[实用新型]基于MEMS微镜扫描的激光雷达系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及雷达技术领域，尤其涉及一种基于MEMS微镜扫描的激光雷达系统。

背景技术

目前的多线激光雷达由多个发射激光器和多个接收探测器实现多线扫描，如美国verlodyne公司的激光雷达VLP-16，需要16个激光器发射和接收，16个发射电路和接收电路的控制比较难处理，时序算法较难控制，且此激光器使用激光二极管，激光器功率最大峰值为75W，测量距离为200m时，若目标反射率较小，则无回波信号。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

实用新型内容

针对上述的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种基于MEMS微镜扫描的激光雷达系统，其光路对准更易实现，测量频率高且成本低。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种基于MEMS微镜扫描的激光雷达系统，至少包括：

激光器，发射出射激光；

MEMS微镜，折射所述出射激光并根据预设指定旋转角度对目标区域进行激光扫描；

接收探测器，接收所述目标区域内目标反射物的反射激光并转化为回波脉冲信号；

信号处理模块，接收并处理所述回波脉冲信号以获得所述目标反射物的位置信息。

根据所述的基于MEMS微镜扫描的激光雷达系统，所述信号处理模块包括依次连接的互阻抗放大器、后置放大器、时刻鉴别电路以及FPGA模块；所述回波脉冲信号输入到所述互阻抗放大器，所述互阻抗放大器输出电压信号到后置放大器，所述电压信号经过所述后置放大器调制放大后输出至所述时刻鉴别电路，所述电压信号经所述时刻鉴别电路生成激光飞行结束时刻脉冲，所述FPGA模块接收所述时刻鉴别电路输入的所述激光飞行结束时刻脉冲。

根据所述的基于MEMS微镜扫描的激光雷达系统，所述FPGA模块包括：

根据所述激光飞行结束时刻脉冲以测量出激光飞行时间间隔的测量子模块；

根据所述激光飞行时间间隔生成所述目标反射物的距离信息的距离子模块；

检测所述激光雷达系统和/或所述MEMS微镜扫描旋转的角度信息的角度子模块；

将所述距离信息和所述角度信息整合形成所述目标反射物的所述位置信息的位置子模块。

根据所述的基于MEMS微镜扫描的激光雷达系统，所述FPGA模块还包括：

根据所述MEMS微镜旋转角度控制触发所述激光器的激光脉冲发射的控制子模块。

根据所述的基于MEMS微镜扫描的激光雷达系统，所述激光雷达系统还包括有聚焦所述反射激光到所述接收探测器上的接收光学模块，所述接收光学模块由至少一光学透镜组成。

根据所述的基于MEMS微镜扫描的激光雷达系统，所述接收光学模块的有效聚焦直径为15毫米，所述接收探测器的光敏面的直径为3毫米，所述接收光学系统的焦距为8毫米。

根据所述的基于MEMS微镜扫描的激光雷达系统，所述接收探测器为光电探测器，所述反射激光经过所述光电探测器上的光电二极管以转化为所述回波脉冲信号。

根据上述任一项所述的基于MEMS微镜扫描的激光雷达系统，包括有雷达主体，所述MEMS微镜和所述接收探测器离轴对称封装在所述雷达主体内，所述激光器设在所述MEMS微镜和所述接收探测器的顶部且所述激光器的激光发射头与所述MEMS微镜相对应。

根据所述的基于MEMS微镜扫描的激光雷达系统，所述MEMS微镜和所述接收探测器中间设有电机；所述电机上设有至少一对磁环，所述电机通过所述磁环无线驱动所述雷达主体和/或所述MEMS微镜旋转。

根据所述的基于MEMS微镜扫描的激光雷达系统，所述雷达主体内设有至少一用于调整所述MEMS微镜折射所述出射激光的光路径和/或调整所述接收探测器接收所述反射激光的光路径的反射镜；和/或

所述激光雷达系统还设有用于获取电能和/或数据传输的数据接口；和/或

所述激光器为光纤激光器。

本实用新型所述的基于MEMS微镜扫描的激光雷达系统采用MEMS微镜折射激光器发射的出射激光并根据预设指定旋转角度对目标区域进行激光扫描，接收探测器接收所述目标区域内目标反射物的反射激光并转化为回波脉冲信号，信号处理模块接收并处理所述回波脉冲信号以获得所述目标反射物的位置信息。借此，本实用新型测量频率高且成本低。

附图说明

图1为本实用新型优选实施例所述的基于MEMS微镜扫描的激光雷达系统的示意图；