[發明專利]一種激光雷達系統

在審

• 申請號: 201910307751.0
• 申請日: 2019-04-17
• 公開（公告）號: CN110133617A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 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;G01S7/487;G01S7/493;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: 熊文杰;景懷宇

1.一種激光雷達系統，其特征在于，包括：

發射模塊，產生啁啾調幅連續波的出射激光信號，并出射；

發射光學系統，對所述出射激光信號進行分束處理，使得分束處理的所述出射激光信號均勻照亮整個探測區域；

探測模塊，接收所述發射模塊發送的啁啾調幅連續波的所述出射激光信號中的載波信號，同時接收反射激光信號，將所述反射激光信號轉化為反射電信號，并將所述反射電信號和所述載波信號混頻后獲得差頻信號，其中所述反射激光信號為所述出射激光信號被探測區域內的物體反射產生的激光信號；以及

信號處理模塊，接收所述差頻信號，并根據所述差頻信號計算出所述探測區域內的物體的距離和速度。

2.如權利要求1所述的激光雷達系統，其特征在于，所述發射模塊包括：

激光器，用于出射預設波長的激光信號；

啁啾幅度調制器，用于利用啁啾信號對預設波長的所述激光信號進行調幅，以形成啁啾調幅連續波的所述出射激光信號；以及

準直鏡，用于準直所述出射激光信號。

3.如權利要求1所述的激光雷達系統，其特征在于，所述發射光學系統為達曼光柵。

4.如權利要求1所述的激光雷達系統，其特征在于，還包括接收光學系統，所述接收光學系統用于接收所述反射激光信號，并對所述反射激光信號進行匯聚和整形處理，以使所述反射激光信號的光斑尺寸適應所述探測模塊的接收面尺寸。

5.如權利要求4所述的激光雷達系統，其特征在于，所述接收光學系統包括聚焦鏡和整形鏡，所述聚焦鏡用于匯聚所述反射激光信號，所述整形鏡用于對匯聚后的所述反射激光信號進行整形處理。

6.如權利要求1所述的激光雷達系統，其特征在于，所述探測模塊包括自混頻探測器陣列，所述自混頻探測器陣列包括M×N個自混頻探測器，其中M和N均為正整數。

7.如權利要求6所述的激光雷達系統，其特征在于，所述探測模塊還包括濾波器陣列，所述濾波器陣列包括M×N個濾波器，所述濾波器與所述自混頻探測器一一對應，用于對所述差頻信號進行濾波處理，得到濾波后的所述差頻信號，并發送給所述信號處理模塊。

8.如權利要求7所述的激光雷達系統，其特征在于，所述濾波器為無源濾波器。

9.如權利要求1所述的激光雷達系統，其特征在于，所述差頻信號包含所述載波信號與所述反射電信號的差頻；

所述距離與所述差頻的關系為：

其中，所述R表示所述距離，所述Δf為所述探測區域內的物體靜止狀態下所述載波信號與所述反射電信號的差頻，所述T為所述出射激光信號的發射周期，所述c為光速。

10.如權利要求9所述的激光雷達系統，其特征在于，所述速度與所述差頻的關系為：

Δf_{Diff_down}+Δf_{Diff_up}＝2Δf_Dopp

其中，所述α為所述探測區域內的物體相對于所述激光雷達系統指向的夾角，所述f₀為所述載波信號的頻率，所述Δf_Dopp為所述探測區域內的物體運動狀態下的多普勒移頻，所述Δf_{Diff_down}為前半周期所述載波信號與所述反射電信號的差頻，所述Δf_{Diff_up}為后半周期所述載波信號與所述反射電信號的差頻。