[发明专利]一种基于声光偏转器的阵列式扫描激光雷达装置

说明书

本发明公开了一种基于声光偏转器的阵列式扫描激光雷达装置，包括：若干用于发出激光光束的激光器、用于适应激光器发出的激光光束并进行偏转的声光偏转器阵列、若干光学处理单元、激光接收模块和APD接收阵列。通过上述方式，本发明提供的通过程序控制的基于声光偏转器的阵列式扫描激光雷达装置，消光比高的特性，有利于提高发射光束质量，驱动功率低，温度稳定性优良，热噪声主要集中在激光器端；由声波来控制激光光束偏转，扫描频率较低，采用阵列式同步扫描，能有效提高扫描速率，采用阵列式组合式扫描，能有效提高扫描市场角，采用1550nm的激光光束和适用于1550nm光束的声光偏转器，对人的安全性较高。

技术领域

本发明涉及一种激光雷达装置，特别是涉及基于声光偏转器的阵列式扫描激光雷达装置。

背景技术

目前，实现激光雷达测距主要方式有Flash式、三角测距式、机械式、光学MEMS式、光学相控阵式。

机械式激光雷达是当前激光雷达的主要形态，机械式激光雷达主要是通过一组或者多组激光发射和接收装置来实现单点激光测距，通过转台实现360度环绕式的三维测量；该方法成熟度比较高，适用于短中长距离的探测；其缺点是三维扫描的分辨率比较低，功耗较高，线束越多体积越大，质量越重。

三角测距法激光雷达，是由入射光和发射光构成一个三角形，对光点位移的计算，得出其空间位置，该方法适合短距离测量，多用于近距离单线二维激光雷达；其缺点为测量距离短，在远距离会出现较大的误差。

Flash式激光雷达是通过VSCEL激光阵列和面阵接收装置来实现激光测量；该方式适合短中距离测量，多用于单线和面阵激光雷达，其特点为体积小、质量轻、三维成像质量高；其缺点为测量距离较短、分辨率较低、功耗较高。

光学MEMS式激光雷达主要是采用光学MEMS微镜不断的周期改变激光的方向，结合面阵接收单元实现激光测量；其特点为体积小、质量轻、功耗低、三维扫描质量高；其缺点为光学MEMS微镜热稳定性较差、抗冲击能力较差，容易出现损坏。

光学相控阵施激光雷达主要是采用光波导装置发射指向性的激光，结合面阵接收单元实现激光测量。其特点为体积小、质量轻、功耗低；其缺点为三维扫描成像质量较差、临近点干扰较大、目前技术成熟度不高。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是如何提供一种缩短增压所需时间，并且出口处容积越大时间缩短越显著；缩小每次由于活塞换向所造成的压力波动差；减少了达到目标压力前的压力超调；增加稳态时的压力精准度；小型化整个增压模块；使得元器件数字化，并可以进行互联的基于声光偏转器的阵列式扫描激光雷达装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于声光偏转器的阵列式扫描激光雷达装置，包括：若干用于发出激光光束的激光器、用于适应激光器发出的激光光束并进行偏转的声光偏转器阵列、若干光学处理单元、激光接收模块和APD接收阵列。

其中，所述的激光器包含第一激光器，第二激光器和第三激光器，所述的第一激光器，第二激光器和第三激光器呈一字型排列，且第一激光器，第二激光器和第三激光器之间相互连接。

所述的声光偏转器阵列中包含有第一声光偏转器、第二声光偏转器和第三声光偏转器，所述的第一声光偏转器、第二声光偏转器和第三声光偏转器呈一字型排列，且第一声光偏转器、第二声光偏转器和第三声光偏转器之间相互连接。

所述的光学处理单元包含第一光学处理单元、第二光学处理单元和第三光学处理单元，所述的第一光学处理单元、第二光学处理单元和第三光学处理单元呈一字型排列。所述的第一激光器、第一光学处理单元、第一声光偏转器之间依次连接，第二激光器、第二光学处理单元、第二声光偏转器之间依次连接，第三激光器、第三光学处理单元、第三声光偏转器之间依次连接。激光接收模块与第三激光器、第三声光偏转器分别连接后与APD接收阵列控制连接。