[發明專利]用于激光雷達的發光裝置的驅動裝置和激光雷達

在審

• 申請號: 202010859812.7
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN114089313A
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 劉建峰;向少卿
• 申請（專利權）人: 上海禾賽科技有限公司
• 主分類號: G01S7/484
• 分類號: G01S7/484
• 代理公司: 上海上谷知識產權代理有限公司 31342
• 代理人: 張平;蔡繼清

本發明提供了一種用于激光雷達的發光裝置的驅動裝置以及包含該驅動裝置的激光雷達。該驅動裝置包括：驅動控制模塊，其與電源連接，被配置為接收輸入的脈沖信號和數字控制信號，并且輸出控制電平信號；其中，所述數字控制信號用于調節所述驅動控制模塊輸出的控制電平信號的大小，并且所述脈沖信號用于控制所述驅動控制模塊是否輸出所述驅動電平信號；以及驅動模塊，其與所述驅動控制模塊以及電源連接，用于基于所述驅動電平信號向所述激光雷達的發光裝置提供驅動電流，以驅動所述發光裝置發光。本發明的方案不僅降低了驅動電路的直流功耗，還解決了發光裝置發出的多個脈沖光信號不一致的問題。

技術領域

本發明涉及激光雷達領域，更具體地，涉及一種用于激光雷達的發光裝置的驅動裝置和包含該驅動裝置的激光雷達。

背景技術

隨著人工智能技術的快速發展，自動駕駛、V2R、掃地機器人、物流小車、無人送餐等應用場景逐漸成熟，激光雷達作為一種重要的立體成像感應裝置，成為這些應用方向得以實施落地的基本條件。圖1示出了一種示例性激光雷達1的工作原理的示意圖。如圖1中所示，激光雷達1為多線束(如40線、64線及128線，圖1中示出了40線)激光雷達，其可以沿著圖1中的豎直方向(平行于轉軸的方向)發射L1、L2、…、L39、L40 共40線激光束。這些激光束由位于激光雷達1內部的一個包含多個發光裝置LD1、LD2、…、LD39、LD40的光源發出。通過設置多個發光裝置的相對排布可以選擇每個線束的垂直角度，進而達到預期的垂直角度分辨率。例如，對于每一個線束的垂直角度分辨率均相同的激光雷達，可以采用如圖1中所示的多個發光裝置均勻分布的發光裝置。在另一些情況下，有的機械雷達的中間線束的垂直角度分辨率相對兩側更加密集，因此可以采用多個發光裝置中位于中間部分的發光裝置比兩端的發光裝置排列更密集的光源(圖中未示出)。當然，實際多線雷達中，多個發光裝置的排列方式并不局限于如圖1中所示的排列為一列，而是可以排列為多列。

每個發光裝置發出的激光束對應著激光雷達1的一個通道，用于對周圍環境進行探測。在探測過程中，激光雷達1可沿著其豎直軸線旋轉，在旋轉過程中，各個發光裝置LD1、LD2、…、LD39、LD40還可以根據一定的時間間隔依次通過各個通道發射激光束L1、L2、…、L39、L40并進行探測，從而完成一次垂直視場上的線掃描。激光雷達1的接收器可以接收各個發光裝置發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，從而形成點云數據。之后，激光雷達1在水平視場方向上間隔一定角度(例如對于旋轉頻率是 10HZ的雷達來說是0.1度，對于旋轉頻率是20HZ的雷達來說是0.2度) 進行下一次激光束的發射和接收。取決于雷達的工作原理，激光束的收發順序可以不同，例如可以是輪巡收發(即一線一線進行，或者部分多線并行)，也可以是多個線束同時收發。

在激光雷達1的整個旋轉過程中可以進行多次探測來形成障礙物的完整點云數據，從而感知周圍環境的狀況。例如，如圖1所示的40線激光雷達1旋轉一圈(360度)進行掃描檢測，可形成一幀點云數據。激光雷達1 連續地進行旋轉掃描檢測，就可以形成多幀點云數據。另外，由于激光雷達的應用場景中可能存在多個激光雷達并存的情況，必然存在串擾問題，為了避免串擾，激光雷達可以通過每個激光器發射多脈沖來加以緩解。

從激光雷達的上述工作原理可以看出，激光雷達的發光裝置是整個激光雷達的重要組成部分。為了實現更高測距精度、更遠探測距離、更高掃描速率，需要發光裝置能夠產生前沿快、峰值功率高、脈寬窄的激光脈沖信號。激光脈沖信號的前沿快，時間誤差小，則等效距離誤差小，峰值功率高，能量衰減到0的距離越長，脈寬窄，相同時間間隔內，可以連續發射多個脈沖。由于當前的發光器件本身的性能一般足夠優良，完全能夠滿足前沿快、功率高、脈寬窄的要求，因此發光裝置的驅動電路的性能成為雷達的脈沖信號質量的最重要決定因素。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種用于激光雷達的發光裝置的驅動裝置以及包含該驅動裝置的激光雷達，其不僅降低了驅動電路的直流功耗，還解決了發光裝置發出的多個脈沖光信號不一致的問題。