k)的至少一个子区域和标识为(2*i+k)的至少一个子区域。在(2*i+k)＝2*N+1的情况(换言之，即(2*i-1+k)＝2*N的情况)下，第一ROI区域包括第一区块中标识为i的至少一个区域，第二ROI区域包括第二区块中标识为(2*i-1+k)的至少一个子区域和标识为(2*i+k-2*N)的至少一个子区域。在(2*i+k)＞2*N+1的情况(换言之，即(2*i-1+k)＞2*N的情况)下，第一ROI区域包括第一区块中标识为i的至少一个区域，第二ROI区域包括第二区块中标识为(2*i-1+k-2*N)的至少一个子区域和标识为(2*i+k-2*N)的至少一个子区域。k的取值用于确定第一ROI区域包括的子区域与第二ROI区域包括的子区域在标识上的差值，以方便寻址。

在一种可能的设计中，第一接收单元和第五接收单元是探测阵列中相邻的接收单元。其中，第一接收单元包括第E行至第(E+p)行、第F列至第(F+q)列的探测器；第五接收单元包括第(E+p+1)行至第(E+2p+1)行、第(F+I)列至第(F+I+q)列的探测器。E、p、F、q和I均为正整数，且I≤q。也就是说，不同接收单元在水平方向上存在错位，以提高水平方向的分辨率。

在一种可能的设计中，第一接收单元和第五接收单元是探测阵列中相邻的接收单元。其中，第一接收单元包括第E行至第(E+p)行、第F列至第(F+q)列的探测器；第五接收单元包括第(E+J)行至第(E+J+p)行、第(F+q+1)列至第(F+2q+1)列的探测器。E、p、F、q和J均为正整数，且J≤p。也就是说，不同接收单元在垂直方向上存在错位，以提高垂直方向的分辨率。

第二方面，本申请实施例提供一种探测装置，该探测装置包括：第一发射器和至少一个第一探测器。其中，第一发射器，用于发射第一激光束。至少一个第一探测器，用于接收第一回波信号，其中，至少一个第一探测器是至少一个第一接收单元的一个或多个探测器中的至少一个探测器，至少一个第一接收单元与第一发射器对应，第一回波信号包括第一激光束的反射信号。

在一种可能的设计中，至少一个第一接收单元与第一发射器对应，包括，第一发射器发射的第一激光束被至少一个第一接收单元中的至少一个第一探测器探测。

在一种可能的设计中，第一发射器的形状与至少一个第一接收单元所构成的形状相同，且尺寸相同。或，第一发射器的形状与至少一个第一接收单元所构成的形状相同，且尺寸不同。

在一种可能的设计中，至少一个第一探测器的数量为至少两个，且至少两个第一探测器在探测阵列中是相邻的。其中，探测阵列包括至少一个第一接收单元。

在一种可能的设计中，至少一个第一探测器的数量为1个。

在一种可能的设计中，至少一个第一探测器的数量小于至少一个第一接收单元中探测器的数量。

在一种可能的设计中，至少一个第一探测器的数量至少是根据环境光强度确定的。

在一种可能的设计中，第一发射器属于发射阵列。本申请实施例探测装置还包括：第二发射器和至少一个第二探测器。其中，第二发射器，用于发射第二激光束，其中，第一发射器位于发射阵列的第N行，第二发射器位于发射阵列的第(N+1)行；或者第一发射器位于发射阵列的第M列，第二发射器位于发射阵列的第(M+1)列；第一激光束的发射时刻与第二激光束的发射时刻不同，M和N均为正整数。

至少一个第二探测器，用于接收第二回波信号，其中，至少一个第二探测器是至少一个第二接收单元的一个或多个探测器中的至少一个探测器，至少一个第二接收单元与第二发射器对应，第二回波信号包括第二激光束的反射信号。

在一种可能的设计中，本申请实施例探测装置还包括：第三发射器和至少一个第三探测器。其中，第三发射器，用于发射第三激光束，其中，第一发射器和第三发射器均属于发射阵列，第一发射器和第三发射器之间间隔至少一行，或第一发射器和第三发射器之间间隔至少一列；第一激光束的发射时刻与第三激光束的发射时刻相同。

至少一个第三探测器，用于接收第三回波信号，其中，至少一个第三探测器是至少一个第三接收单元的一个或多个探测器中的至少一个探测器，至少一个第三接收单元与第三发射器对应，第三回波信号包括第三激光束的反射信号。

在一种可能的设计中，本申请实施例探测装置还包括：第四发射器和至少一个第四探测器。其中，第四发射器，用于发射第四激光束，其中，第一发射器和第四发射器均属于发射阵列，第一发射器位于第一感兴趣ROI区域，第四发射器位于第二ROI区域；第一ROI区域属于发射阵列中的第一区块，第二ROI区块属于发射阵列中的第二区块；第一区块和第二区块的寻址方式不同；第一激光束的发射时刻与第四激光束的发射时刻相同。

至少一个第四探测器，用于接收第四回波信号，其中，至少一个第四探测器是至少一个第四接收单元的一个或多个探测器中的至少一个探测器，至少一个第四接收单元与第四发射器对应，第四回波信号包括第四激光束的反射信号。

在一种可能的设计中，第一ROI区域包括标识为i的至少一个子区域，第二ROI区域包括标识为(i+k)的至少一个子区域。其中，第一区块和第二区块均包括N个标识所指示的至少一个子区域，N个标识的取值为1到N。每个标识用于指示至少一个子区域。i和k均为正整数，且1≤i≤N，0≤k＜N。

在一种可能的设计中，第一ROI区域包括标识为i的至少一个子区域。其中，第一区块包括N个标识所指示的至少一个子区域，N个标识的取值为1到N，每个标识用于指示至少一个子区域。第二ROI区域包括标识为(2*i-1+k)的至少一个子区域，以及标识为(2*i+k)的至少一个子区域。其中，第二区块包括2*N个标识所指示的至少两个子区域，2*N个标识的取值为1到2*N，每个标识用于指示至少一个子区域。i和k均为正整数，且1≤i≤N，0≤k＜2*N。

在一种可能的设计中，第一接收单元和第五接收单元是探测阵列中相邻的接收单元，其中，第一接收单元包括第E行至第(E+p)行、第F列至第(F+q)列的探测器；第五接收单元包括第(E+p+1)行至第(E+2p+1)行、第(F+I)列至第(F+I+q)列的探测器；E、p、F、q和I均为正整数，且I≤q。

在一种可能的设计中，第一接收单元和第五接收单元是探测阵列中相邻的接收单元，其中，第一接收单元包括第E行至第(E+p)行、第F列至第(F+q)列的探测器；第五接收单元包括第(E+J)行至第(E+J+p)行、第(F+q+1)列至第(F+2q+1)列的探测器；E、p、F、q和J均为正整数，且J≤p。

第三方面，本申请实施例提供一种激光雷达，包括上述第二方面或第二方面的任一设计所提供的探测装置。

第四方面，本申请实施例提供一种终端，包括上述第二方面或第二方面的任一设计所提供的探测装置。

其中，第二方面至第四方面中任一种设计方式所带来的技术效果可以参见上述第一方面中的不同设计方式所带来的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种系统架构的示意图；

图2a为本申请实施例提供的一种工作原理示意图；

图2b为本申请实施例提供的一种探测装置的结构示意图；

图2c为本申请实施例提供的再一种工作原理示意图；

图3为本申请实施例提供的一种探测方法的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的一种发射器的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的又一种工作原理示意图；

图6为本申请实施例提供的又一种工作原理示意图；

图7为本申请实施例提供的又一种工作原理示意图；

图8为本申请实施例提供的又一种工作原理示意图；

图9a为本申请实施例提供的再一种探测方法的流程示意图；

图9b为本申请实施例提供的又一种工作原理示意图；

图10a为本申请实施例提供的又一种探测方法的流程示意图；

图10b为本申请实施例提供的又一种工作原理示意图；

图11a为本申请实施例提供的又一种探测方法的流程示意图；

图11b为本申请实施例提供的一种区块分布示意图；

图11c为本申请实施例提供的再一种区块分布示意图；

图11d为本申请实施例提供的再一种区块分布示意图；

图12a为本申请实施例提供的一种接收单元分布示意图；

图12b为本申请实施例提供的再一种接收单元分布示意图；

图13为本申请实施例提供的一种激光雷达的结构示意图。

具体实施方式

本申请的说明书以及附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，或者用于区别对同一对象的不同处理，而不是用于描述对象的特定顺序。此外，本申请的描述中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括其他没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请实施例中，“多个”包括两个或两个以上。本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

首先，介绍本申请中所涉及的技术术语：

1、电学扫描

电学扫描是发射阵列的一种发光方式，发射阵列中发射器的发光顺序、时间由驱动电流的注入顺序和工作区域而决定。

2、感兴趣区域(region of interest，ROI)、寻址、固定寻址、循环寻址

ROI，通常是指发射阵列中至少一个激光器所处的区域，或探测阵列中至少一个探测器所处的区域。并且，在系统视场内，该区域的某些性能规格不同于其他区域的视场角范围或者区域的性能规则，所述某些性能规则与产品的具体设计和实现有关，这里不做具体限定。不同的ROI区域，可以采用不同的编号来标识。

寻址是指，通过电学扫描的方式，来选择某一个区域的器件工作。在发射阵列侧，工作的器件为发射器，如垂直腔表面发射激光器(vertical cavity surface emittinglaser，VCSEL)，通过电学扫描的方式，控制VCSEL发光。在探测阵列侧，工作的器件为探测器，如单光子雪崩二极管(single photon avalanche diode，SPAD)，通过加偏压的方式，使SPAD感知光子，输出电信号。

固定寻址，是指不同帧的电学扫描方式相同。例如，激光雷达每生成一帧图像数据，要按照一定的编号顺序使编号所标识ROI区域中的发射器和探测器工作，如按照1到12的编号顺序使能编号所标识ROI区域中的发射器和探测器工作，总共执行12次扫描。并且，激光雷达在生成不同帧图像数据时，均按照同一编号顺序执行扫描。

循环寻址，是指不同帧的电学扫描方式不同。例如，激光雷达生成不同帧的图像数据时，处于工作状态的ROI区域的编号顺序不同。示例性的，在生成第1帧图像数据时，激光雷达按照从1到12的编号顺序使能ROI区域内的发射器和探测器工作，总共执行12次扫描。在生成第2帧图像数据时，激光雷达按照从2到12，再到1的编号顺序使能ROI区域内的发射器和探测器工作，总共执行12次扫描。

3、激光雷达

激光雷达是以发射激光束探测目标物体的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标物体发射激光束，然后记录激光雷达接收到从目标物体反射回来的信号(下文称为接收回波信号)的峰值点接收时间、峰值点信号强度。然后根据接收回波信号的峰值点接收时间、峰值点信号强度以及发送的激光束的信息，便可以获取目标物体的相关信息。例如，目标物体到激光雷达的距离、目标物体表面反射率等参数。

示例性的，图1为本申请实施例提供的一种系统架构图。图1所示的系统架构包括：发射阵列(transmitter array)、探测阵列、发射光学系统(transmitter lens system)和接收光学系统(receiver lens system)。其中，发射阵列可以是二维的(two dimensional，2D)VCSEL阵列，发射阵列能够按照某种策略寻址，如按行、列、ROI、固定图案、随机图案等寻址。探测阵列可以是2D SPAD阵列，探测阵列的数据读取策略与发射阵列的寻址策略相同。探测阵列也可以描述为接收阵列(receiver array)。发射光学系统和接收光学系统均按照成像光学设计，满足焦平面阵列(focal plane array，FPA)系统要求。为了阐述方便，下文中多以VCSEL阵列和SPAD阵列作为示例说明，但是本领域技术人可知，本申请不具体限定发射器和探测器的类型。

在图1所示的系统架构中，发射阵列的面积与探测阵列的面积相等，且发射阵列中的一个发射器与探测阵列中的一个探测器一一对应设计。在工作过程中，发射阵列采用寻址发光的方式，使发射阵列中的不同发射器(或者叫做激光器)，按照某种策略依次发光，发出的光经过发射光学系统的处理，形成激光束，发射到探测区域。探测区域反射的回波信号被接收光学系统接收，再传输到探测阵列，以完成回波信号的检测。

在图1所示的系统架构中，发射阵列采用VCSEL阵列。由于工艺限制，单个VCSEL的峰值功率有限。VCSEL的尺寸越大，VCSEL的峰值功率越高，越有利于探测阵列探测到回波信号，从而提升系统的信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)。探测阵列采用SPAD阵列，单个SPAD的尺寸越大，系统分辨率越低。并且，单个SPAD的接收视场角增大，导致单个SPAD接收到更多的环境光噪声，从而限制了系统信噪比。由于SPAD是一种没有动静态范围的器件，对于环境光子和信号光子不加区分的响应。所以，在环境光足够强时，系统的信噪比恶化，甚至导致系统致盲，失去探测能力。

有鉴于此，本申请实施例提供一种探测方法及装置，本申请实施例探测装置仍满足FPA要求，如图2a所示。本申请实施例的探测装置可以是激光雷达。在图2a所示的探测装置中，示例性的，发射阵列包括以下其中一项：2D VCSEL阵列、水平腔表面发射激光器(horizontal cavity surface emitting laser，HCSEL)阵列、或边缘发射半导体激光器(edge-emitting semiconductor laser，EEL)阵列。发射阵列还可以是其他的阵列光源，符合系统规格要求即可，本申请实施例对发射阵列的具体实现不作限定。发射阵列中每个发射器的形状包括以下其中一项：方形、矩形、或六边形。每个发射器的形状也可以是其他可能的多边形，本申请实施例对此不作限定。其中，发射器的形状，可以理解为，在俯视发射阵列的情况下，一个发射器所呈现的形状。容易理解的是，每个发射器可以包括一个或多个元器件。发射器的形状，可以理解为，在俯视发射阵列的视野范围内，用于构成一个发射器的至少一个元器件整体所呈现的形状。

示例性的，探测阵列可以是2D SPAD阵列，探测阵列中每个探测器的形状可以是方形，也可以是其他具有旋转对称特性的形状，以满足探测器的器件设计要求，如探测器内建电场的对称性要求、探测器的工艺实现和性能需求等。其中，探测器的形状，可以理解为，在俯视探测阵列的情况下，一个探测器所呈现的形状。容易理解的是，每个探测器可以包括一个或多个元器件。探测器的形状，可以理解为，在俯视探测阵列的视野范围内，用于构成一个探测器的至少一个元器件整体所呈现的形状。在本申请实施例中，探测阵列中的一个或多个探测器与发射阵列中的一个发射器在空间上有一一映射关系，具体可以参见S302中关于第一接收单元的关键点2的介绍，此处不再赘述。

在本申请中，以发射器为VCSEL、且探测器为SPAD为例，进行介绍。其中，发射器可以简记为“V”，探测器可以简记为“S”。发射阵列所在的发射系统可以是独立的，如发射系统是基于衍射光学元件(diffractive optical elements，DOE)或者光束分光光栅(beamsplitter grating，SPLITER)，实现空间打光。发射系统也可以与探测阵列所在的接收系统合设，本申请实施例对此不作限定。

示例性的，图2b示出了发射阵列与探测阵列在空间上的分布示意图。发射阵列与探测阵列在空间上可以是垂直分布的，发射阵列和探测阵列的垂直视场角(verticalfield of view，VFOV)交叠点在窗口片之外。其中，窗口片是指探测系统最外侧的光学视窗，属于被发射光学系统和接收光学系统共用的结构。例如，发射阵列的激光束通过发射光学系统的发射镜头后，再通过光学视窗发射出去；回来的回波信号先通过光学视窗，再由接收光学系统的接收镜头收集汇聚到达探测器。当然，发射阵列与探测阵列在空间上也可以是水平分布的，图2b未示出。

示例性的，发射阵列100包括多个发射器，探测阵列200包括多个探测器。如图2c所示，发射器中的圆圈表示有源区。一个发射器的有源区是该发射器发射激光束时实际出射光的区域。一个或多个探测器构成一个接收单元。发射阵列100中每个发射器的尺寸和探测阵列200中每个接收单元的尺寸相同。为了兼顾探测阵列200的性能要求，如高光电探测效率(photoelectric detection efficiency，PDE)、低暗计数率(dark counts rate，DCR)、光学串扰(croostalk，XT)、后脉冲(after pulse，AP)、高增益和低工作偏压(operationvoltage，Vop)的要求，探测阵列200中每个探测器的有源区不可过小。一个探测器的有源区是该探测器接收回波信号时实际接收光的区域。为了兼顾较高的系统分辨率和合理的芯片尺寸，探测阵列200中每个探测器的尺寸不可过大。基于上述两个方面，每个探测器采用基于3D堆叠工艺的背照式(back-side illumination，BSI)工艺，有源区近乎满填充探测器的表面，占空比接近100％。

如图3所示，为本申请实施例提供的一种探测方法300，该方法应用于图2c所示的探测装置。该方法包括以下步骤：

S301、探测装置通过第一发射器发射第一激光束。

示例性的，如图2c所示，探测装置通过第一发射器110发射第一激光束。其中，第一发射器110的形状可以是方形，如图4中的(a)和(c)所示，第一发射器110的形状也可以是矩形，如图4中的(b)和(d)所示。第一发射器110的有源区可以是圆形，如图4中的(a)和(b)所示，第一发射器110的有源区也可以是矩形，如图4中的(c)和(d)所示。

S302、探测装置通过至少一个第一探测器接收第一回波信号。

其中，第一回波信号包括第一激光束的反射信号，如第一激光束作用于目标物体后的反射信号。第一激光束是S301中的激光束。应理解，第一回波信号也可以包括其他杂波。或者，在第一回波信号的反射信号传输过程中，由于光路原因，存在部分信号损失，所以，第一回波信号包括第一激光束的部分反射信号。

示例性的，如图2c所示，第一探测器211的数量为一个，探测装置通过第一探测器211接收第一回波信号。第一探测器211是第一接收单元210中的探测器。

其中，探测阵列200包括多个探测器，探测阵列200中的一个或多个探测器构成一个接收单元。如此，探测阵列200可以包括一个或多个接收单元。并且，上述第一探测器211所属的接收单元描述为第一接收单元。至少一个第一接收单元中每个第一接收单元的介绍包括如下三个关键点：

关键点1，每个第一接收单元包括探测阵列200中的一个或多个探测器。示例性的，每个第一接收单元包括A行B列的探测器。其中，A和B的取值包括以下其中一项：

第一项，A＝B＝1。也就是说，每个第一接收单元包括探测阵列中的一个探测器。

第二项，A＝B＝p，且p≠1。也就是说，每个第一接收单元包括p行p列的探测器，每个第一接收单元的形状是方形。在A＝B＝3的情况下，每个第一接收单元的形状如图5所示。

第三项，A≠B，且A和B各取一个数值。也就是说，每个第一接收单元中探测器的行数与列数不等，即每个第一接收单元的形状是矩形。

需要说明的是，A和B的取值(即binning方式)是基于探测装置的系统设计确定的，而探测装置的系统设计是基于用户需求(如分辨率、打光方式)确定的。即用户可以通过调整上述A和B的取值，来适配不同的需求。

关键点2，至少一个第一接收单元与第一发射器对应，是指，第一发射器发射的第一激光束被至少一个第一接收单元中的至少一个第一探测器探测。基于FPA架构的成像光学系统中，物面像素中第一发射器的像素和像面等效像素中至少一个第一接收单元的等效像素对应。

关键点3，至少一个第一接收单元与第一发射器在形状、尺寸上的介绍，包括如下两种情况：

情况1，至少一个第一接收单元210在探测阵列中所构成的形状与第一发射器110的形状相同，且至少一个第一接收单元210所构成形状的尺寸与第一发射器110的尺寸相同，如图5中的(a)、(b)和(c)所示。例如，在发射光学系统的焦距(记为f1)和接收光学系统的焦距(记为f2)相等的情况下，若第一发射器110的功率低于预设值，则至少一个第一接收单元的数量可以是一个，如图5中的(a)所示。若第一发射器110的功率高于预设值，则至少一个第一接收单元的数量可以是两个，如图5中的(b)所示，至少一个第一接收单元的数量也可以是两个以上，如图5中的(c)所示。

情况2，至少一个第一接收单元210在探测阵列中所构成的形状与第一发射器110的形状相同，且至少一个第一接收单元210所构成形状的尺寸与第一发射器110的尺寸不同。例如，在发射光学系统的焦距(记为f1)和接收光学系统的焦距(记为f2)不等，如k*f1＝f2的情况下，至少一个第一接收单元的数量可以是一个，如图6中的(a)所示，第一接收单元的边长是第一发射器的边长的k倍。至少一个第一接收单元的数量也可以是两个或两个以上，如图6中的(b)所示，至少一个第一接收单元的数量为4个，每个第一接收单元的边长是第一发射器的边长的k/2倍。另外，在发射光学系统和接收光学系统构成非旋转对称成像光学的情况下，至少一个第一接收单元在探测阵列中所构成的形状与第一发射器的形状是相似的。也就是说，至少一个第一接收单元在探测阵列中所构成形状的尺寸与第一发射器的尺寸是等比例的。例如，比例关系可以是1:1，即至少一个第一接收单元在探测阵列中所构成形状的尺寸与第一发射器的尺寸相同。再如，比例关系可以是1:N，即至少一个第一接收单元在探测阵列中所构成形状的尺寸是第一发射器的尺寸的1/N。其中，N是大于1的整数。

应理解，上述形状和尺寸均是基于无工艺误差和制造误差的测量值进行的介绍。在实际应用过程中，发射阵列和探测阵列均可能存在工艺误差或制造误差，凡满足本申请实施例中描述的形状特点和尺寸特点，即在本申请实施例的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请实施例明的保护范围之内。

其中，至少一个第一探测器的介绍包括如下三个关键点：

关键点1，至少一个第一探测器是至少一个第一接收单元中的一个或多个探测器，且用于接收第一回波信号。也就是说，至少一个第一探测器是至少一个第一接收单元中的一部分探测器，即至少一个第一探测器的数量小于至少一个第一接收单元包括的探测器的数量，具体原理介绍如下：

其中，P

由公式(1)可知，在系统设计限制下，如滤光片的带宽(即λ

关键点2，在至少一个第一探测器的数量为至少两个的情况下，至少两个第一探测器在探测阵列200中是相邻的。示例性的，如图8中的(a)所示，一个第一接收单元包括3行3列的探测器。至少一个第一探测器是用于接收第一回波信号的有效的探测器，如斜线填充的方格所示，5个第一探测器在探测阵列200上相邻，5个第一探测器211是以某一探测器为中心的相邻的多个探测器，以尽可能多地响应第一回波信号的信号光子，有助于提高系统的信噪比。需要说明的是，这里的相邻是指，多个探测器中的任一探测器在行和/或列方向上存在相邻的探测器。

关键点3，确定至少一个第一探测器的数量时的参考因素至少包括如下两项：

第一项，发射器的有源区面积覆盖的探测器的数量。以图8中的(a)为例，第一发射器的有源区面积与至少一个第一接收单元的有源区面积相同，至少一个第一接收单元的有源区面积覆盖了5个探测器，所以，至少一个第一探测器的数量为5个。

第二项，环境光强度。示例性的，在环境光较弱的情况下，至少一个第一探测器的数量较少，如图8中的(a)所示，至少一个第一探测器的数量是5个。在环境光较强的情况下，至少一个第一探测器的数量较多，如图8中的(b)所示，至少一个第一探测器的数量是21个，从而提高动态范围。作为一种可能的实现方式，环境光强度不同，对应的环境光阈值不同。探测装置计算当前的环境光强度，确定当前的环境光强度对应的环境光阈值，再根据环境光阈值来调整至少一个第一探测器的数量。其中，环境光阈值是指，为了实现探测装置规定或者设计需求的虚警率，根据环境光强度而动态增加或减少的计数阈值。

需要说明的是，本申请实施例中，第一探测器是用于接收第一回波信号的探测器。在第一探测器处于工作状态下，第一探测器探测第一回波信号，将探测到的光信号转换为电信号。在探测器未处于工作状态(或描述为关闭状态)下，探测器无法将探测到的光信号转换为电信号。在本申请实施例中，探测装置中的处理器确定至少一个第一探测器的数量之后，控制探测阵列中相应数量的第一探测器处于工作状态，如对相应数量的第一探测器施加工作电压，以使上述至少一个第一探测器来探测第一回波信号。

在一些实施例中，如图9a所示，本申请实施例探测方法还包括S303和S304：

S303、探测装置通过第二发射器发射第二激光束。

示例性的，如图9b所示，探测装置通过第二发射器120发射第二激光束。

其中，第二发射器120的具体实现可以参见第一发射器110的介绍，此处不再赘述。示例性的，在按行读取的情况下，第一发射器位于发射阵列的第N行，第二发射器位于发射阵列的第(N+1)行。或者，在按列读取的情况下，第一发射器位于发射阵列的第M列，第二发射器位于发射阵列的第(M+1)列。以图9b为例，M的取值可以是奇数，即第一发射器110位于发射阵列100的奇数列，第二发射器120位于发射阵列100的偶数列。或者，M的取值也可以是偶数，即第一发射器110位于发射阵列100的偶数列，第二发射器120位于发射阵列100的奇数列。

其中，第一激光束的发射时刻与第二激光束的发射时刻不同。示例性的，第一激光束的发射时刻早于第二激光束的发射时刻，即探测装置先执行S301，再执行S303。或者，第一激光束的发射时刻晚于第二激光束的发射时刻，即探测装置先执行S303，再执行S301。

S304、探测装置通过至少一个第二探测器接收第二回波信号。

示例性的，如图9b所示，探测装置通过至少一个第二探测器221接收第二回波信号。第二探测器221如图9b中斜线填充的方格所示。

其中，第二回波信号包括第二激光束的反射信号。第二激光束是S303中的激光束。至少一个第二探测器221是至少一个第二接收单元220中的至少一个探测器，至少一个第二探测器221的具体实现可以参见至少一个第一探测器211的说明，此处不再赘述。至少一个第二接收单元220包括探测阵列200中的一个或多个探测器，至少一个第二接收单元220的具体实现可以参见至少一个第一接收单元210的说明，此处不再赘述。至少一个第二接收单元220与第二发射器120对应，具体参见上述“第一发射器与至少一个第一接收单元对应”的介绍，此处不再赘述。

也就是说，在按行读取的情况下，探测阵列中相邻行的探测器不同时工作，以减少载流子在垂直方向的扩散，从而对抗垂直方向的串扰。在按列读取的情况下，探测阵列中相邻列的探测器不同时工作，以减少载流子在水平方向的扩散，从而对抗水平方向的串扰。

在一些实施例中，如图10a所示，本申请实施例探测方法还包括S305和S306：

S305、探测装置通过第三发射器发射第三激光束。

示例性的，如图10b所示，探测装置通过第三发射器130发射第三激光束。

其中，第三发射器130的具体实现可以参见第一发射器110的介绍，此处不再赘述。

例如，在按行读取的情况下，第一发射器110和第三发射器130之间间隔至少一行。示例性的，第三发射器130位于发射阵列100的第1行，第一发射器110位于发射阵列100的第3行，如图10b所示。或者，第一发射器110位于发射阵列100的第1行，第三发射器130位于发射阵列100的第5行。或者，第一发射器110位于发射阵列100的第3行，第三发射器130位于发射阵列100的第7行。或者，第一发射器110位于发射阵列100的第4行，第三发射器130位于发射阵列100的第7行。

再如，在按列读取的情况下，第一发射器110和第三发射器130之间间隔至少一列。示例性的，第一发射器110位于发射阵列100的第1列，第三发射器130位于发射阵列100的第3列。或者，第一发射器110位于发射阵列100的第1列，第三发射器130位于发射阵列100的第5列。或者，第一发射器110位于发射阵列100的第3列，第三发射器130位于发射阵列100的第7列。或者，第一发射器110位于发射阵列100的第4列，第三发射器130位于发射阵列100的第7列。

其中，第一激光束的发射时刻与第三激光束的发射时刻相同。也就是说，探测装置同时执行S301和S305。

S306、探测装置通过至少一个第三探测器接收第三回波信号。

示例性的，如图10b所示，探测装置通过至少一个第三探测器231接收第三回波信号。其中，至少一个第三探测器231如斜线填充的方格所示。至少一个第三探测器231的介绍可以参见至少一个第一探测器211的说明，至少一个第三接收单元230的介绍可以参见至少一个第一接收单元210的说明，此处不再赘述。

其中，第三回波信号包括第三激光束的反射信号。第三激光束是S305中的激光束。在探测装置同时执行S301和S305的情况下，探测装置也可以同时执行S302和S306。

也就是说，在按行读取的情况下，探测阵列中同时工作的探测器所在行之间可以间隔一行或多行，以对抗垂直方向的串扰。在按列读取的情况下，探测阵列中同时工作的探测器所在列之间可以间隔一列或多列，以对抗水平方向的串扰。

在一些实施例中，如图11a所示，本申请实施例探测方法还包括S307和S308：

S307、探测装置通过第四发射器发射第四激光束。

示例性的，如图11b或图11c所示，探测装置通过第四发射器140发射第四激光束。

其中，第四发射器140的具体实现可以参见第一发射器110的介绍，此处不再赘述。

其中，发射阵列划分为两个区块，即第一区块和第二区块。第一区块和第二区块的寻址方式不同。示例性的，第一区块的寻址方式可以是固定寻址。第二区块的寻址方式可以是循环寻址。

其中，第一发射器110位于第一ROI区域，第一ROI区域属于发射阵列100中的第一区块。示例性的，第一ROI区域包括a个标识所指示的至少a个子区域，其中，a个标识包括：(a*i-a+1)、(a*i-a+2)、···、(a*i)。第一区块包括a*N个标识所指示的至少一个子区域，a*N个标识的取值为1到a*N，每个标识用于指示至少一个子区域。i和a均为正整数，且1≤i≤N。

其中，第四发射器140位于第二ROI区域，第二ROI区块属于发射阵列100中的第二区块。示例性的，第二ROI区域包括b个标识所指示的至少b个子区域，其中，b个标识包括：(b*i-b+1+k)、(b*i-b+2+k)、···、(b*i+k)。第二区块包括b*N个标识所指示的至少一个子区域，b*N个标识的取值为1到b*N，每个标识用于指示至少一个子区域。i、k和b均为正整数，且1≤i≤N，0≤k＜b*N。

下面，通过三种情况进行介绍：

情况1，a＝b＝1。也就是说，第一区块和第二区块均包括N个标识所指示的至少一个子区域。其中，N个标识的取值为1到N。以1到N的N个编号为例，N个标识中每个标识与N个编号中每个编号一一对应，每个标识用于指示至少一个子区域，N为正整数。每个子区域包括至少一个发射器。i和k均为正整数，且1≤i≤N，0≤k＜N。在(i+k)≤N的情况下，第一ROI区域包括第一区块中标识为i的至少一个子区域，第二ROI区域包括第二区块中标识为(i+k)的至少一个子区域。在(i+k)＞N的情况下，第一ROI区域包括第一区块中标识为i的至少一个子区域，第二ROI区域包括第二区块中标识为(i+k-N)的至少一个子区域。k指示了第一ROI区域包括的子区域与第二ROI区域包括的子区域在标识上的差值，以方便寻址。

示例性的，以图11b为例，第一区域和第二区域均包括12个标识所指示的24个子区域。12个标识是取值1～12的12个编号。12个标识与12个编号一一对应，即一个标识对应一个编号，不同标识对应不同编号。每个标识用于指示两个子区域，如编号为1的子区域有两个。参见图11b中，标有数字1，且有斜线填充的方格有两个，以指示第一区块中的两个子区域。标有数字1，且无斜线填充的方格有两个，以指示第二区块中的两个子区域。

其中，探测装置生成不同帧的图像数据的过程如下：

在探测装置生成第一帧的图像数据的过程中，k的取值可以是0。也就是说，第一ROI区域包括的子区域与第二ROI区域包括的子区域在标识上的差值为0。例如，在第一ROI区域为第一区块中标识为1的两个子区域时，第二ROI区域为第二区块中标识为1的两个子区域。再如，在第一ROI区域为第一区块中标识为6的两个子区域时，第二ROI区域为第二区块中标识为6的两个子区域。又如，在第一ROI区域为第一区块中标识为12的两个子区域时，第二ROI区域为第二区块中标识为12的两个子区域。在取值i遍历[1，12]之后，探测装置完成12次扫描，生成第一帧图像数据。其中，在取值i遍历[1，12]的过程中，第一ROI区域和第二ROI区域的子区域标识如表1所示：

表1

在探测装置生成第二帧的图像数据的过程中，k的取值可以是1。也就是说，第一ROI区域包括的子区域与第二ROI区域包括的子区域在标识上的差值为1。例如，在第一ROI区域为第一区块中标识为1的两个子区域时，第二ROI区域为第二区块中标识为2的两个子区域。再如，在第一ROI区域为第一区块中标识为6的两个子区域时，第二ROI区域为第二区块中标识为7的两个子区域。又如，在第一ROI区域为第一区块中标识为12的两个子区域时，由于(12+1)＞12，即属于(i+k)＞N的情况，所以，第二ROI区域包括第二区块中标识为(i+k-N)的至少一个子区域，即第二ROI区域为第二区块中标识为1的两个子区域。在取值i遍历[1，12]之后，探测装置完成12次扫描，生成第二帧图像数据。其中，在取值i遍历[1，12]的过程中，第一ROI区域和第二ROI区域的子区域标识如表2所示：

表2

在探测装置生成第三帧的图像数据的过程中，k的取值可以是2。也就是说，第一ROI区域包括的子区域与第二ROI区域包括的子区域在标识上的差值为2。例如，在第一ROI区域为第一区块中标识为1的两个子区域时，第二ROI区域为第二区块中标识为3的两个子区域。再如，在第一ROI区域为第一区块中标识为6的两个子区域时，第二ROI区域为第二区块中标识为8的两个子区域。又如，在第一ROI区域为第一区块中标识为12的两个子区域时，由于(12+2)＞12，即属于(i+k)＞N的情况，所以，第二ROI区域包括第二区块中标识为(i+k-N)的至少一个子区域，即第二ROI区域为第二区块中标识为2的两个子区域。在取值i遍历[1，12]之后，探测装置完成12次扫描，生成第三帧图像数据。其中，在取值i遍历[1，12]的过程中，第一ROI区域和第二ROI区域的子区域标识如表3所示：

表3

其他帧的图像数据的生成过程可以此类推，此处不再赘述。依照上述过程，在探测装置生成第十二帧的图像数据的过程中，k的取值可以是11。在探测装置生成第十三帧的图像数据的过程中，k的取值可以是0。需要说明的是，在上述图像数据的生成过程中，第一帧，可以理解为，探测装置扫描某一目标区域时，首次生成的一帧图像数据，或者，探测装置在某一时间段内工作时，首次生成的一帧图像数据，本申请实施例对此不作限定。k的取值可以是连续的，也可以是离散的，本申请实施例对此不作限定。其中，k的取值是连续的，可以理解为，与图像数据的连续帧对应的k的取值是连续的。例如，k的取值顺序如下：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11。相应的，在探测装置生成第一帧图像数据时，k的取值是0，在探测装置生成第二帧图像数据时，k的取值是1，在探测装置生成第三帧图像数据时，k的取值是2。应理解，在探测装置生成第一帧图像数据时，k的取值也可以是其他取值，如1。此种情况下，在探测装置生成第二帧图像数据时，k的取值是2，在探测装置生成第十二帧图像数据时，k的取值是0。在探测装置生成第十三帧图像数据时，k的取值是1。其中，k的取值是离散的，可以理解为，与图像数据的连续帧对应的k的取值是离散的。例如，k的取值顺序如下：1、3、5、7、9、11、0、2、4、6、8、10。相应的，在探测装置生成第一帧图像数据时，k的取值是1，在探测装置生成第二帧图像数据时，k的取值是3，在探测装置生成第三帧图像数据时，k的取值是5。在探测装置生成第六帧图像数据时，k的取值是11。在探测装置生成第七帧图像数据时，k的取值是0。

应理解，本申请实施例中，仅以编号为例进行介绍，标识还可以实现为字母、符号等，本申请实施例对此不作限定。在同一区块中，具有同一标识的子区域属于同一ROI区域，位于同一标识所指示子区域中的激光器同时工作。在同一区块中，具有同一标识的子区域的数量可以是一个，也可以是多个。不同标识所指示的子区域的数量可以相同。例如，标识1所指示的子区域数量为2个，标识2所指示的子区域数量为2个，如图11b所示。在同一区块中，不同标识所指示的子区域的数量也可以不同。例如，标识1所指示的子区域数量为1个，标识2所指示的子区域数量为2个，图11b和图11c未示出。在本申请实施例中，位于不同区块中的子区域的大小可以相同，如图11b和图11c所示。位于不同区块中的子区域的大小也可以相同，如图11d所示。其中，子区域的标识配置规则可以包括：基于每一子区域在区块中的位置配置标识。例如，以图11b为例，第一区块包括三行八列的子区域，如斜线填充的方格所示。在斜线填充的方格中，以最上方的方格所在行为第一行，以最左侧的方格所在列为第一列，标识1所标识的子区域有两个，分别是位于第一行、第一列的子区域，以及位于第一行、第三列的子区域。标识2所标识的子区域也有两个，分别是位于第一行、第二列的子区域，以及位于第一行、第四列的子区域。其他标识所指示的子区域可以参见图11b所示。当然，也可以按照其他的规则为子区域配置标识，本申请实施例对此不作限定。

情况2，a＝1，且b＝2。也就是说，第一区块包括N个标识所指示的至少一个子区域，具体可以参见上述情况1的介绍，此处不再赘述。第二区块包括2*N个标识所指示的至少两个子区域。2*N个标识的取值为1到2*N。以1到2*N的2*N个编号为例，2*N个标识中每个标识与2*N个编号中每个编号一一对应，每个标识用于指示至少一个子区域。每个子区域包括至少一个发射器。在(2*i+k)≤2*N的情况下，第一ROI区域包括第一区块中标识为i的至少一个子区域，第二ROI区域包括第二区块中标识为(2*i-1+k)的至少一个子区域和标识为(2*i+k)的至少一个子区域。在(2*i+k)＝2*N+1的情况(换言之，即(2*i-1+k)＝2*N的情况)下，第一ROI区域包括第一区块中标识为i的至少一个区域，第二ROI区域包括第二区块中标识为(2*i-1+k)的至少一个子区域和标识为(2*i+k-2*N)的至少一个子区域。在(2*i+k)＞2*N+1的情况(换言之，即(2*i-1+k)＞2*N的情况)下，第一ROI区域包括第一区块中标识为i的至少一个区域，第二ROI区域包括第二区块中标识为(2*i-1+k-2*N)的至少一个子区域和标识为(2*i+k-2*N)的至少一个子区域。k的取值用于确定第一ROI区域包括的子区域与第二ROI区域包括的子区域在标识上的差值，以方便寻址。

示例性的，以图11c为例，第一区域包括8个标识所指示的16个子区域。8个标识是取值1～8的8个编号。8个标识与8个编号一一对应，即一个标识对应一个编号，不同标识对应不同编号。每个标识用于指示两个子区域，如编号为1的子区域有两个，参见图11c中，标有数字1，且斜线填充的方格有两个。第二区域包括16个标识所指示的32个子区域。16个标识是取值1～16的16个编号。16个标识与16个编号一一对应，即一个标识对应一个编号，不同标识对应不同编号。每个标识用于指示两个子区域，如编号为1的子区域有两个，参见图11c中，标有数字1，且无斜线填充的方格有两个。

其中，探测装置生成不同帧的图像数据的过程如下：

在探测装置生成第一帧的图像数据的过程中，k的取值可以是0。例如，在第一ROI区域为第一区块中标识为1的两个子区域时，第二ROI区域为第二区块中标识为1的两个子区域，以及标识为2的两个子区域。再如，在第一ROI区域为第一区块中标识为6的两个子区域时，第二ROI区域为第二区块中标识为11的两个子区域，以及标识为12的两个子区域。又如，在第一ROI区域为第一区块中标识为8的两个子区域时，第二ROI区域为第二区块中标识为15的两个子区域，以及标识为16的两个子区域。在取值i遍历[1，8]之后，探测装置完成8次扫描，生成第一帧图像数据。其中，在取值i遍历[1，8]的过程中，第一ROI区域和第二ROI区域的子区域标识如表4所示：

表4

在探测装置生成第二帧的图像数据的过程中，k的取值可以是1。例如，在第一ROI区域为第一区块中标识为1的两个子区域时，第二ROI区域为第二区块中标识为2的两个子区域，以及标识为3的两个子区域。再如，在第一ROI区域为第一区块中标识为6的两个子区域时，第二ROI区域为第二区块中标识为12的两个子区域，以及标识为13的两个子区域。又如，在第一ROI区域为第一区块中标识为8的两个子区域时，由于(2*8+1)＝2*8+1，即属于(2*i+k)＝2*N+1的情况，所以，第二ROI区域包括第二区块中标识为(2*i-1+k)的至少一个子区域和标识为(2*i+k-2*N)的至少一个子区域。即第二ROI区域为第二区块中标识为16的两个子区域，以及标识为1的两个子区域。在取值i遍历[1，8]之后，探测装置完成8次扫描，生成第二帧图像数据。其中，在取值i遍历[1，8]的过程中，第一ROI区域和第二ROI区域的子区域标识如表5所示：

表5

在探测装置生成第三帧的图像数据的过程中，k的取值可以是2。例如，在第一ROI区域为第一区块中标识为1的两个子区域时，第二ROI区域为第二区块中标识为3的两个子区域，以及标识为4的两个子区域。再如，在第一ROI区域为第一区块中标识为6的两个子区域时，第二ROI区域为第二区块中标识为13的两个子区域，以及标识为14的两个子区域。又如，在第一ROI区域为第一区块中标识为8的两个子区域时，由于(2*8+2)＞2*8+1，即属于(2*i+k)＞2*N+1的情况，所以，第二ROI区域包括第二区块中标识为(2*i-1+k-2*N)的至少一个子区域和标识为(2*i+k-2*N)的至少一个子区域，即第二ROI区域为第二区块中标识为1的两个子区域，以及标识为2的两个子区域。在取值i遍历[1，8]之后，探测装置完成8次扫描，生成第三帧图像数据。其中，在取值i遍历[1，8]的过程中，第一ROI区域和第二ROI区域的子区域标识如表6所示：

表6

其他帧的图像数据的生成过程可以此类推，关于k的取值可以参见上述情况1的说明，此处不再赘述。

情况3，a＝2，且b＝3。也就是说，第一区块包括2*N个标识所指示的至少两个子区域。其中，第一区块的介绍可以参见上述情况2中第二区块的介绍，此处不再赘述。第二区块包括3*N个标识所指示的至少三个子区域。3*N个标识的取值为1到3*N。以1到3*N的3*N个编号为例，3*N个标识中每个标识与3*N个编号中每个编号一一对应，每个标识用于指示至少一个子区域。每个子区域包括至少一个发射器。

在(3*i+k)≤3*N的情况下，第一ROI区域包括第一区块中标识为(2*i-1)的至少一个子区域，以及标识为(2*i)的至少一个子区域。第二ROI区域包括第二区块中标识为(3*i-2+k)的至少一个子区域、标识为(3*i-1+k)的至少一个子区域，以及标识为(3*i+k)的至少一个子区域。在(3*i+k)＝3*N+1的情况(换言之，即(3*i-1+k)＝3*N的情况)下，第一ROI区域包括第一区块中标识为(2*i-1)的至少一个子区域，以及标识为(2*i)的至少一个子区域。第二ROI区域包括第二区块中标识为(3*i-2+k)的至少一个子区域、标识为(3*i-1+k)的至少一个子区域，以及标识为(3*i+k-3*N)的至少一个子区域。在(3*i+k)＝3*N+2的情况下，第一ROI区域包括第一区块中标识为(2*i-1)的至少一个子区域，以及标识为(2*i)的至少一个子区域。第二ROI区域包括第二区块中标识为(3*i-2+k)的至少一个子区域、标识为(3*i-1+k-3*N)的至少一个子区域，以及标识为(3*i+k-3*N)的至少一个子区域。在(3*i+k)＝3*N+3的情况(换言之，即(3*i-2+k)＞3*N的情况)下，第一ROI区域包括第一区块中标识为(2*i-1)的至少一个子区域，以及标识为(2*i)的至少一个子区域。第二ROI区域包括第二区块中标识为(3*i-2+k-3*N)的至少一个子区域、标识为(3*i-1+k-3*N)的至少一个子区域，以及标识为(3*i+k-3*N)的至少一个子区域。k的取值用于确定第一ROI区域包括的子区域与第二ROI区域包括的子区域在标识上的差值，以方便寻址。

示例性的，以图11d为例，第一区域包括4个标识所指示的8个子区域。4个标识是取值1～4的4个编号。4个标识与4个编号一一对应，即一个标识对应一个编号，不同标识对应不同编号。每个标识用于指示两个子区域。第二区域包括6个标识所指示的6个子区域。6个标识是取值1～6的6个编号。6个标识与6个编号一一对应，即一个标识对应一个编号，不同标识对应不同编号。每个标识用于指示一个子区域，如编号为1的子区域有1个，参见图11d中，标有数字1，且无斜线填充的方格有1个。

其中，探测装置生成不同帧的图像数据的过程如下：

在探测装置生成第一帧的图像数据的过程中，k的取值可以是0。例如，在第一ROI区域为第一区块中标识为1的两个子区域，以及标识为2的两个子区域时，第二ROI区域为第二区块中标识为1的一个子区域、标识为2的一个子区域，以及标识为3的一个子区域。再如，在第一ROI区域为第一区块中标识为3的两个子区域，以及标识为4的两个子区域时，第二ROI区域为第二区块中标识为4的一个子区域、标识为5的一个子区域，以及标识为6的一个子区域。在取值i遍历[1，2]之后，探测装置完成2次扫描，生成第一帧图像数据。其中，在取值i遍历[1，2]的过程中，第一ROI区域和第二ROI区域的子区域标识如表7所示：

表7

在探测装置生成第二帧的图像数据的过程中，k的取值可以是1。例如，在第一ROI区域为第一区块中标识为1的两个子区域，以及标识为2的两个子区域时，第二ROI区域为第二区块中标识为2的一个子区域、标识为3的一个子区域，以及标识为4的一个子区域。再如，在第一ROI区域为第一区块中标识为3的两个子区域，以及标识为4的两个子区域时，第二ROI区域为第二区块中标识为5的一个子区域、标识为6的一个子区域，以及标识为1的一个子区域。在取值i遍历[1，2]之后，探测装置完成2次扫描，生成第二帧图像数据。其中，在取值i遍历[1，2]的过程中，第一ROI区域和第二ROI区域的子区域标识如表8所示：

表8

在探测装置生成第三帧的图像数据的过程中，k的取值可以是2。例如，在第一ROI区域为第一区块中标识为1的两个子区域，以及标识为2的两个子区域时，第二ROI区域为第二区块中标识为3的一个子区域、标识为4的一个子区域，以及标识为5的一个子区域。再如，在第一ROI区域为第一区块中标识为3的两个子区域，以及标识为4的两个子区域时，第二ROI区域为第二区块中标识为6的一个子区域、标识为1的一个子区域，以及标识为2的一个子区域。在取值i遍历[1，2]之后，探测装置完成2次扫描，生成第三帧图像数据。其中，在取值i遍历[1，2]的过程中，第一ROI区域和第二ROI区域的子区域标识如表9所示：

表9

其他帧的图像数据的生成过程可以此类推，关于k的取值可以参见上述情况1的说明，此处不再赘述。

需要说明的是，在本申请实施例中，两个区块中的子区域标识数量可以存在整数倍关系。例如，在两个区块中子区域的标识数量相同的情况下，可以参见上述情况1(即S307中的a＝b＝1)的描述，在两个区块中子区域的标识数量比例为1:2的情况下，可以参见上述情况2(即S307中的a＝1，且b＝2)的描述，当然，两个区块中子区域的标识数量比例也可以为其他比例，如1:3，或1:4等，在a＝1的情况下，修改上述S307中b的取值即可。两个区块中的子区域标识数量也可以不存在整数倍关系。例如，在两个区块中子区域的标识数量比例为2:3的情况下，可以参见上述情况3(即S307中的a＝2，且b＝3)的描述，当然，两个区块中子区域的标识数量比例也可以为其他取值，修改上述S307中a和b的取值，以使a与b之间的比例满足比例要求即可。在本申请实施例中，仅以ROI区域包括不同标识的子区域为例进行介绍。通常，ROI区域可以根据场景需求来划分，例如，探测装置对第p帧的图像数据进行分析、处理，以确定第(p+1)帧的图像数据采集时，重点关注视场内的哪些区域，进而确定发射阵列中处于工作状态的发射器所处区域。当然，也可以在探测装置出厂前，将探测阵列中不同区域的探测器的工作参数固定设置，或者，客户也可以基于上位机或者配置软件修改寄存器配置，实现对探测阵列中ROI区域的调整。

应理解，上述仅以发射阵列100划分为两个区块为例，进行介绍。当然，发射阵列100可以划分为更多的区块，且任意两个区域之间满足上述介绍即可。并且，上述仅以固定寻址和循环寻址为例，进行介绍。当然，发射阵列100中的区块还可以采用其他的寻址方式。

其中，第四激光束的发射时刻与第一激光束的发射时刻相同。也就是说，探测装置同时执行S301和S307。

S308、探测装置通过至少一个第四探测器接收第四回波信号。

其中，第四回波信号包括第四激光束的反射信号。第四激光束是S307中的激光束。至少一个第四探测器是至少一个第四接收单元中的至少一个探测器，至少一个第四探测器的具体实现可以参见至少一个第一探测器211的介绍，此处不再赘述。至少一个第四接收单元包括探测阵列200中的一个或多个探测器，至少一个第四接收单元的具体实现可以参见至少一个第一接收单元210的介绍，此处不再赘述。至少一个第四接收单元与第四发射器140对应。

也就是说，探测装置在不同区块中采用不同的寻址方式，以形成空间编码，从而达到抗干扰的效果。

在一些实施例中，不同接收单元之间是错位密排的。以第一接收单元和第五接收单元为例进行说明，其中，第五接收单元是探测阵列中与第一接收单元相邻的单元。第五接收单元可以是上述第二接收单元，也可以是上述第四接收单元，还可以是其他接收单元。下面，分两种情况进行介绍：

情况1，按列错位，即第一接收单元和第五接收单元在列方向是相邻的，且错位排列。

第一接收单元包括第E行至第(E+p)行、第F列至第(F+q)列的探测器，第五接收单元包括第(E+p+1)行至第(E+2p+1)行、第(F+I)列至第(F+I+q)列的探测器。其中，E、p、F、q和I均为正整数，且I≤q。I指示了第一接收单元与第五接收单元在列上错开的数量。也就是说，不同接收单元在水平方向上存在错位，以提高水平方向的分辨率。

示例性的，以图12a为例，E＝F＝1，p＝q＝2，I＝1，即第一接收单元210包括第1行至第3行、第1列至第3列的探测器，第五接收单元250包括第4行至第6行、第2列至第4列的探测器。在图12a中，以第一接收单元210所在行的接收单元为例，相邻两个接收单元在水平方向上的分辨率为0.3°。由于第一接收单元210与第五接收单元250是按列错位的，且错开一列，所以，第一接收单元210与第五接收单元250在水平方向上的分辨率为0.1°，即提高了水平方向的分辨率。

示例性的，探测阵列的全部区域可以是按列错位，或者，探测阵列的部分区域(如中心区域或边缘区域)可以是按列错位，以通过一套探测装置满足不同场景下对视场角和分辨率的需求。

情况2，按行错位，即第一接收单元和第五接收单元在行方向是相邻的，且错位排列。

第一接收单元包括第E行至第(E+p)行、第F列至第(F+q)列的探测器，第五接收单元包括第(E+J)行至第(E+J+p)行、第(F+q+1)列至第(F+2q+1)列的探测器。其中，E、p、F、q和J均为正整数，且J≤p。J指示了第一接收单元与第五接收单元在行上错开的数量。也就是说，不同接收单元在垂直方向上存在错位，以提高垂直方向的分辨率。

示例性的，以图12b为例，E＝F＝1，p＝q＝2，I＝1，即第一接收单元210包括第1行至第3行、第1列至第3列的探测器，第五接收单元250包括第2行至第4行、第4列至第6列的探测器。在图12b中，以第一接收单元210所在列的接收单元为例，相邻两个接收单元在垂直方向上的分辨率为0.3°。由于第一接收单元210与第五接收单元250是按行错位的，且错开一行，所以，第一接收单元210与第五接收单元250在垂直方向上的分辨率为0.1°，即提高了垂直方向的分辨率。

示例性的，探测阵列的全部区域可以是按行错位，或者，探测阵列的部分区域(如中心区域或边缘区域)可以是按行错位，以通过一套探测装置满足不同场景下对视场角和分辨率的需求。

本申请实施例提供一种探测装置，如图2c所示，该探测装置包括：第一发射器110，用于发射第一激光束。至少一个第一探测器211，用于接收第一回波信号，其中，至少一个第一探测器211是至少一个第一接收单元210的一个或多个探测器中的至少一个探测器，第一回波信号包括第一激光束的反射信号。其中，至少一个第一接收单元210与第一发射器110对应，可以参见S302的说明，此处不再赘述。

也就是说，在第一发射器110发射第一激光束之后，由第一探测器211来接收第一回波信号，且第一探测器211是第一接收单元210中的至少一个探测器，而非第一接收单元210中的全部探测器来接收第一回波信号。虽然，第一接收单元210中接收噪声能量和第一回波信号的探测器数量同时降低，但由于噪声是随机分布的，且第一回波信号的能量集中于第一探测器211的分布区域，所以，噪声能量的降低程度远大于第一回波信号的降低程度，如此，探测装置的信噪比得到提升。

在一种可能的设计中，至少一个第一接收单元210与第一发射器110对应，包括，第一发射器110发射的第一激光束被至少一个第一接收单元210中的至少一个第一探测器探测211。

在一种可能的设计中，第一发射器110的形状与至少一个第一接收单元210所构成的形状相同，且尺寸相同，如图5所示。或者，第一发射器110的形状与至少一个第一接收单元210所构成的形状相同，且尺寸不同，如图6所示。

在一种可能的设计中，至少一个第一探测器211的数量为至少两个，且至少两个第一探测器211在探测阵列200中是相邻的，如图8所示，以尽可能多地响应第一回波信号的信号光子。

在一种可能的设计中，至少一个第一探测器211的数量为1个，如图2c所示。

在一种可能的设计中，至少一个第一探测器211的数量小于第一接收单元210中探测器的数量，如图2c所示，以提高系统信噪比，还能够避免不同接收单元之间的串扰。

在一种可能的设计中，至少一个第一探测器211的数量至少是根据环境光强度确定的。

在一种可能的设计中，第一发射器110属于发射阵列100。本申请实施例探测装置还包括：第二发射器120和第二探测器221，如图9b所示。其中，第二发射器120，用于发射第二激光束，第一发射器110位于发射阵列100的第N行，第二发射器120位于发射阵列100的第(N+1)行。或者，第一发射器110位于发射阵列100的第M列，第二发射器120位于发射阵列100的第(M+1)列。第一激光束的发射时刻与第二激光束的发射时刻不同。M和N均为正整数。

第二探测器221，用于接收第二回波信号，其中，第二探测器221是第二接收单元220的一个或多个探测器中的至少一个探测器，第二接收单元220与第二发射器120对应，第二回波信号是第二激光束作用于目标物体后反射的信号。

也就是说，本申请实施例探测装置中，在按行读取的情况下，探测阵列中相邻行的探测器不同时工作，以减少载流子在垂直方向的扩散，从而对抗垂直方向的串扰。在按列读取的情况下，探测阵列中相邻列的探测器不同时工作，以减少载流子在水平方向的扩散，从而对抗水平方向的串扰。

在一种可能的设计中，本申请实施例探测装置还包括：第三发射器130和第三探测器231，如图10b所示。其中，第三发射器130，用于发射第三激光束。第一发射器110和第三发射器130均属于发射阵列100，第一发射器110和第三发射器130之间间隔至少一行，或第一发射器110和第三发射器130之间间隔至少一列；第一激光束的发射时刻与第三激光束的发射时刻相同。

第三探测器231，用于接收第三回波信号。其中，第三探测器231是第三接收单元230的一个或多个探测器中的至少一个探测器，第三接收单元230与第三发射器130对应，第三回波信号是第三激光束作用于目标物体后反射的信号。

也就是说，本申请实施例探测装置中，在按行读取的情况下，探测阵列中同时工作的探测器所在行之间可以间隔一行或多行，以对抗垂直方向的串扰。在按列读取的情况下，探测阵列中同时工作的探测器所在列之间可以间隔一列或多列，以对抗水平方向的串扰。

在一种可能的设计中，本申请实施例探测装置还包括：第四发射器140和第四探测器，如图11b或图11c所示。其中，第四发射器140，用于发射第四激光束。第一发射器110和第四发射器140均属于发射阵列100，第一发射器110位于第一感兴趣ROI区域，第四发射器140位于第二ROI区域。第一ROI区域属于发射阵列100中的第一区块，第二ROI区块属于发射阵列100中的第二区块。第一区块和第二区块的寻址方式不同。第一激光束的发射时刻与第四激光束的发射时刻相同。

第四探测器，用于接收第四回波信号，其中，第四探测器是第四接收单元的一个或多个探测器中的至少一个探测器，第四接收单元与第四发射器140对应，第四回波信号是第四激光束作用于目标物体后反射的信号。

也就是说，本申请实施例探测装置中，发射阵列100包括第一区块和第二区块的情况下，第一区块和第二区块采用不同的寻址方式，以形成空间编码，从而达到抗干扰的效果。

在一种可能的设计中，第一ROI区域包括标识为i的至少一个子区域，第二ROI区域包括标识为(i+k)的至少一个子区域。其中，第一区块和第二区块均包括N个标识所指示的至少一个子区域，N个标识的取值为1到N，每个标识用于指示至少一个子区域，i和k均为正整数，且1≤i≤N，0≤k＜N。每个子区域包括至少一个发射器。在(i+k)≤N的情况下，第一ROI区域包括第一区块中标识为i的至少一个子区域，第二ROI区域包括第二区块中标识为(i+k)的至少一个子区域。在(i+k)＞N的情况下，第一ROI区域包括第一区块中标识为i的至少一个子区域，第二ROI区域包括第二区块中标识为(i+k-N)的至少一个子区域。k指示了第一ROI区域包括的子区域与第二ROI区域包括的子区域在标识上的差值，以方便寻址。如图11b所示，N的取值为12。

在一种可能的设计中，第一ROI区域包括标识为i的至少一个子区域。其中，第一区块包括N个标识所指示的至少一个子区域，N个标识的取值为1到N，每个标识用于指示至少一个子区域。第二ROI区域包括标识为(2*i-1+k)的至少一个子区域，以及标识为(2*i+k)的至少一个子区域。其中，第二区块包括2*N个标识所指示的至少两个子区域，2*N个标识的取值为1到2*N，每个标识用于指示至少一个子区域。i和k均为正整数，且1≤i≤N，0≤k＜2*N。每个子区域包括至少一个发射器。在(2*i+k)≤2*N的情况下，第一ROI区域包括第一区块中标识为i的至少一个子区域，第二ROI区域包括第二区块中标识为(2*i-1+k)的至少一个子区域和标识为(2*i+k)的至少一个子区域。在(2*i+k)＝2*N+1的情况(换言之，即(2*i-1+k)＝2*N的情况)下，第一ROI区域包括第一区块中标识为i的至少一个区域，第二ROI区域包括第二区块中标识为(2*i-1+k)的至少一个子区域和标识为(2*i+k-2*N)的至少一个子区域。在(2*i+k)＞2*N+1的情况(换言之，即(2*i-1+k)＞2*N的情况)下，第一ROI区域包括第一区块中标识为i的至少一个区域，第二ROI区域包括第二区块中标识为(2*i-1+k-2*N)的至少一个子区域和标识为(2*i+k-2*N)的至少一个子区域。k的取值用于确定第一ROI区域包括的子区域与第二ROI区域包括的子区域在标识上的差值，以方便寻址。如图11c所示，N的取值为8。

在一种可能的设计中，第一接收单元210包括第E行至第(E+p)行、第F列至第(F+q)列的探测器。第五接收单元250包括第(E+p+1)行至第(E+2p+1)行、第(F+I)列至第(F+I+q)列的探测器。其中，第五接收单元250是探测阵列200中与第一接收单元210相邻的单元，E、p、F、q和I均为正整数，且I≤q。如图12a所示，不同接收单元在水平方向上存在错位，以提高水平方向的分辨率。

在一种可能的设计中，第一接收单元210包括第E行至第(E+p)行、第F列至第(F+q)列的探测器。第五接收单元250包括第(E+J)行至第(E+J+p)行、第(F+q+1)列至第(F+2q+1)列的探测器。其中，第五接收单元250是探测阵列200中与第一接收单元210相邻的单元，E、p、F、q和J均为正整数，且J≤p。如图12b所示，不同接收单元在垂直方向上存在错位，以提高垂直方向的分辨率。

本申请实施例提供一种终端，该终端包括上述探测装置，当探测装置执行本申请实施例提供的探测方法时，终端即可实现探测功能。该终端可以为智能运输设备、智能制造设备、智能家居设备或者测绘设备等。进一步，所述智能运输设备可以包括车辆、无人机或者机器人等。

本申请实施例提供一种激光雷达，如图13所示，该激光雷达包括：发射阵列1301、发射光学系统1302、接收光学系统1303、探测阵列1304及至少一个处理器1305。发射阵列1301中的第一发射器产生激光束，通过发射光学系统1302发射后，被目标物体反射后，产生回波信号，经由接收光学系统1303被探测阵列1304中的第一探测器接收，由处理器1305根据激光束和回波信号的信息，确定目标物体的三维空间信息，如激光雷达与目标物体之间的距离。

可选的，在图13所示的激光雷达中，还包括存储器1306。处理器1305可以与存储器1306耦合，存储器1306用于存储计算机执行指令。示例性地，在一些实施例中，当处理器1305执行存储器1306存储的指令时，使得该激光雷达通过发射阵列1301中的第一发射器执行如图3所示的S301，通过探测阵列1304中至少一个第一探测器执行如图3所示的S302；或者，使得该激光雷达通过发射阵列1301中的第二发射器执行如图9a所示的S303，通过探测阵列1304中至少一个第二探测器执行如图9a所示的S304；或者，使得该激光雷达通过发射阵列1301中的第三发射器执行如图10a所示的S305，通过探测阵列1304中至少一个第三探测器执行如图10a所示的S306；或者，使得该激光雷达通过发射阵列1301中的第四发射器执行如图11a所示的S307，通过探测阵列1304中至少一个第四探测器执行如图11a所示的S308。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。