[發明專利]車載四線激光雷達系統及其電路、方法

無效

• 申請號: 201110342955.1
• 申請日: 2011-11-03
• 公開（公告）號: CN102508255A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 陳滔;伍棟揚;王冰
• 申請（專利權）人: 廣東好幫手電子科技股份有限公司
• 主分類號: G01S17/88
• 分類號: G01S17/88;G01S17/93;G01S7/481
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.車載四線激光雷達系統，主要由供電系統、控制系統、發射系統、接收系統、光學系統和掃描系統組成；供電系統向各系統提供電源，控制系統控制發射系統發出激光，激光通過光學系統處理后，遇目標物體反射回來，再經光學系統處理后，由接收系統接收反射回波信號并進行一系列處理后，反饋回控制系統，由控制系統進行運算處理；所述發射系統由4個激光器發射激光，掃描系統包括電機和水銀滑環，其特征是：所述4個激光器設置在電機驅動軸上，并受電機驅動進行旋轉掃描，形成四線激光雷達掃描；激光器通過水銀滑環與外部電路進行電氣連接，水銀滑環的活動端與電機驅動軸連接，與激光器一起隨驅動軸旋轉。

2.根據權利要求1所述的車載四線激光雷達系統，其特征是：所述4個激光器在電機驅動軸上垂直排列成一列，其光軸與水平面形成不同的角度。

3.根據權利要求1或2所述的車載四線激光雷達系統，其特征是：所述電機為直流步進電機。

4.實現權利要求1所述的車載四線激光雷達系統的電路，包括控制系統電路、發射系統電路、掃描系統電路、接收系統電路、供電系統電路；其中供電系統電路包括有向各個系統電路供電的電源模塊；其特征是：

所述控制系統電路包括控制芯片及分別與控制芯片連接的顯示模塊和通信接口，顯示模塊顯示內容由控制芯片控制，控制芯片通過通信接口與外部通訊；

所述發射系統包括依次相連的脈沖發生器、開關驅動電路、激光器，脈沖發生器與控制系統電路的控制芯片相連，并受其控制；脈沖發生器向開關驅動電路提供信號驅動信號，由開關驅動電路驅動4個激光器工作；?

掃描系統電路包括電機和水銀滑環，水銀滑環固定端通過接線端與驅動電路進行電氣連接；所述4個激光器設置在電機驅動軸上，與水銀環的活動端由一起隨電機驅動軸進行旋轉掃描，形成四線激光雷達掃描；激光器通過水銀滑環活動端的接線端與水銀滑環電氣連接；

所述接收系統電路主要由依次相連的偏壓電路、接收電路、放大電路、時刻鑒別電路、時間間隔測量電路組成；偏壓電路為接收電路提供所需的偏壓，接收電路接收經反射的激光回波信號，放大電路、時刻鑒別電路對接收的激光回波信號進行處理，然后把處理好的信號送入時間間隔測量電路；時間間隔測量電路還分別與發射系統電路中的脈沖發生器和控制系統電路的控制芯片相連，接收脈沖發生器發出的激光脈沖開始發出的信號，并依此信號與回波信號進行時間間隔測量，將所測的時間間隔參數傳送給控制芯片進行最終處理。

5.根據權利要求4所述的電路，其特征是：所述激光器為產生的激光波長為850~950nm、占空比<0.1%的脈沖半導體激光器。

6.根據權利要求5所述的電路，其特征是：所述脈沖半導體激光器為德國的OSRAM公司生產的SPL?LL系列脈沖半導體激光器。

7.根據權利要求4所述的電路，其特征是：所述開關驅動電路主要開關器件為Elantec?公司生產的EL7041C。

8.根據權利要求4所述的電路，其特征是：所述接收電路接收器件為內部電流增益為10~100倍的APD雪崩二極管。

9.根據權利要求4所述的電路，其特征是：所述時間數字轉換芯片為德國ACAM公司生產的高精度時間數字轉換芯片TDC—GP2。

10.實現權利要求1所述的車載四線激光雷達系統的方法?,包括如下步驟：

a.由系統的控制電路提供信號控制發射系統發射激光脈沖，同時向接收系統傳送激光脈沖開始發出的信號；

b.發射系統由排列成一列的4個激光器按不同角度同時發射激光；

c.4個激光器設置在電機驅動軸上，并受電機驅動進行旋轉掃描，形成四線激光雷達同時掃描；

d.激光器通過水銀滑環與外部電路進行電氣連接，水銀滑環的活動端與電機驅動軸連接，與激光器一起隨驅動軸旋轉；

e.由光學系統對發射的激光進行準直和整形、以及對激光反射回波進行濾光聚焦處理；

f.經光學系統處理后的激光反射回波信號由接收系統對進行接收，將其轉換為電信號后進行放大、整形、濾波和進行時刻鑒別；采用恒定比值鑒別方法，與收到的脈沖激光開始發出信號的時刻對比，得到激光飛行時間，并將其送入控制系統；

g.控制系統根據光速和激光飛行時間，根據激光脈沖測距依激光脈沖測距運算得到被檢測目標的距離、方位、大小，并結合本車速度計算得到目標的運動速度；控制系統根據運算結果結合內置軟件進行輔助駕駛；

h.將車載四線激光雷達安裝在汽車車頭前端的中間位置。