[發明專利]一種基于電光調制的光源、深度相機和激光雷達

在審

• 申請號: 202011320294.8
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112505653A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 陳國卯;徐永奎;王蓉;齊偉
• 申請（專利權）人: 杭州藍芯科技有限公司
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481;G01S7/484;G01S17/08;G01S17/894;G02F1/03
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 應孔月

本發明公開了一種基于電光調制的光源、深度相機和激光雷達，光源包括光發射器以及依次布置在所述光發射器發出的光路上的電光調制器和光勻化片，所述電光調制器由單個或者多個電光調制晶體以及若干偏振片和1/4玻片組成，其中多個電光調制晶體在光傳播方向上呈串聯。本發明通過利用電光效應，合理設置電光調制電壓和波形，實現光源正弦波調制，有效降低調制過程中產生的高次諧波現象，降低距離標定的難度，從物理層提高測距準確性。此外輻射光源在調制周期內處于持續輻射狀態，不會對地電平產生影響，從而降低“地彈”引起的測距不準確現象。本發明是一種實現難度低，相對廉價的正弦波調制光源設計方案。該光源適用于深度相機和激光雷達。

技術領域

本發明涉及深度測距技術領域，特別是一種基于電光調制的光源、深度相機和激光雷達。

背景技術

近年來，隨著光學測量以及計算機視覺的發展，三維成像技術逐漸成熟并廣泛應用于手勢識別、三維建模、機器人視覺、輔助駕駛等領域。其中單線/多線激光雷達和光飛行時間深度相機的原理基本一致，均為雷達或者相機發出經調制的近紅外光，遇物體后反射，雷達或者相機通過計算光線發射和反射時間差或相位差，來換算被拍攝景物的距離。與其他光學三維測量技術相比，激光雷達和光飛行時間深度相機技術具有計算量小、實時性強、精度適中，穩定性高等優點，因而得到了廣泛的應用。但是其發展方向稍有差別，激光雷達主要向著遠距離感知方向發展，如自動駕駛，而光飛行時間深度相機則向著近距離感知成像方向發展，如手機、交互等。

激光雷達和光飛行時間深度相機的光源通常為調制光源或者脈沖光源，對于調制式的激光雷達或者深度相機，目前常規的做法是對光源的供電部分進行調制。這種做法通常面臨著嚴重的地彈現象危害器件正常工作以及調制光源并非理想的調制波形由此引入測距的高次諧波現象。針對高次諧波現象，目前通常采用標定過程中引入查找表或者其他手段加以彌補，這種手段通常在光源和電氣性能老化過程中帶來不確定因素。

因此，一種實現難度低，相對廉價的正弦波光源對提高深度相機和激光雷達的穩定性和測距精度具有重要意義。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種基于電光調制的光源、深度相機和激光雷達，以至少解決現有光源存在的地彈和奇次諧波問題，是一種實現難度低、落地成本較低、調制波形較佳(更接近正弦)，穩定性較高的光源。

為了達到上述目的，本發明實施例所采用的技術方案如下：

根據本發明實施例，提供一種基于電光調制的光源，包括光發射器以及依次布置在所述光發射器發出的光路上的電光調制器和光勻化片，所述電光調制器由單個或者多個電光調制晶體以及若干偏振片和1/4玻片組成，其中多個電光調制晶體在光傳播方向上呈串聯。

進一步地，所述光發射器由單個或者多個光源組成，由驅動模塊進行供電驅動。

進一步地，所述電光調制器由調制驅動器進行驅動。

進一步地，所述光發射器在電光調制光軸方向上輻射一條或者多條光線，多條光線之間相互平行。

進一步地，所述光發射器輻射的光線具有固定的波長，且其波長成分固定，以實現最大的調制深度，電光調制器的調制深度與光源的光譜分布相關，波長固定成分集中的激光有利于獲得最大的調制深度。

進一步地，所述光發射器與1/4玻片之間設置起偏器。

根據本發明實施例，提供一種基于電光調制的深度相機，其特征在于，包括深度相機和權利要求1所述的光源，電光調制的信號由深度相機的深度感知傳感器提供并經過整形濾波后接入所述電光調制器。

進一步地，所述深度相機能夠感知到經障礙物反射的光發射器輻射的光，一方面需要相機能夠在光源波段有所響應，另一方面需要鏡頭成像時允許通過光發射器輻射的光，需要在鏡頭上安裝窄帶濾光片。

進一步地，所述光勻化片的發散角與深度相機的鏡頭視場角相同或者比深度相機鏡頭要大。