[發明專利]一種MEMS微鏡掃描激光雷達系統及其掃描方法

在審

• 申請號: 201810607382.2
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN109031345A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 張松;薛俊亮;萬亮
• 申請（專利權）人: 北京經緯恒潤科技有限公司
• 主分類號: G01S17/93
• 分類號: G01S17/93
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

本發明提供了一種MEMS微鏡掃描激光雷達系統及其掃描方法，包括激光發射器、激光接收器、環路器、MEMS微鏡和時序控制與測量模塊，激光發射器發射激光；環路器將激光傳輸至MEMS微鏡；MEMS微鏡將環路器輸出的激光反射至目標區域，將目標區域內障礙物的反射光反射回環路器；環路器將MEMS微鏡反射的障礙物的反射光傳輸至激光接收器；激光接收器根據接收到的障礙物的反射光生成回波信號；時序控制與測量模塊根據激光接收器生成的回波信號和MEMS微鏡反饋的角度信息生成掃描結果，從而可以在實現激光雷達系統高分辨率的基礎上，減少激光雷達系統中激光接收器的個數，降低激光雷達系統的成本。

技術領域

本發明涉及激光探測技術領域，更具體地說，涉及一種MEMS微鏡掃描激光雷達系統及其掃描方法。

背景技術

攝像頭、毫米波雷達和激光雷達是智能駕駛汽車中最常見的三種環境感知傳感器。由于激光雷達可以對車輛周圍的環境進行精準的建模，因此，高度自動駕駛(L3等級以上)的智能駕駛汽車必須安裝激光雷達。

激光雷達按照有無掃描機構可分為非掃描式激光雷達和掃描式激光雷達，而掃描式激光雷達按照掃描機構的不同又可分為機械旋轉式、電子掃描式和MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem，微機電系統)微鏡掃描激光雷達。由于基于MEMS微鏡掃描的固態掃描技術使得激光雷達的小型化、低成本和低功耗成為可能，因此，現有的智能駕駛汽車大多采用MEMS微鏡掃描激光雷達。

現有的一種MEMS微鏡掃描激光雷達包括多個激光發射器、MEMS微鏡、多個激光接收器和處理模塊，MEMS微鏡反射激光發射器出射的激光并按照預設旋轉角度對目標區域進行激光掃描，激光接收器接收目標區域內物體反射的激光，并根據物體反射的激光生成回波信號，以便處理模塊根據回波信號計算出目標區域內物體的距離。

但是，由于現有的MEMS微鏡掃描激光雷達采用不同的激光接收器接收目標區域內不同位置的反射光，因此，使得激光雷達的分辨率受限于激光接收器的個數，并且，由于激光接收器的價格較昂貴，因此，導致低成本的激光雷達的分辨率較低，高分辨率的激光雷達的成本較高。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種MEMS微鏡掃描激光雷達系統及其掃描方法，以解決現有的MEMS微鏡掃描激光雷達分辨率受限于激光接收器的個數的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種MEMS微鏡掃描激光雷達系統，包括激光發射器、激光接收器、環路器、MEMS微鏡和時序控制與測量模塊；

所述激光發射器在所述時序控制與測量模塊的控制下發射激光；

所述環路器將所述激光輸出至所述MEMS微鏡；

所述MEMS微鏡在所述時序控制與測量模塊的控制下按照預設掃描模式對目標區域進行二維掃描，并在掃描的過程中將所述環路器輸出的激光反射至所述目標區域，將所述目標區域內障礙物的反射光反射回所述環路器；

所述環路器將所述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接收到的所述障礙物的反射光生成回波信號；

所述時序控制與測量模塊根據所述激光接收器生成的回波信號和所述MEMS微鏡反饋的角度信息生成掃描結果，所述掃描結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。

優選的，所述環路器包括光纖環路器和空間光環路器，所述環路器具有第一端、第二端和第三端；

所述激光發射器發射的激光從所述第一端進入所述環路器，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入所述環路器，從所述第三端輸出至所述激光接收器。