[發(fā)明專利]一種MEMS微鏡掃描激光雷達(dá)系統(tǒng)及其掃描方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810607382.2
• 申請(qǐng)日: 2018-06-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109031345A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張松;薛俊亮;萬(wàn)亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京經(jīng)緯恒潤(rùn)科技有限公司
• 主分類號(hào): G01S17/93
• 分類號(hào): G01S17/93
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

1.一種MEMS微鏡掃描激光雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于，包括激光發(fā)射器、激光接收器、環(huán)路器、MEMS微鏡和時(shí)序控制與測(cè)量模塊；

所述激光發(fā)射器在所述時(shí)序控制與測(cè)量模塊的控制下發(fā)射激光；

所述環(huán)路器將所述激光輸出至所述MEMS微鏡；

所述MEMS微鏡在所述時(shí)序控制與測(cè)量模塊的控制下按照預(yù)設(shè)掃描模式對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行二維掃描，并在掃描的過(guò)程中將所述環(huán)路器輸出的激光反射至所述目標(biāo)區(qū)域，將所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)障礙物的反射光反射回所述環(huán)路器；

所述環(huán)路器將所述MEMS微鏡反射的障礙物的反射光輸出至所述激光接收器；

所述激光接收器根據(jù)接收到的所述障礙物的反射光生成回波信號(hào)；

所述時(shí)序控制與測(cè)量模塊根據(jù)所述激光接收器生成的回波信號(hào)和所述MEMS微鏡反饋的角度信息生成掃描結(jié)果，所述掃描結(jié)果包括所述障礙物的距離、所述障礙物的反射率、所述MEMS微鏡的水平角度和豎直角度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)路器包括光纖環(huán)路器和空間光環(huán)路器，所述環(huán)路器具有第一端、第二端和第三端；

所述激光發(fā)射器發(fā)射的激光從所述第一端進(jìn)入所述環(huán)路器，從所述第二端輸出至所述MEMS微鏡；

所述MEMS微鏡反射的障礙物的反射光從所述第二端進(jìn)入所述環(huán)路器，從所述第三端輸出至所述激光接收器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)路器和所述MEMS微鏡之間具有準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡；

所述環(huán)路器輸出的所述激光經(jīng)過(guò)所述準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡后輸出至所述MEMS微鏡；所述MEMS微鏡反射的障礙物的反射光經(jīng)過(guò)所述準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡后進(jìn)入所述環(huán)路器。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述激光雷達(dá)系統(tǒng)包括一對(duì)所述激光發(fā)射器和所述激光接收器、一個(gè)所述環(huán)路器和一個(gè)所述準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述激光雷達(dá)系統(tǒng)包括多對(duì)所述激光發(fā)射器和所述激光接收器、多個(gè)所述環(huán)路器和多個(gè)所述準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡；

任一對(duì)所述激光發(fā)射器和所述激光接收器都與一個(gè)所述環(huán)路器和一個(gè)所述準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡對(duì)應(yīng)設(shè)置。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，相鄰的兩個(gè)所述準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡的水平夾角為所述MEMS微鏡最大偏轉(zhuǎn)角度的兩倍。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述激光雷達(dá)系統(tǒng)還包括MEMS微鏡驅(qū)動(dòng)電路；

所述MEMS微鏡驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)所述時(shí)序控制與測(cè)量模塊發(fā)出的控制所述MEMS微鏡的控制信號(hào)生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述MEMS微鏡進(jìn)行二維掃描。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括電源模塊；

所述電源模塊向所述激光發(fā)射器、所述激光接收器和所述時(shí)序控制與測(cè)量模塊供電。

9.一種MEMS微鏡掃描激光雷達(dá)系統(tǒng)的掃描方法，其特征在于，包括：

激光發(fā)射器在時(shí)序控制與測(cè)量模塊的控制下發(fā)射激光；

環(huán)路器將所述激光傳輸至MEMS微鏡；

所述MEMS微鏡在所述時(shí)序控制與測(cè)量模塊的控制下按照預(yù)設(shè)掃描模式對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行二維掃描，并在掃描的過(guò)程中將所述激光反射至所述目標(biāo)區(qū)域，將所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)障礙物的反射光反射回所述環(huán)路器；

所述環(huán)路器將所述MEMS微鏡反射的障礙物的反射光傳輸至所述激光接收器；

所述激光接收器根據(jù)接收到的所述障礙物的反射光生成回波信號(hào)；

所述時(shí)序控制與測(cè)量模塊根據(jù)所述激光接收器生成的回波信號(hào)和所述MEMS微鏡反饋的角度信息生成掃描結(jié)果，所述掃描結(jié)果包括所述障礙物的距離、所述障礙物的反射率、所述MEMS微鏡的水平角度和豎直角度。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述激光雷達(dá)系統(tǒng)包括多對(duì)所述激光發(fā)射器和所述激光接收器時(shí)，激光發(fā)射器在時(shí)序控制與測(cè)量模塊的控制下發(fā)射激光包括：

多個(gè)所述激光發(fā)射器在所述時(shí)序控制與測(cè)量模塊的控制下依次發(fā)射激光。