[實用新型]一種基于光飛行時間的大視場面陣探測雷達

有效

• 申請號: 201920020688.8
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN209656899U
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 徐永奎;劉志冬;齊偉
• 申請（專利權）人: 杭州藍芯科技有限公司
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S7/48;G01S7/481
• 代理公司: 33231 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 喬占雄<國際申請>=<國際公布>=<進入

本實用新型公開了一種基于光飛行時間的大視場面陣探測雷達，包括照明模塊、傳感模塊和控制模塊；控制模塊分別與照明模塊和傳感模塊連接：照明模塊按預設輻射角度向外發射光線；傳感模塊按預設探測角度接收反射光線信號；傳感模塊將反射光線信號輸入到控制模塊；控制模塊用于控制照明模塊和傳感模塊的驅動，以及處理反射光線信號。本實用新型以輻射光源照射不同空間范圍，光源輻射角度相互彌補，實現均勻照明，通過利用多顆光飛行時間傳感芯片串聯，多顆深度傳感芯片同時感知場景，感知速度明顯高于掃描式激光雷達，避免了機械掃描式探測器對震動的敏感和掃描時間的浪費；解決了單傳感器系統鏡頭探測角度的限制，以及多線激光雷達探測速度的限制。

技術領域

本實用新型涉及面陣探測雷達技術領域，特別是一種基于多個光飛行時間的深度傳感芯片構成的大視場面陣探測雷達。

背景技術

近年來，激光雷達越來越多的應用于大氣風場監測、三維視覺成像、成像制導和目標跟蹤等領域。激光雷達因為具有高精度、高分辨率的優勢，在無人駕駛技術出現之后，更是直接驅動一批公司進行各種各樣的激光雷達研發和生產。然而目前普遍存在激光雷達技術落地成本高昂，反饋幀率較低，導致部分應用都還處于實驗室階段。由于運行速度和所處場景與室外無人駕駛汽車不同，室內移動機器人通常需要較高幀率和較近探測距離的激光雷達。因為多線激光雷達的成本原因，目前大多數室內移動機器人采用單線激光雷達用于定位、導航、避障等等，但是由于天然的缺陷，單線激光雷達無法構建完備的深度場景。

光飛行時間法(TOF)深度相機是通過測量光從發出到經過物體反射回相機的時間來測量物體到相機的間距。TOF相機采用最直接的測量手段進行深度成像，以最小的計算資源獲得較佳的深度信息，以較高的幀率實現深度場景的構建，但是TOF深度相機因為視場限制和多相機之間的相互干擾無法替代激光雷達。TOF深度相機按照其基本原理，和激光雷達一樣，也可分為脈沖TOF(P_TOF)和連續波調制TOF(CVM_TOF)。P_TOF發射光脈沖(一般為不可見光)到被觀測物體上，然后接收從物體反射回來的光脈沖，通過探測光脈沖的飛行(往返)時間來計算被測物體離相機的距離；CVM_TOF首先發出一束調制的連續光，通過測量光返回和傳輸的相位差進行，反推光飛行時間進行測距的。

解決TOF深度相機視場限制和多相機干擾對于室內移動機器人，無論是落地成本還是響應速度都具有重大意義。

實用新型內容

本實用新型的目的是提出一種基于光飛行時間的大視場面陣探測雷達；本實用新型通過利用多個光飛行時間傳感芯片串聯，并合理安排傳感器之間的布局，實現角度更大、分辨率更高的空間探測和測量。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：

本實用新型提供的基于光飛行時間的大視場面陣探測雷達，包括相互連接的照明模塊、傳感模塊和控制模塊，所述控制模塊用于通過時鐘同步信號控制照明模塊和傳感模塊的工作，以及采集傳輸數據；

所述照明模塊按照預設輻射角度向外發射調制光線；所述傳感模塊按照預設探測角度接收來自物體的反射調制光線信號；所述傳感模塊將反射調制光線信號輸入到控制模塊。

進一步，所述傳感模塊包括若干傳感芯片、芯片安裝面和傳感器驅動模塊；所述芯片安裝面包括若干芯片固定面，所述芯片固定面分別按照預設探測角度構建成芯片安裝面，所述傳感芯片分別設置于芯片固定面上，所述傳感芯片與傳感器驅動模塊連接，所述傳感器驅動模塊將傳感芯片的數據統一發送給控制模塊。

進一步，所述照明模塊包括若干發光源、光源安裝面和照明驅動模塊；所述光源安裝面包括若干光源固定面，所述光源固定面分別按照預設輻射角度構建成光源安裝面，所述發光源分別置于光源固定面上，所述發光源由照明驅動模塊進行驅動，所述照明驅動模塊的驅動時鐘信號由傳感模塊產生，所述照明驅動模塊同時采集照明模塊的溫度數據。

進一步，所述照明驅動模塊的驅動時鐘信號由傳感模塊中的預設傳感芯片產生。