[发明专利]一种MEMS微镜扫描激光雷达系统及其扫描方法

说明书

本发明提供了一种MEMS微镜扫描激光雷达系统及其扫描方法，包括激光发射器、激光接收器、环路器、MEMS微镜和时序控制与测量模块，激光发射器发射激光；环路器将激光传输至MEMS微镜；MEMS微镜将环路器输出的激光反射至目标区域，将目标区域内障碍物的反射光反射回环路器；环路器将MEMS微镜反射的障碍物的反射光传输至激光接收器；激光接收器根据接收到的障碍物的反射光生成回波信号；时序控制与测量模块根据激光接收器生成的回波信号和MEMS微镜反馈的角度信息生成扫描结果，从而可以在实现激光雷达系统高分辨率的基础上，减少激光雷达系统中激光接收器的个数，降低激光雷达系统的成本。

技术领域

本发明涉及激光探测技术领域，更具体地说，涉及一种MEMS微镜扫描激光雷达系统及其扫描方法。

背景技术

摄像头、毫米波雷达和激光雷达是智能驾驶汽车中最常见的三种环境感知传感器。由于激光雷达可以对车辆周围的环境进行精准的建模，因此，高度自动驾驶(L3等级以上)的智能驾驶汽车必须安装激光雷达。

激光雷达按照有无扫描机构可分为非扫描式激光雷达和扫描式激光雷达，而扫描式激光雷达按照扫描机构的不同又可分为机械旋转式、电子扫描式和MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem，微机电系统)微镜扫描激光雷达。由于基于MEMS微镜扫描的固态扫描技术使得激光雷达的小型化、低成本和低功耗成为可能，因此，现有的智能驾驶汽车大多采用MEMS微镜扫描激光雷达。

现有的一种MEMS微镜扫描激光雷达包括多个激光发射器、MEMS微镜、多个激光接收器和处理模块，MEMS微镜反射激光发射器出射的激光并按照预设旋转角度对目标区域进行激光扫描，激光接收器接收目标区域内物体反射的激光，并根据物体反射的激光生成回波信号，以便处理模块根据回波信号计算出目标区域内物体的距离。

但是，由于现有的MEMS微镜扫描激光雷达采用不同的激光接收器接收目标区域内不同位置的反射光，因此，使得激光雷达的分辨率受限于激光接收器的个数，并且，由于激光接收器的价格较昂贵，因此，导致低成本的激光雷达的分辨率较低，高分辨率的激光雷达的成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种MEMS微镜扫描激光雷达系统及其扫描方法，以解决现有的MEMS微镜扫描激光雷达分辨率受限于激光接收器的个数的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种MEMS微镜扫描激光雷达系统，包括激光发射器、激光接收器、环路器、MEMS微镜和时序控制与测量模块；

所述激光发射器在所述时序控制与测量模块的控制下发射激光；

所述环路器将所述激光输出至所述MEMS微镜；

所述MEMS微镜在所述时序控制与测量模块的控制下按照预设扫描模式对目标区域进行二维扫描，并在扫描的过程中将所述环路器输出的激光反射至所述目标区域，将所述目标区域内障碍物的反射光反射回所述环路器；

所述环路器将所述MEMS微镜反射的障碍物的反射光输出至所述激光接收器；

所述激光接收器根据接收到的所述障碍物的反射光生成回波信号；

所述时序控制与测量模块根据所述激光接收器生成的回波信号和所述MEMS微镜反馈的角度信息生成扫描结果，所述扫描结果包括所述障碍物的距离、所述障碍物的反射率、所述MEMS微镜的水平角度和竖直角度。

优选的，所述环路器包括光纤环路器和空间光环路器，所述环路器具有第一端、第二端和第三端；

所述激光发射器发射的激光从所述第一端进入所述环路器，从所述第二端输出至所述MEMS微镜；

所述MEMS微镜反射的障碍物的反射光从所述第二端进入所述环路器，从所述第三端输出至所述激光接收器。