[發明專利]一種提高激光雷達角度分辨率的裝置與方法

在審

• 申請號: 202011186619.8
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112346068A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 袁志林;張石;李亞鋒
• 申請（專利權）人: 深圳煜煒光學科技有限公司
• 主分類號: G01S17/02
• 分類號: G01S17/02;G01S7/481
• 代理公司: 深圳市六加知識產權代理有限公司 44372
• 代理人: 崔肖肖;向彬

1.一種提高激光雷達角度分辨率的裝置，其特征在于，包括順次連接設置的激光雷達光學模塊(1)、激光雷達控制模塊(2)、點云數據寄存器(3)和點云數據處理器(4)；

所述激光雷達光學模塊(1)包括激光發射系統、激光掃描系統和激光接收系統，分別用于實現探測光信號的發射、掃描和接收；其中，所述激光發射系統包括并列設置的多個光源，此時所述激光掃描系統進行單次掃描，所述多個光源的探測光斑在探測平面內間隔分布；或者，所述激光發射系統包括一個光源，此時所述激光掃描系統在該光源下進行多次掃描，且相鄰兩次掃描彼此錯開預設角度；

所述激光雷達控制模塊(2)用于控制激光雷達的工作狀態和參數設置，并基于多個光源或多次掃描時的探測角度和探測距離形成點云數據；所述點云數據寄存器(3)用于緩存多個光源或多次掃描的點云數據；所述點云數據處理器(4)用于將多個光源或多次掃描的點云數據進行拼接，變換成單次掃描的點云數據。

2.根據權利要求1所述的提高激光雷達角度分辨率的裝置，其特征在于，當設置多個光源時，所述多個光源的探測波長相同，且所述多個光源輪流發出探測光信號；或者，所述多個光源的探測波長不同，且所述多個光源同時發出探測光信號。

3.根據權利要求1所述的提高激光雷達角度分辨率的裝置，其特征在于，當設置兩個光源時，所述激光雷達光學模塊(1)包括第一發射光源(6)、第二發射光源(7)、發射透鏡系統(8)、接收透鏡系統(12)、濾光片、第一接收探測器(9)和第二接收探測器(10)；

其中，所述第一發射光源(6)和第二發射光源(7)并列放置在所述發射透鏡系統(8)的前焦面上，發射的兩個探測光信號分別經過所述發射透鏡系統(8)準直后成一定探測角度往遠處傳輸，兩個探測光信號經目標反射回來之后由所述接收透鏡系統(12)接收，再經所述濾光片之后分別被所述第一接收探測器(9)和所述第二接收探測器(10)接收。

4.根據權利要求3所述的提高激光雷達角度分辨率的裝置，其特征在于，所述第一發射光源(6)和第二發射光源(7)的探測波長相同，均為λ₁；

所述濾光片為均勻濾光片(11)，所述均勻濾光片(11)用于通過波長為λ₁的光信號，過濾掉其余波長的光信號。

5.根據權利要求3所述的提高激光雷達角度分辨率的裝置，其特征在于，所述第一發射光源(6)和第二發射光源(7)的探測波長不同，分別為λ₁和λ₂；

所述濾光片為非均勻濾光片(13)，所述非均勻濾光片(13)被劃分成兩個區域，分別用于通過波長為λ₁和λ₂的光信號。

6.根據權利要求3所述的提高激光雷達角度分辨率的裝置，其特征在于，所述第一發射光源(6)和第二發射光源(7)的探測波長不同，分別為λ₁和λ₂；

所述濾光片設置兩個，分別設置在所述第一接收探測器(9)和所述第二接收探測器(10)之前，并分別用于通過波長為λ₁和λ₂的光信號。

7.根據權利要求1所述的提高激光雷達角度分辨率的裝置，其特征在于，當設置一個光源并進行多次掃描時，相鄰兩次掃描之間錯開的預設角度為Δθ/n；其中，n為掃描總次數，Δθ為第一次掃描時激光雷達的角度分辨率。

8.一種提高激光雷達角度分辨率的方法，其特征在于，包括：

利用多個光源進行單次掃描探測或者利用單個光源進行多次掃描探測，得到多個光源或多次掃描時分別對應的探測角度和探測距離；

基于多個光源或多次掃描時的探測角度和探測距離形成點云數據，并將多個光源或多次掃描的點云數據進行拼接，變換成單次掃描的點云數據；

其中，利用多個光源進行單次掃描探測時，所述多個光源的探測光斑在探測平面內間隔分布；利用單個光源進行多次掃描探測時，相鄰兩次掃描彼此錯開預設角度。