[發明專利]一種三維成像激光雷達

在審

• 申請號: 201710727603.5
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107346021A
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 王歡
• 申請（專利權）人: 池州睿成微電子有限公司
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司31300
• 代理人: 董澤宇

技術領域

本發明涉及服裝檢測設備領域，特別涉及一種三維成像激光雷達。

背景技術

自從世界上第一臺紅寶石激光器于1961年研制出來之后，用于測距的激光雷達很快就被發明了出來，人們在激光雷達領域的研究在迅速加深。激光雷達技術較其他探測如無線電雷達和超聲波雷達，顯現出極大的優勢。一方面，激光雷達能夠發揮其光學成像特性，通過成像來反映探測目標的三維、全面的信息，而不僅僅是目標的存在和距離信息；另一方面，激光雷達具有極短的光波長，使得探測精度大大提高。此外，激光雷達還具有抗干擾能力強，可靠性高，測速快，效率高，可用時間長等優點。

三維成像激光雷達是適合安裝在車輛上使用的激光雷達，具有體積小，質量輕，測量范圍遠，反應速度快等特點。目前，國內三維成像激光雷達的相關研究和應用開始得較晚，與國外的研究和應用相比，存在一些差距，通過借鑒國外的激光雷達技術的研究應用，不斷改進國內現有的激光雷達技術，使得我國激光雷達技術在今后有更好的發展。

如何將激光雷達的百花齊放的理論研究成果轉為有實用價值和商業價值的成果。盡管車載激光雷達的產品在國外已有很多，而且大多都定價高昂，在小型化和民用化應用領域仍沒有較好的解決方案，故實現三維成像雷達的自主研究和生產有較高的實用價值和商業價值。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術的缺陷，提出一種三維成像激光雷達，擁有可測量的距離比較長、測距迅速、無需目標，隱蔽性好，安全性高等優點。

本發明的技術方案：

一種三維成像激光雷達，包含處理控制單元、高精度時間間隔測量單元、回波信號處理單元、激光發射單元、激光接收單元，所述處理控制單元由信號控制處理電路、激光器驅動電路、APD信號接收電路、信號處理電路、高精度時間間隔測量電路組成，信號控制處理電路為控制中心，激光器驅動電路與激光發射單元相連接，APD信號接收電路與激光接收單元相連接，信號處理電路與回波信號處理單元相連接，高精度時間間隔測量電路與高精度時間間隔測量單元相連接，處理控制單元分別與高精度時間間隔測量單元以及激光發射單元相連接，激光接收單元與回波信號處理單元相連接。

進一步地，所述激光發射單元為激光器，型號為多量子阱In Ga As半導體激光器PGEW2S09，回波信號處理單元為光電檢測傳感器，型號為硅外延擴散型雪崩二極管AD500-9。

進一步地，所述激光發射單元采用的光學元件為四片式雙膠合透鏡，激光接收單元采用的光學元件為單片非球面加濾光片。

進一步地，所述激光器驅動電路的驅動電源為電容充放電式電源，其電壓為100-250V。

進一步地，所述APD信號接收電路的偏置電壓為100-250V。

進一步地，所述信號處理電路中的帶寬為50MHZ，應用兩級放大器來放大電信號，放大倍數為25倍。

與現有技術相比：本發明選取了滿足系統需求的半導體激光器和 APD 探測器，使得激光系統更加小型化，測量精度更高，響應速率更快；發射光學系統采用的是四片式雙膠合透鏡，達到了準直的要求；接收光學系統采用單片非球面加濾光片，即可滿足接收光線聚焦要求，所設計兩部分光學系統結構不僅簡單，又能滿足系統目標要求。可測量的距離比較長，以總平均光功率為定量的情況下，就測量距離這一參數來說，脈沖光波型激光測距儀在此參數上所能達到的數值遠遠大于連續光波型激光測距儀。

附圖說明

圖1為本發明系統結構示意圖。

圖2為本發明激光發射單元光學系統結構示意圖。

圖3為本發明激光接收單元光學系統結構示意圖。

圖4為本發明控制電路系統框架。

圖5為本發明激光器驅動電路圖。

圖6為本發明前置互阻放大電路原理圖。

圖中：1-處理控制單元，2-高精度時間間隔測量單元，3-回波信號處理單元、4-激光發射單元，5-激光接收單元。

具體實施方式

下面結合附圖進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

實施例1：