[發(fā)明專利]激光雷達(dá)裝置和激光雷達(dá)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810790618.0
• 申請(qǐng)日: 2018-07-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108828559A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊曉杰;宋院鑫;楊國(guó)文;趙衛(wèi)東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 度亙激光技術(shù)（蘇州）有限公司
• 主分類號(hào): G01S7/481
• 分類號(hào): G01S7/481;G01S7/484;G01S7/486
• 代理公司: 北京三聚陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 成珊

本發(fā)明涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種激光雷達(dá)裝置，該激光雷達(dá)裝置包括信號(hào)發(fā)射模塊，用于發(fā)射激光信號(hào)至目標(biāo)物；信號(hào)接收模塊，與信號(hào)發(fā)射模塊集成于同一激光雷達(dá)主板，用于接收目標(biāo)物反射回來(lái)的激光信號(hào)；光路調(diào)節(jié)模塊，設(shè)置于激光信號(hào)所在光路上，用于調(diào)節(jié)激光的光路；數(shù)據(jù)處理模塊，與信號(hào)接收模塊連接，用于對(duì)目標(biāo)物反射回來(lái)的激光信號(hào)進(jìn)行分析處理。其中，信號(hào)發(fā)射模塊為垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)陣列。信號(hào)發(fā)射模塊和信號(hào)接收模塊集成于同一塊激光雷達(dá)主板上，很大程度上簡(jiǎn)化了該激光雷達(dá)裝置的結(jié)構(gòu)，縮小了現(xiàn)有的激光雷達(dá)裝置的體積，提高了集成度，符合當(dāng)前激光雷達(dá)的小型化發(fā)展趨勢(shì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于垂直腔面發(fā)射激光器的 激光雷達(dá)裝置和激光雷達(dá)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

激光雷達(dá)(LiDAR)在汽車自動(dòng)駕駛領(lǐng)域市場(chǎng)迅速增長(zhǎng)，主要是通過(guò)利 用近紅外波段的905nm半導(dǎo)體激光器發(fā)射激光脈沖，然后利用硅基雪崩光 電探測(cè)器(APD)收集反射光信號(hào)來(lái)創(chuàng)建汽車周圍環(huán)境的點(diǎn)云圖，實(shí)現(xiàn)自主 導(dǎo)航和輔助駕駛。

美國(guó)著名的Velodyne公司擁有16、32、64線三種規(guī)格的機(jī)械式快速 掃描激光雷達(dá)，其中最高規(guī)格的64線激光雷達(dá)測(cè)量范圍可達(dá)到120m，測(cè) 量精度在20mm左右，但是其價(jià)格甚至高達(dá)7.5萬(wàn)美元，非常昂貴，且體 積較為龐大，無(wú)法在輔助駕駛領(lǐng)域推廣。目前，Velodyne和Quanergy等激 光雷達(dá)主要廠商都在研發(fā)和生產(chǎn)體積小、重量輕且價(jià)格低的全固態(tài)激光雷 達(dá)。

目前，全固態(tài)激光雷達(dá)普遍采用邊發(fā)射型905nm半導(dǎo)體激光器和硅基 近紅外探測(cè)器。然而，905nm激光并不是一種對(duì)人眼安全的激光雷達(dá)光源， 并且，邊發(fā)射激光器的光束質(zhì)量較差。另外，全固態(tài)激光雷達(dá)中半導(dǎo)體激 光器、近紅外探測(cè)器、微型透鏡、控制電路和分析軟件的高度集成是激光 雷達(dá)的主流方向，然而目前的全固態(tài)激光雷達(dá)中激光器和探測(cè)器各自獨(dú)立 封裝成模塊，無(wú)法實(shí)現(xiàn)單片集成，難以實(shí)現(xiàn)高度集成。再者，目前的激光 雷達(dá)發(fā)射出的激光束大多為發(fā)散狀，實(shí)際投射至目標(biāo)物上的激光束比例很 小，返回至探測(cè)器上的激光束比例更小，激光利用率較低，功耗較大，且 造成激光雷達(dá)的靈敏度大幅下降。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：現(xiàn)有技術(shù)中，激光雷達(dá)集成度 低。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種激光雷達(dá)裝置，包括：

信號(hào)發(fā)射模塊，用于發(fā)射激光信號(hào)至目標(biāo)物；

信號(hào)接收模塊，與所述信號(hào)發(fā)射模塊集成于同一激光雷達(dá)主板，用于 接收所述目標(biāo)物反射回來(lái)的激光信號(hào)；

光路調(diào)節(jié)模塊，設(shè)置于所述激光信號(hào)所在光路上，用于調(diào)節(jié)激光的光 路；

數(shù)據(jù)處理模塊，與所述信號(hào)接收模塊連接，用于對(duì)所述目標(biāo)物反射回 來(lái)的激光信號(hào)進(jìn)行分析處理。

可選地，所述信號(hào)發(fā)射模塊為若干垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)陣列。

可選地，所述信號(hào)接收模塊為若干雪崩光電二極管(APD)陣列。

可選地，所述信號(hào)接收模塊以所述信號(hào)發(fā)射模塊為中心，分布于所述 信號(hào)發(fā)射模塊的四周。

可選地，所述光路調(diào)節(jié)模塊包括凸面朝向所述信號(hào)發(fā)射模塊的第一透 鏡組件，以及凸面朝向所述目標(biāo)物的第二透鏡組件；

所述第一透鏡組件在所述激光雷達(dá)主板上的正投影與所述信號(hào)發(fā)射模 塊在所述激光雷達(dá)主板上的正投影重合，所述第二透鏡組件在所述激光雷 達(dá)主板上的正投影與所述信號(hào)接收模塊在所述激光雷達(dá)主板上的正投影重 合。

可選地，所述第一透鏡組件為微透鏡陣列，所述微透鏡陣列用于將所 述信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)出的激光整形為平行光發(fā)射至所述目標(biāo)物；