[實用新型]一種MEMS振鏡同步信號反饋裝置及激光雷達

有效

• 申請號: 201721513503.4
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN207457499U
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 陳佳;屈志巍;李軍建;張正正;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: G01S13/02
• 分類號: G01S13/02;G01S7/02
• 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

本實用新型提供了一種MEMS振鏡同步信號反饋裝置及激光雷達，激光發射單元發射激光并經過光束整形單元進行光束整形后，入射到由MEMS驅動單元驅動的MEMS發射單元諧振反射后對待測物平面進行視場掃描；光電探測器用于在檢測到MEMS發射單元處于最大偏轉角度時向信號控制與處理單元反饋電信號，以使信號控制與處理單元根據所述電信號對所述激光驅動單元進行控制，實現MEMS發射單元和激光發射單元的同步。本實用新型提供的MEMS振鏡同步信號反饋裝置引入反饋信號用于控制激光發射單元發光實現同步并形成閉環控制，裝置整體具有靈活穩定性，可實現均勻或非均勻多線掃描。并相比目前常用的機械旋轉激光雷達裝置技術，具有尺寸小、結構簡單，易集成等特點。

技術領域

本實用新型涉及激光雷達技術領域，具體涉及一種MEMS振鏡同步信號反饋裝置及激光雷達。

背景技術

激光雷達通過發射激光光束來探測目標方位、速度等信息，其具有測距精度高，方向性強，響應快，不受地面雜波影響等優勢，已廣泛應用到社會各個領域。并且激光雷達可以形成精度高達厘米級別的立體環境地圖數據，因此在高級駕駛輔助系統(ADAS)及無人駕駛系統中具有重要應用。

目前應用于掃描激光雷達系統的技術方案主要基于機械旋轉部件實現，電機結構復雜，尺寸較大，不易集成；此外還有技術方案采用MEMS振鏡的諧振改變光路，完成多線束掃描，該方案提高了整體系統的穩定性，并具有尺寸小、結構簡單，成本低等特點。但由于MEMS振鏡在振動過程實時位置信息以及激光發射單元的控制信號較難實現同步控制，給系統設計和調試帶來了較大的難度。

實用新型內容

針對現有技術中的缺陷，本實用新型提供一種MEMS振鏡同步信號反饋裝置及激光雷達，本實用新型能夠實現激光發射和MEMS振鏡振蕩的同步控制，且結構簡單，易于實現，成本低廉，穩定性好。

為實現上述目的，本實用新型提供以下技術方案：

第一方面，本實用新型提供了一種MEMS振鏡同步信號反饋裝置，包括：激光驅動單元、激光發射單元、光束整形單元、MEMS驅動單元、MEMS發射單元、光電探測器以及信號控制與處理單元，所述信號控制與處理單元分別與所述激光驅動單元以及所述光電探測器連接；

所述激光發射單元在所述激光驅動單元的驅動下發射激光并經過所述光束整形單元進行光束整形后，入射到由所述MEMS驅動單元驅動的MEMS發射單元并由所述MEMS發射單元進行諧振反射后對待測物平面進行視場掃描；其中，所述MEMS驅動單元驅動所述MEMS發射單元按照預設的諧振頻率進行振蕩，以保證經MEMS發射單元諧振反射后的激光的實際掃描視場范圍w₁大于待測物平面的視場范圍w₂；

所述光電探測器位于所述實際掃描視場范圍之內且位于所述待測物平面的視場范圍之外，所述光電探測器用于檢測所述MEMS發射單元是否處于最大偏轉角度，并在檢測到所述MEMS發射單元處于最大偏轉角度時向所述信號控制與處理單元發送電信號；

所述信號控制與處理單元在接收到所述電信號時對所述激光驅動單元進行控制，實現所述MEMS發射單元和所述激光發射單元的同步。

進一步地，所述光電探測器的個數為一個，該光電探測器用于檢測所述MEMS發射單元的正向最大偏轉角度或負向最大偏轉角度，其中，該光電探測器放置在只能接收到正向最大偏轉角度或負向最大偏轉角度反射的光束而接收不到其他偏轉角度反射的光束的位置。

進一步地，所述光電探測器的個數為兩個，其中第一光電探測器用于檢測所述MEMS發射單元的正向最大偏轉角度，第二光電探測器用于檢測所述MEMS發射單元的負向最大偏轉角度；其中，第一個光電探測器放置在只能接收到正向最大偏轉角度反射的光束而接收不到其他偏轉角度反射的光束的位置；第二個光電探測器放置在只能接收到反向最大偏轉角度反射的光束而接收不到其他偏轉角度反射的光束的位置。