[發(fā)明專利]用于激光雷達發(fā)光裝置的驅(qū)動裝置和激光雷達

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• 申請日: 2020-08-12
• 公開（公告）號: CN114076931A
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹輝;朱雪洲;向少卿
• 申請（專利權(quán)）人: 上海禾賽科技有限公司
• 主分類號: G01S7/483
• 分類號: G01S7/483;H03K3/355
• 代理公司: 上海上谷知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31342
• 代理人: 張平;蔡繼清

本發(fā)明提供了一種用于激光雷達發(fā)光裝置的驅(qū)動裝置以及包含該驅(qū)動裝置的激光雷達。該驅(qū)動裝置包括：反相模塊，其輸入端與脈沖電壓信號相連，該脈沖電壓信號的高電位是固定的第一電位，該脈沖電壓信號的低電位是可變的第二電位，并且輸出端與驅(qū)動模塊相連，用于選擇向該驅(qū)動模塊提供該第一電位或該第二電位；驅(qū)動模塊，用于向該發(fā)光裝置提供驅(qū)動電流，使激光雷達發(fā)光裝置發(fā)光；以及電源模塊，其向該反相模塊和該驅(qū)動模塊提供該第一電位的電壓；其中該驅(qū)動電流根據(jù)該第二電位進行調(diào)節(jié)。本發(fā)明的方案能夠?qū)崿F(xiàn)對用于激光雷達發(fā)光裝置的驅(qū)動電流的直接控制，并且電路設(shè)計相對簡單、電流傳輸路徑短、響應(yīng)速度快。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光雷達領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于激光雷達發(fā)光裝置的驅(qū)動裝置和包含該驅(qū)動裝置的激光雷達。

背景技術(shù)

隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，自動駕駛、人臉識別、3D拍照等應(yīng)用場景逐漸成熟。激光雷達作為自動駕駛的一種重要的環(huán)境感知裝置。圖1示出了一種示例性激光雷達100的工作原理的示意圖。如圖1中所示，激光雷達100例如為16線激光雷達，其可以沿著圖1中的豎直方向發(fā)射L1、L2、…、L15、L16共16線激光束，每一線激光束對應(yīng)著激光雷達100的一個通道，共16個通道，用于對周圍環(huán)境進行探測。在探測過程中，激光雷達100可沿著其豎直軸線旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程中，激光雷達100內(nèi)部的發(fā)光裝置(圖1中未示出)根據(jù)一定的時間間隔(例如1微秒)依次通過各個通道發(fā)射激光束L1、L2、…、L15、L16并進行探測，從而完成一次垂直視場上的線掃描。之后，激光雷達100在水平視場方向上間隔一定角度(例如0.1度或0.2度)進行下一次垂直視場的線掃描。激光雷達100的接收器可以接收各個通道發(fā)射的激光束遇到障礙物之后反射回來的回波，并且通過計算激光束的往返飛行時間來探測障礙物的距離和方位，從而形成點云數(shù)據(jù)。在激光雷達100的整個旋轉(zhuǎn)過程中進行多次探測形成障礙物的點云數(shù)據(jù)，從而感知周圍環(huán)境的狀況。

從激光雷達的上述工作原理可以看出，激光雷達的發(fā)光裝置是整個激光雷達的重要組成部分，需要保證對不同溫度、不同批次以及不同通道之間的發(fā)光能量的一致性和穩(wěn)定性。目前激光雷達發(fā)光裝置的驅(qū)動電路設(shè)計是激光雷達電路實現(xiàn)的一個難題。

在實際應(yīng)用過程中，由于激光雷達探測目標的距離和反射率不斷變化，因此要求發(fā)光裝置的光強能夠相應(yīng)地進行快速調(diào)整，從而對于發(fā)光裝置的驅(qū)動電路提出了更高的要求。

圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的一種用于激光雷達發(fā)光裝置的驅(qū)動電路的示意圖。如圖2所示，該驅(qū)動電路包括器件M0至M5，其中M0至M3為高壓NMOS器件，M4至M5為高壓PMOS器件。在圖2所示的驅(qū)動電路中，M0至M3形成了典型的NMOS電流鏡電路，M4至M5形成了典型的PMOS電流鏡電路。通過控制M0至M5的器件尺寸(如寬長比)，可以實現(xiàn)比例為1:K1:K2:K3:KN的電流比例。

如圖2中所示，假設(shè)該驅(qū)動電路的輸入電流為I1，則輸出電流(即發(fā)光裝置D1的輸入電流)的最大值為KN*I1*(K1+K2+K3)/K3，最小值為KN*I1/K3。其中電阻R2用來控制PMOS管M4和M5的柵源電壓，并且S1和S1N；S2和S2N；S3和S3N是三對互斥開關(guān)。這里，互斥開關(guān)是指在同一個狀態(tài)下，一個開關(guān)導(dǎo)通，另一個開關(guān)斷開。

在如圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)方案中，通過控制開關(guān)S1和S1N；S2和S2N；S3和S3N的狀態(tài)來調(diào)整輸出電流。由于電流鏡電路需要逐級進行電流轉(zhuǎn)換，因此其響應(yīng)速度慢，并且電路相對復(fù)雜，節(jié)點中寄生電容比較大，很難實現(xiàn)電流精確控制。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上問題，本發(fā)明提出了一種用于激光雷達發(fā)光裝置的驅(qū)動裝置以及包含該驅(qū)動裝置的激光雷達。