[发明专利]一种360°环视的低成本立体成像传感器

权利要求书

1.一种360°环视的低成本立体成像传感器，其特征在于，包括共孔径激光发射单元、四象限探测组件、共光路镜筒、汇聚透镜、45°分光镜、锥面反射镜、全波形分析模块、四通道AD转换组件以及信号处理单元；

所述共孔径激光发射单元在45°分光镜的反射轴线上，且共孔径激光发射单元的发射轴和45°分光镜的反射轴垂直，所述45°分光镜设置在锥面反射镜轴线上且与锥面反射镜的轴线成45°角；所述45°全反镜设置在共光路镜筒内；所述共光路镜筒开有三个端口，一个端口朝向锥面反射镜且和锥面反射镜共轴，第二个端口朝向共孔径激光发射单元且与共孔径激光发射单元共轴，第三个端口朝向四象限探测组件且和四象限探测组件的光轴共轴；所述的四象限探测组件、汇聚透镜设置在45°分光镜透射轴线上，且四象限探测组件的光轴和锥面反射镜的光轴重合，所述的四象限探测组件和四通道AD转换组件相连，四通道AD组件转换和全波形分析模块相连。

2.根据权利要求1所述的360°环视的低成本立体成像传感器，其特征在于，所述全波形分析模块进行全波形分析，计算光斑偏移确定光斑中心，所述信号处理单元出多个障碍物目标方位信息，用于立体成像。

3.根据权利要求2所述的360°环视的低成本立体成像传感器，其特征在于，所述的全波形分析模块计算光斑偏移确定光斑过程如下：

以四象限探测器原点为中心建立坐标系，假设光斑中心为(x₀,y₀)，则四象限探测器在x轴和y轴方向输出位置(σ_x,σ_y)为：

输出位置(σ_x,σ_y)：

计算出光斑中心坐标(x₀,y₀)：

其中，r为光斑半径，U_i(i＝1,2,3,4)为四个象限的电压,I_i(i＝1,2,3,4)为四个象限的电流，S_i(i＝1,2,3,4)为四个象限的光斑面积。

4.根据权利要求1所述的360°环视的低成本立体成像传感器，其特征在于，所述四象限探测组件采用OSQ500的PIN型四象限探测器。

5.根据权利要求1所述的360°环视的低成本立体成像传感器，其特征在于，所述四象限探测组件光敏面的形状为圆形，直径为8mm，有效测量面积为50mm²，死区宽度为50μm。

6.根据权利要求1所述的360°环视的低成本立体成像传感器，其特征在于，所述锥面反射镜镀有905nm波段的全反膜。

7.根据权利要求1所述的360°环视的低成本立体成像传感器，其特征在于，所述锥面反射镜直径约为20cm，高度为10cm，反射率为99.9％。

8.根据权利要求1所述的360°环视的低成本立体成像传感器，其特征在于，所述共孔径激光发射单元的有效光学口径为30mm，发射视场10mrad，接收视场为15mrad，发射功率为65W，距离分辨率为0.1米。