[發明專利]測距通信一體化激光雷達

有效

• 申請號: 201610191895.0
• 申請日: 2016-03-30
• 公開（公告）號: CN105738913B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 張宇飛;賀巖;羅遠;朱小磊;陳衛標
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G01S17/32
• 分類號: G01S17/32;H04B10/112
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司31213
• 代理人: 張澤純,張寧展

1.一種測距通信一體化激光雷達，其特征是：包括主控電路模塊(100)、激光光源模塊(200)、單光子探測器模塊(300)、激光發射光學模塊(400)和激光接收光學模塊(500)；

所述的主控電路模塊(100)包括命令輸入模塊(110)、FPGA控制電路模塊(120)、AD采集電路模塊(130)和顯示模塊(140)，所述激光光源模塊(200)包括半導體激光器(220)和半導體激光器驅動電路模塊(210)，所述的命令輸入模塊(110)接收用戶設置的通信碼并傳至FPGA控制電路模塊(120)，該FPGA控制電路模塊(120)產生的光源調制信號，經半導體激光器驅動電路模塊(210)輸入到所述的半導體激光器(220)，該半導體激光器(220)產生與光源調制信號波形一致的編碼激光信號，該編碼激光信號經激光發射光學模塊(400)發射出射激光：

當出射激光照射在非合作目標上，經非合作目標反射后形成激光反射回波信號，該激光反射回波信號經所述的激光接收光學模塊(500)接收后，入射到所述的單光子探測器模塊(300)，該單光子探測器模塊(300)將激光回波信號轉化為電信號后由AD采集電路模塊(130)采集，并轉化為數字碼序列傳至所述的FPGA控制電路模塊(120)，FPGA控制電路模塊(120)將激光反射回波信號轉換的數字碼序列與原始光源調制碼序列進行相關運算，獲得目標距離，并傳至顯示模塊(140)進行顯示；

當出射激光照射在合作目標上，經合作目標反射后形成激光反射回波信號，同時，合作目標解碼該出射激光，并根據解碼的內容對激光反射回波信號進行被動調制，形成應答激光信號，所述激光反射回波信號和應答激光信號由所述的激光接收光學模塊(500)接收后傳輸到所述的單光子探測器模塊(300)，該單光子探測器模塊(300)將兩種激光信號轉化為電信號，由AD采集電路模塊(130)采集，并轉化為數字碼序列后傳至所述的FPGA控制電路模塊(120)，該FPGA控制電路模塊(120)將激光反射回波信號數字碼序列和應答激光信號數字碼序列進行區分，FPGA控制電路模塊(120)將激光反射回波信號數字碼序列與原始光源調制碼序列進行相關運算，獲得目標距離，FPGA控制電路模塊(120)將應答激光信號數字碼序列進行解碼，獲得應答信息，FPGA控制電路模塊(120)將目標距離和應答信息傳至顯示模塊(140)進行顯示。

2.根據權利要求1所述的一種測距通信一體化激光雷達，其特征是：所述的FPGA控制電路模塊(120)產生的光源調制信號是由通信信息調制過的偽隨機碼序列。

3.根據權利要求1所述的一種測距通信一體化激光雷達，其特征是：所述的半導體激光器(220)是峰值功率為百毫瓦級的低功率半導體激光器。

4.根據權利要求1所述的一種測距通信一體化激光雷達，其特征是：所述的單光子探測器模塊(300)為具有光子級高靈敏度的蓋革模式APD探測器。

5.根據權利要求1所述的一種測距通信一體化激光雷達，其特征是：光發射光學模塊(400)由光學發射透鏡和勻化片組成，實現激光發射光斑的均勻化和可變發散角。

6.根據權利要求1所述的一種測距通信一體化激光雷達，其特征是：所述的激光接收光學模塊(500)由光學接收透鏡、窄帶濾光片和光闌組成，用于控制激光接收光學模塊(500)的接收視場角和濾除背景光，且激光接收光學模塊(500)的接收視場角可調。