[發明專利]固態激光雷達系統及固態激光雷達

在審

• 申請號: 202010632299.8
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111948665A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 付紅巖;李智;臧梓涵
• 申請（專利權）人: 清華-伯克利深圳學院籌備辦公室
• 主分類號: G01S17/34
• 分類號: G01S17/34;G01S17/894;G01S7/481;G01S7/4915
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 黃廣龍

本發明公開了一種固態激光雷達系統及固態激光雷達，包括：掃頻光源模塊，用于發送第一光信號；耦合分束器，用于對第一光信號進行分光處理并生成第一參考光信號和第一檢測光信號；色散器件模塊，用于接收第一檢測光信號并發送第二檢測光信號，第二檢測光信號發射至目標探測物表面并反射回第三檢測光信號；檢測模塊，檢測模塊與耦合分束器耦合連接，用于檢測第一耦合光信號并生成第一干涉信號；信號處理模塊，信號處理模塊與檢測模塊耦合連接，用于對第一干涉信號進行采樣處理，并計算得到固態激光雷達系統與目標探測物的距離信息。本發明實現了對目標探測物的二維掃描，提高了目標探測物距離測量的精確度。

技術領域

本發明涉及激光雷達測量技術領域，尤其是涉及一種固態激光雷達系統及固態激光雷達。

背景技術

目前，激光雷達成像技術被廣泛的應用于各種距離測量應用中。例如，利用光柵作為光束偏轉元件，光束偏轉時對相應光束角度上的目標探測物距離進行測量，從而得到目標探測物與激光雷達系統的距離。然而在上述測量方法中，光束對目標探測物的掃描為一維掃描，一維掃描在實現成像探測和對目標探測物距離測量時具有一定的探測限制。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種固態激光雷達系統，能夠對目標探測物進行二維掃描，實現對目標探測物的高精度測量。

本發明還提出一種固態激光雷達。

第一方面，本發明的一個實施例提供了固態激光雷達系統，包括：掃頻光源模塊，用于發送第一光信號；耦合分束器，用于對所述第一光信號進行分光處理并生成第一參考光信號和第一檢測光信號；色散器件模塊，用于接收所述第一檢測光信號并發送第二檢測光信號，所述第二檢測光信號發射至目標探測物表面并反射回第三檢測光信號；檢測模塊，所述檢測模塊與所述耦合分束器耦合連接，用于檢測第一耦合光信號并生成第一干涉信號；信號處理模塊，所述信號處理模塊與所述檢測模塊耦合連接，用于對所述第一干涉信號進行采樣處理，并計算得到所述固態激光雷達系統與所述目標探測物的距離信息；其中，所述色散器件模塊包括：準直器、高階色散器件和低階色散器件；所述準直器與所述高階色散器件耦合連接，所述高階色散器件與所述低階色散器件耦合連接；所述耦合分束器還用于對所述第一參考光信號和所述第三檢測光進行耦合處理并生成所述第一耦合光信號。

本發明實施例的固態激光雷達系統至少具有如下有益效果：通過掃頻光源發送第一光信號，耦合分束器對第一光信號進行分束處理，實現了色散器件模塊對目標探測的二維掃描及三維成像，并提高了固態激光雷達系統對目標探測物距離的測量精度。

根據本發明的另一些實施例的固態激光雷達系統，所述高階色散器件包括以下任一種：虛擬相控陣列、陣列波導光柵、中階梯光柵；所述低階色散器件包括以下任一種：閃耀光柵、透射光柵。

根據本發明的另一些實施例的固態激光雷達系統，所述耦合分束器包括：第一耦合分束器，所述第一耦合分束器與所述掃頻光源模塊耦合連接，用于對所述第一光信號進行分光處理，并生成所述第一檢測光信號和第一參考光信號；第二耦合分束器，所述第二耦合分束器與所述檢測模塊耦合連接，用于對所述第三檢測光信號和所述第一參考光信號進行耦合處理并生成所述第一耦合光信號。

根據本發明的另一些實施例的固態激光雷達系統，還包括：環形器，所述環形器的第一端與所述第一耦合分束器耦合連接，所述環形器的第二端口與所述色散器件模塊耦合連接，所述環形器的第三端口與所述第二耦合分束器耦合連接；延時光纖，所述延時光纖的一端與所述第一耦合分束器耦合連接，所述延時光纖的另一端與所述第二耦合分束器耦合連接，用于對所述第一參考光信號進行延時處理并生成第二參考光信號；其中，所述第二耦合分束器對所述第三檢測光信號和所述第二參考光信號進行耦合處理，并生成所述第一耦合光信號；所述第二耦合分束器與所述檢測模塊耦合連接，所述檢測模塊檢測所述第一耦合光信號，所述檢測模塊對所述第一耦合光信號進行干涉拍頻處理并生成所述第一干涉信號。