[發明專利]基于激光雷達的MEMS振鏡同步裝置、方法及激光雷達

在審

• 申請號: 201711123340.3
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN109782252A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 李軍建;陳佳;張鑫;范玉強
• 申請（專利權）人: 北京萬集科技股份有限公司
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;李相雨

1.一種基于激光雷達的MEMS振鏡同步裝置，其特征在于，包括：處理器以及分別與所述處理器連接的發射單元、MEMS振鏡和MEMS振鏡同步單元；

其中，所述處理器用于產生所述MEMS振鏡的驅動信號，驅動所述MEMS振鏡以諧振頻率按照固有的偏轉角度進行振蕩；

所述發射單元包括激光光源和光束整形單元，所述激光光源用于發射光束，所述光束整形單元用于將所述光束整形后射入所述MEMS振鏡上；

所述MEMS振鏡同步單元包括參考光源和位置檢測模塊，所述參考光源和所述位置檢測模塊位于所述MEMS振鏡的兩側，所述參考光源作為MEMS振鏡偏轉角度偵測的輔助光源，用于發射光束入射至所述MEMS振鏡上，經所述MEMS振鏡反射后被所述位置檢測模塊接收，所述位置檢測模塊根據接收到的光信號轉換為電壓信號發送給所述處理器，所述處理器根據傳遞回來的電壓信號確定所述MEMS振鏡的偏轉角度信息；

所述處理器根據所述MEMS振鏡的偏轉角度信息控制所述激光光源發光，實現MEMS振鏡角度和激光光源發光的同步。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述位置檢測模塊包括位置檢測器件和處理電路，所述位置檢測器件用于將接收到的光信號轉換為電流信號，所述處理電路用于檢測所述電流信號并轉換為電壓信號傳遞給所述處理器。

3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述位置檢測器件為光電二極管PD。

4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述參考光源和所述光電二極管PD的相對位置滿足以下條件：當所述MEMS振鏡旋轉到正向最大位置或負向最大位置時，所述參考光源發出的光束經過所述MEMS振鏡反射后入射至所述PD上，而當所述MEMS振鏡旋轉到其他角度時，所述參考光源發出的光束經過所述MEMS振鏡反射后無法被所述PD接收，且所述參考光源發射的光束的路徑與所述激光光源發射的光束的路徑沒有干涉。

5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，在所述光電二極管PD接收到光信號時將該光信號轉換為電流信號，所述處理電路用于檢測所述電流信號并轉換為電壓信號傳遞給所述處理器；所述處理器在接收到所述處理電路發送的電壓信號時開始控制所述激光光源在所述MEMS振鏡的一個偏轉周期內進行角度均勻發光，實現MEMS振鏡角度和激光光源發光的同步；

其中，在所述光電二極管PD接收到光信號時表示所述MEMS振鏡旋轉至正向最大位置或負向最大位置。

6.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述位置檢測器件為位置敏感傳感器PSD。

7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述參考光源和所述位置敏感傳感器PSD的相對位置滿足以下條件：在所述MEMS振鏡旋轉至MEMS振鏡固有振動角度范圍內的任一角度時，所述參考光源發射的光束入射至所述MEMS振鏡上經過所述MEMS振鏡反射的光束均能夠射至所述位置敏感傳感器PSD上，且所述參考光源發射的光束的路徑與所述激光光源發射的光束的路徑沒有干涉。

8.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述位置敏感傳感器PSD用于將接收到的光信號轉換為PSD兩側的電流信號，所述處理電路用于檢測所述PSD兩側的電流信號并轉換為電壓信號傳遞給所述處理器；

相應地，所述處理器根據所述處理電路傳遞的電壓信號確定所述PSD兩側的電流信號，并根據參考光源發出的光束經過所述MEMS振鏡反射后打在所述PSD光敏面上的位置以及所述PSD的光敏面長度計算所述MEMS振鏡的偏轉角度信息。