[实用新型]激光雷达装置和激光雷达系统

说明书

本实用新型涉及激光技术领域，公开了一种激光雷达装置，该激光雷达装置包括信号发射模块，用于发射激光信号至目标物；信号接收模块，与信号发射模块集成于同一激光雷达主板，用于接收目标物反射回来的激光信号；光路调节模块，设置于激光信号所在光路上，用于调节激光的光路；数据处理模块，与信号接收模块连接，用于对目标物反射回来的激光信号进行分析处理。其中，信号发射模块为垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列。信号发射模块和信号接收模块集成于同一块激光雷达主板上，很大程度上简化了该激光雷达装置的结构，缩小了现有的激光雷达装置的体积，提高了集成度，符合当前激光雷达的小型化发展趋势。

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，具体涉及一种基于垂直腔面发射激光器的激光雷达装置和激光雷达系统。

背景技术

激光雷达(LiDAR)在汽车自动驾驶领域市场迅速增长，主要是通过利用近红外波段的905nm半导体激光器发射激光脉冲，然后利用硅基雪崩光电探测器 (APD)收集反射光信号来创建汽车周围环境的点云图，实现自主导航和辅助驾驶。

美国著名的Velodyne公司拥有16、32、64线三种规格的机械式快速扫描激光雷达，其中最高规格的64线激光雷达测量范围可达到120m，测量精度在 20mm左右，但是其价格甚至高达7.5万美元，非常昂贵，且体积较为庞大，无法在辅助驾驶领域推广。目前，Velodyne和Quanergy等激光雷达主要厂商都在研发和生产体积小、重量轻且价格低的全固态激光雷达。

目前，全固态激光雷达普遍采用边发射型905nm半导体激光器和硅基近红外探测器。然而，905nm激光并不是一种对人眼安全的激光雷达光源，并且，边发射激光器的光束质量较差。另外，全固态激光雷达中半导体激光器、近红外探测器、微型透镜、控制电路和分析软件的高度集成是激光雷达的主流方向，然而目前的全固态激光雷达中激光器和探测器各自独立封装成模块，无法实现单片集成，难以实现高度集成。再者，目前的激光雷达发射出的激光束大多为发散状，实际投射至目标物上的激光束比例很小，返回至探测器上的激光束比例更小，激光利用率较低，功耗较大，且造成激光雷达的灵敏度大幅下降。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题是：现有技术中，激光雷达集成度低。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种激光雷达装置，包括：

信号发射模块，用于发射激光信号至目标物；

信号接收模块，与所述信号发射模块集成于同一激光雷达主板，用于接收所述目标物反射回来的激光信号；

光路调节模块，设置于所述激光信号所在光路上，用于调节激光的光路；

数据处理模块，与所述信号接收模块连接，用于对所述目标物反射回来的激光信号进行分析处理。

可选地，所述信号发射模块为若干垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列。

可选地，所述信号接收模块为若干雪崩光电二极管(APD)阵列。

可选地，所述信号接收模块以所述信号发射模块为中心，分布于所述信号发射模块的四周。

可选地，所述光路调节模块包括凸面朝向所述信号发射模块的第一透镜组件，以及凸面朝向所述目标物的第二透镜组件；

所述第一透镜组件在所述激光雷达主板上的正投影与所述信号发射模块在所述激光雷达主板上的正投影重合，所述第二透镜组件在所述激光雷达主板上的正投影与所述信号接收模块在所述激光雷达主板上的正投影重合。

可选地，所述第一透镜组件为微透镜阵列，所述微透镜阵列用于将所述信号发射模块发出的激光整形为平行光发射至所述目标物；