[發明專利]激光雷達系統及其照明裝置和測距方法

在審

• 申請號: 201711084143.5
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107703497A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 周曉慶;賈相飛
• 申請（專利權）人: 北京瑞特森傳感科技有限公司
• 主分類號: G01S7/48
• 分類號: G01S7/48;G01S17/10
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 孟金喆

技術領域

本發明實施例涉及激光雷達技術，尤其涉及一種激光雷達系統及其照明裝置和測距方法。

背景技術

現有技術的激光雷達系統通常根據待測目標物體與激光雷達之間的距離，選擇近場激光雷達照明裝置輔助獲取近場范圍內的待測目標物的位置，或者選擇遠場激光雷達照明裝置輔助獲取近場范圍內的待測目標物或遠場范圍內的待測目標物的位置，但是遠場激光雷達的掃描頻率通常較低，無法滿足在獲取遠場范圍內待測目標物位置前提下，實時獲取近場范圍內快速移動的待測目標物位置的需求。

發明內容

本發明提供一種激光雷達系統及其照明裝置和測距方法，以實現現有技術的激光雷達系統無法滿足在獲取遠場范圍內待測目標物的距離信息的前提下，實時獲取近場范圍內快速移動的待測目標物的距離信息的需求。

第一方面，本發明實施例提供了一種激光雷達照明裝置，包括近場照明機構、遠場照明機構，以及用于產生近場控制脈沖和遠場控制脈沖的控制器；

所述近場照明機構根據所述近場控制脈沖輸出近場照明光，所述遠場照明機構根據所述遠場控制脈沖輸出遠場照明光，且所述近場照明光和所述遠場照明光符合預設照明光組合，使控制器根據激光雷達的接收裝置獲取的，所述近場照明光或所述遠場照明光遇到待測目標物后的反射光的接收時刻，確定待測目標物的距離信息；

所述遠場照明機構的輸出端與所述近場照明機構的輸出端并排設置，且所述近場照明光與所述遠場照明光的視角的中心軸之間的距離在預設距離范圍內。

進一步，所述預設照明光組合包括：

所述控制器還產生掃描脈沖，并根據所述掃描脈沖，控制所述遠場照明光以所述掃描脈沖的頻率在設定空域上掃描，使設定空域上的，所述近場照明光的輸出時刻與前一幀所述遠場照明光的輸出時刻之差，大于所述遠場照明光的最大飛行時間，所述遠場照明光的輸出時刻與前一幀所述近場照明光的輸出時刻之差，大于所述近場照明光的最大飛行時間。

進一步，所述預設照明光組合包括：

所述控制器控制所述近場控制脈沖和所述遠場控制脈沖，使所述近場光照明機構和所述遠場照明機構同時分別輸出所述近場照明光和所述遠場照明光。

進一步，所述預設照明光組合包括：

所述近場照明光和所述遠場照明光的波段不同。

進一步，所述近場照明機構包括近場光源和擴束鏡；

所述控制器通過近場控制脈沖控制所述近場光源輸出近場出射光，所述近場出射光經所述擴束鏡形成近場照明光。

進一步，所述近場光源為LED點陣或激光管。

進一步，所述遠場照明機構包括遠場光源、掃描鏡和結構光棱鏡模組；

所述控制器通過掃描脈沖控制所述掃描鏡在預設角度范圍內旋轉；

所述掃描鏡在旋轉過程中將所述遠場光源輸出的遠場出射光反射到所述結構光棱鏡模組的不同位置，所述位置軌跡位于同一直線上；

所述結構光棱鏡模組將接收的所述遠場出射光轉換成遠場照明光輸出。

進一步，所述遠場照明機構還包括準直鏡；

所述準直鏡設于所述遠場光源與所述掃描鏡之間，用于準直所述遠場光源輸出的遠場出射光。

進一步，所述掃描鏡為MEMS鏡、掃描振鏡或反射鏡組件中的一種；

其中，反射鏡組件包括反射鏡和掃描機構，所述掃描機構用于控制所述反射鏡在預設角度范圍內旋轉。

進一步，所述掃描脈沖的頻率小于所述近場控制脈沖的頻率，所述掃描脈沖的頻率大于30幀每秒；

所述近場照明光與所述遠場照明光的水平視角范圍大于或等于45度，垂直視角范圍大于或等于20度。

第二方面，本發明實施例還提供了一種激光雷達系統，包括接收裝置以及如第一方面所述的激光雷達照明裝置；

所述激光雷達照明裝置用于輸出符合預設照明光組合的近場照明光和遠場照明光；

所述接收裝置用于接收所述近場照明光的反射光或所述遠場照明光的反射光；

所述控制器根據所述預設光規則和所述反射光的接收時刻確定待測目標物的距離信息。

第三方面，本發明實施例還提供了一種激光雷達測距方法，包括：

通過近場控制脈沖控制激光雷達照明裝置輸出近場照明光，通過遠場控制脈沖控制所述激光雷達照明裝置輸出遠場照明光，且所述近場照明光和所述遠場照明光符合預設照明光組合；

根據所述預設照明光組合和激光雷達接收裝置獲取的，所述近場照明光或所述遠場照明光遇到待測目標物后的反射光的接收時刻，確定待測目標物的距離信息。