[发明专利]一种微机电激光雷达系统

说明书

本发明提供一种微机电激光雷达系统，所述系统包括：激光发射器、微机电振镜以及激光接收器，所述激光接收器包括光学接收模块以及由若干个长条状光敏面构成的光电探测器，所述光电探测器为阵列结构，每一行包括一个所述长条状光敏面；本发明提供的微机电激光雷达系统，采用微机电振镜的方式替代机械旋转式激光雷达，配合长条状光敏面阵列结构的探测器，能够对探测物进行一维或二维扫描。

技术领域

本发明涉及激光雷达领域，更具体地，涉及一种微机电激光雷达系统。

背景技术

目前，激光雷达已经在军事、安防，测绘等方面有广泛的用途。近年来，随着自动驾驶，无人机和机器人等智能设备的激增，对于激光雷达的需求也越来越迫切，对性能的要求也越来越严格。

目前，激光雷达还没有在汽车领域大规模应用，传统的激光雷达采用的是多线机械旋转式激光雷达，以Velodyne公司为例，其生产的16线激光雷达售价高达7999美元，32线和64线产品售价则成倍增加，这是由于多线机械旋转式激光雷达在物料、装配和调试等方面成本都较高，而且产能也不易提高，造成了多线机械式激光雷达少则几千美金，多则上万美金；并且多线机械旋转式激光雷达的体积较大，通常只能安装在车顶，无法集成在车身内部。

近年来，国内外相关领域的工程技术人员争相开发新式的激光雷达。美国的Advanced scientific concept(ASC)公司针对民用市场发布多款3D flash lidar，该系列的产品无需任何旋转单元，通过发射一束大发散角的光脉冲，就能获取目标物的3维距离信息。其核心技术是采用了128*128像素的点阵式探测器，每个像素点都能够获得一个距离信息，组合起来，就得到了整个探测物的3维信息。但受限于制作难度和制作成本，此种点阵式的探测器很难实现更多的像素点数，和更高的分辨率。

为了获得更大视场，更高分辨率的激光雷达，长春理工大学的母一宁等人提出了“用于激光雷达的复合式扫描系统”(CN 104914445A)，采用X轴振镜，Y轴振镜，以及PZT快速倾斜镜两套扫描系统完成大角度和高精度的扫描工作，配合大光敏面的APD，实现对整个大视场角的出射光进行回波探测。

但是，近年来，虽然有各式各样新型的激光雷达出现，但其均存在问题。若采用点阵式探测器的激光雷达，则很难提高激光雷达的分辨率，若采用大光敏面探测器的新型激光雷达，则需要克服大暗电流和强环境光干扰等问题。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种微机电激光雷达系统。

根据本发明的一个方面，提供一种微机电激光雷达系统，其特征在于，所述系统包括：

激光发射器、微机电振镜以及激光接收器，所述激光接收器包括光学接收模块以及由若干个长条状光敏面构成的光电探测器，所述光电探测器为阵列结构，每一行包括一个所述长条状光敏面；

其中，所述激光发射器向所述微机电振镜发射激光，所述微机电振镜通过自振将所述激光反射至目标区域，以对所述目标区域内的待探测物体进行激光扫描；

所述光学接收模块接收所述目标区域内待探测物体经所述激光扫描后漫反射回的激光回波信号，并将所述激光回波信号向所述光电探测器汇聚，其中，所述光学接收模块的汇聚视场与所述长条状光敏面的长度相匹配；

所述光电探测器接收所述激光回波信号，将所述激光回波信号转换为激光电信号。

其中，所述系统还包括：

控制处理器，所述控制处理器包括控制单元，所述控制单元用于控制所述激光发射器的激光发射、控制所述微机电振镜的自振频率以及接收所述激光接收器发送的激光电信号。

其中，所述控制处理器还包括计时测距单元，所述计时测距单元用于对所述激光电信号进行信号处理，并采集所述微机电振镜发送的振动偏转角度信息，以得到所述目标区域内待探测物体的距离和方位信息。