[發明專利]一種激光雷達系統

有效

• 申請號: 201910307448.0
• 申請日: 2019-04-17
• 公開（公告）號: CN110133616B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 王超
• 申請（專利權）人: 深圳市速騰聚創科技有限公司
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481;G01S17/08;G01S17/58
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 景懷宇;明霖

本發明提供了一種激光雷達系統。激光雷達系統包括發射模塊、接收光學系統、本振光學系統、相干模塊和接收模塊。發射模塊出射第一激光信號和第二激光信號，其中第一激光信號向外出射至探測區域，第二激光信號作為本振光信號。接收光學系統接收反射激光信號，并將反射激光信號分為M×N束反射激光子信號，其中反射激光信號為第一激光信號被探測區域內的物體反射產生的激光信號。本振光學系統將第二激光信號分為M×N束本振光子信號。相干模塊將M×N束本振光子信號和M×N束反射激光子信號依次對應后輸入相干模塊，干涉后得到差頻信號。接收模塊接收差頻信號，并根據差頻信號得到探測區域內的物體的距離和速度。

技術領域

本發明涉及雷達技術領域，特別是涉及一種激光雷達系統。

背景技術

激光雷達是通過發射特定波長和方向的激光以實現對目標的位置、速度等特征信息探測的系統，目前已被廣泛應用于測距系統、低飛目標的跟蹤測量、武器制導、大氣監測、測繪、預警、交通管理等領域。

按照激光雷達的激光光束控制方法的不同，現有的激光雷達大致可以分為四類。第一類是傳統的機械式多線激光雷達，主要采用某種機械元件使激光雷達自身或部分組件高速旋轉，從而實現對探測空間的特定掃描，這類雷達的優點是設計簡單成本低，缺點是掃描精度受到機械精度、振動耦合等影響且使用壽命不長，體積較大、笨重。第二類是相控陣激光雷達，使保持激光雷達系統靜止或相對靜止，通過改變出射激光的波前而使光束方向發生改變，從而實現在空間一定范圍內的光束掃描，屬于一種固態激光雷達，由于沒有機械運動，系統精度和壽命都大大提高，但缺點是掃描范圍有限，掃描速度較低。第三類利用MEMS振鏡實現光束的空間掃描的激光雷達，也是固態激光雷達的一種，優點是體積小、功耗低，缺點是仍存在機械運動,加工工藝復雜、難度高。第四類是Flash(閃光)雷達，它屬于一種非掃描式雷達，通過脈沖或連續波捕獲整個場景，而非用激光束逐點掃描。由于其發射系統沒有機械運動，能夠快速記錄整個場景，避免了掃描過程中目標或激光雷達移動帶來的各種干擾。

目前Flash雷達系統的接收端一般采用像素陣列接收反射激光信號，而像素陣列易受外界環境背景光或雜散信號光的影響，導致信噪比較差，探測精度較低、測量距離有限。

發明內容

基于此，有必要針對傳統雷達系統中探測精度低以及抗干擾能力差的問題，提供一種激光雷達系統。

本發明提供了一種激光雷達系統，包括：

發射模塊，出射第一激光信號和第二激光信號，其中所述第一激光信號向外出射至探測區域，所述第二激光信號作為本振光信號；

接收光學系統，接收反射激光信號，并將所述反射激光信號分為M×N束反射激光子信號，其中所述反射激光信號為所述第一激光信號被探測區域內的物體反射產生的激光信號；

本振光學系統，將所述第二激光信號分為M×N束本振光子信號；

相干模塊，將M×N束所述本振光子信號和M×N束所述反射激光子信號依次對應后輸入所述相干模塊，干涉后得到差頻信號；以及

接收模塊，接收所述差頻信號，并根據所述差頻信號得到所述探測區域內的物體的距離和速度。

在其中一個實施例中，所述激光雷達系統還包括傳輸模塊，所述傳輸模塊用于將M×N束所述反射激光子信號傳遞至所述相干模塊。

在其中一個實施例中，所述傳輸模塊包括M×N個單模光纖或M×N個接收天線，每束所述反射激光子信號對應一個所述單模光纖或所述接收天線。

在其中一個實施例中，所述相干模塊包括M×N個光相干器，每束所述反射激光子信號分別輸入對應的每個所述光相干器。

在其中一個實施例中，所述接收模塊包括M×N個接收器，所述接收器和所述光相干器對應設置。