[發明專利]一種激光雷達及激光測距方法

在審

• 申請號: 202211246722.6
• 申請日: 2022-10-12
• 公開（公告）號: CN115469324A
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 巢國安
• 申請（專利權）人: 北京亮道智能汽車技術有限公司
• 主分類號: G01S17/10
• 分類號: G01S17/10
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 丁蕓;馬敬

本發明實施例提供了一種激光雷達及激光測距方法，涉及激光雷達技術領域，上述激光雷達應用于霧氣環境下的目標探測，包括：激光模塊以及測距模塊；激光模塊產生并發射皮秒級高斯脈沖序列和納秒級高斯脈沖序列，其中，所述皮秒級高斯脈沖序列和所述納秒級高斯脈沖序列的波長不同；測距模塊基于所述納秒級高斯脈沖序列的波長，對接收到的反射信號進行過濾，得到所述納秒級高斯脈沖序列的目標反射信號，并根據所述目標反射信號進行測距。本發明延長了激光雷達在霧中的探測距離。

技術領域

本發明涉及激光雷達技術領域，特別是涉及一種激光雷達及激光測距方法。

背景技術

激光雷達是一種通過發射激光束來探測目標的位置、速度等特征量的雷達系統，其工作原理是向目標發射探測信號(激光束)，然后，將接收到的從目標反射回來的信號(目標回波)與發射信號進行比較并處理，以得到目標的相關信息，比如目標的距離、方位、高度、速度、姿態、甚至形狀等參數，從而實現對目標的探測、跟蹤和識別等。LiDAR(LightDetection and Ranging)是激光探測及測距系統的簡稱，是一種集激光、全球定位系統和慣性導航系統三種技術與一身的激光雷達系統。

激光光脈沖在空氣中的傳播距離，與激光光脈沖在空氣中所吸收和散射的水滴有關，進而從LiDAR系統上的VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，垂直腔面發射激光器)單元和陣列中所產生的激光光脈沖，在霧、雪以及雨等惡劣天氣條件下會有明顯的衰減，使得LiDAR系統在霧、雪以及雨等惡劣天氣條件下的探測范圍大幅減小，進而無法達到理想的探測距離。

因此，現有亟需一種能夠延長LiDAR系統在霧、雪以及雨等惡劣天氣條件下的探測距離的方法。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種激光雷達及激光測距方法，以延長激光雷達在霧中的探測距離。具體技術方案如下：

第一方面，本發明實施例提供了一種激光雷達，所述激光雷達應用于霧氣環境下的目標探測，包括：激光模塊以及測距模塊；

所述激光模塊，用于產生并發射皮秒級高斯脈沖序列和納秒級高斯脈沖序列，其中，所述皮秒級高斯脈沖序列和所述納秒級高斯脈沖序列的波長不同；

所述測距模塊，用于基于所述納秒級高斯脈沖序列的波長，對接收到的反射信號進行過濾，得到所述納秒級高斯脈沖序列的目標反射信號，并根據所述目標反射信號進行測距。

在一種可能的實施方式中，所述激光模塊包括受控子模塊、第一脈沖序列生成和控制電路、第一激光發射單元和陣列、第二脈沖序列生成和控制電路、以及第二激光發射單元和陣列；

所述受控子模塊，用于在每一控制循環中，觸發控制所述第一脈沖序列生成和控制電路，以及所述第二脈沖序列生成和控制電路，依次輸出所述皮秒級高斯脈沖序列和所述納秒級高斯脈沖序列；

所述第一脈沖序列生成和控制電路，用于生成皮秒級高斯脈沖序列，并觸發所述第一激光發射單元和陣列，輸出所述皮秒級高斯脈沖序列；

所述第一激光發射單元和陣列，用于輸出所述皮秒級高斯脈沖序列；

所述第二脈沖序列生成和控制電路，用于生成納秒級高斯脈沖序列，并觸發所述第二激光發射單元和陣列，輸出所述納秒級高斯脈沖序列；

所述第二激光發射單元和陣列，用于輸出所述納秒級高斯脈沖序列。

在一種可能的實施方式中，所述第一脈沖序列生成和控制電路，具體用于：以預設頻率生成皮秒級高斯脈沖序列，并觸發所述第一激光發射單元和陣列，輸出1030納米波長的高斯脈沖序列；

所述第二脈沖序列生成和控制電路，具體用于：生成納秒級高斯脈沖序列，并觸發所述第二激光發射單元和陣列，輸出905/940納米波長的高斯脈沖序列。