[發明專利]三維固態激光雷達裝置及系統

有效

• 申請號: 201811590013.3
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109557550B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 徐威;胡攀攀;楚梁
• 申請（專利權）人: 武漢萬集信息技術有限公司
• 主分類號: G01S17/88
• 分類號: G01S17/88;G01S7/481
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 王征;劉芳

本發明提供一種三維固態激光雷達裝置及系統，通過線光源產生模塊出射水平方向發散的線光源，通過MEMS振鏡實現線光源在垂直方向上的掃描，并通過面陣光電傳感器接收反射光線，并在線光源在垂直方向上的掃描時依次以對應的行像素組接收反射光線。本實施例的三維固態激光雷達裝置通過線光源與MEMS振鏡結合組成掃描的面光源，滿足了對光源的強度要求，同時通過行像素組接收反射光線，提高了測距的抗干擾度，提高了測距精度，并且結構簡單，便于加工。

技術領域

本發明涉及激光雷達技術領域，尤其涉及一種三維固態激光雷達裝置及系統。

背景技術

近年來，激光檢測技術由于檢測精度高、環境抗干擾能力強等優勢，被廣泛用于測量、防護、無人駕駛等工業領域中。目前大接收視場的激光雷達都采用機械旋轉結構，利用窄視場激光脈光源配合靈活的掃描裝置，對被測對象進行逐點的掃描，將數據按照順序還原成目標的距離圖像。進行三維掃描時，需要存在兩個維度的掃描，結構復雜，成本較高，且分辨率不高。因此固態雷達應運而生。全固態雷達內部沒有任何宏觀或微觀上的運動部件，耐久性和可靠性的優勢不言而喻，且順應了自動駕駛對雷達固態化、小型化和低成本化的趨勢，因此成為車用激光雷達的趨勢。

固態激光雷達主要包括面陣相控陣和FLASH固態雷達。其中面陣相控陣采用多個光源組成陣列，通過控制各光源發射的時間差，就能合成角度靈活，且精密可控的主光束，但是易形成旁瓣且加工難度高，制造工藝難度較大，目前還處于實驗室階段。FLASH固態雷達按照掃描維度來分，可以為二維點陣FLASH、三維面陣FLASH，發明專利CN201810227818中提出多個發射組件拼接光斑配合一個MEMS進行二維掃描，實現的技術難度較大且掃描效率，而且僅僅只是增大了拼接方向上的掃描視場角度；發明專利CN201711082437中提出了陣列激光光源依次發光，配合整列APD進行掃描，掃描效率不高，且光源之間的測距一致性難以保證。

發明內容

本發明提供一種三維固態激光雷達裝置及系統，以提高固態激光雷達的測距精度，并且結構簡單，便于加工。

本發明的第一方面是提供一種三維固態激光雷達裝置，包括：線光源產生模塊、MEMS振鏡、以及面陣光電傳感器；

所述線光源產生模塊至少設置有一個，用于出射水平方向發散的線光源；

所述MEMS振鏡的數量與所述線光源的數量相同，通過每一所述MEMS振鏡實現對應的所述線光源在垂直方向上的掃描；

所述面陣光電傳感器的用于接收所述線光源的反射光線，并在所述線光源在垂直方向上的掃描時依次以對應的行像素組接收所述反射光線。

進一步的，所述三維固態激光雷達裝置還包括選通單元，所述選通單元用于在所述線光源在垂直方向上的掃描時依次選通所述面陣光電傳感器中對應的行像素組。

進一步的，所述線光源產生模塊設置有X個，在垂直方向上排列，其中X為大于1的正整數；

所述面陣光電傳感器在垂直方向上劃分為X個接收區域，每一所述接收區域對應接收一所述線光源產生模塊在垂直方向上的掃描時出射的線光源的反射光線。

進一步的，在各所述線光源產生模塊在垂直方向上的掃描時，所述選通單元同時選通每一所述接收區域中對應的行像素組，以接收各所述線光源產生模塊出射的線光源的反射光線。

進一步的，各所述線光源產生模塊在垂直方向上的掃描時，各所述MEMS振鏡控制相鄰的線光源的掃描角度保持第一預設間隔，以避免相互干擾。

進一步的，所述面陣光電傳感器具有m列×n行個像素，每一像素覆蓋a°×b°視場角；

所述線光源為線性均勻分布的條狀光源，所述條狀光源的水平發散角大于m×a°，垂直發散角大于b°；或者