[发明专利]一种仿生复眼式激光雷达系统及方法

权利要求书

1.一种仿生复眼式激光雷达系统，其特征在于，包括依次设置的平面脉冲阵列激光发射系统、回波接收系统和信号处理单元，所述平面脉冲阵列激光发射系统按照光路顺序由依次设置的脉冲激光器、准直透镜、分光镜、扩束透镜组、孔径光阑阵列和平面微透镜阵列组成，用于从单点脉冲激光光源处调制出相互平行的阵列光；

所述回波接收系统由依次设置的曲面微透镜阵列、光纤光锥、光电探测器组成，用于输出广角测距的空间距离像，所述曲面微透镜阵列为半球状结构，从外到内依次由微透镜单元、球面透镜基底和孔径光阑阵列组成，所述微透镜单元成正六边形均匀排布在球面透镜基底的外表面，所述孔径光阑阵列设置于球面透镜基底的内表面，所述孔径光阑阵列的各子光阑与微透镜单元一一对应，所述光纤光锥的一端是与光电探测器相连的平面结构，另一端是与曲面微透镜阵列形状相契合的圆顶面结构，光纤光锥是由若干光纤束各自弯曲不同程度后紧密排列而成；所述光电探测器由雪崩二极管组成，所述雪崩二极管间隔排布形成雪崩二极管阵列，光电探测器平面与光纤光锥的平面紧密耦合，每一只独立的雪崩二极管对应一个独立的微透镜单元；

所述信号处理单元通过处理得到所需的空间距离像。

2.一种仿生复眼式激光雷达成像方法，基于权利要求1所述仿生复眼式激光雷达系统，其特征在于，包括以下步骤：

平面脉冲阵列激光发射系统中脉冲激光器出射周期脉冲光，经由准直透镜完成平行修饰后，射向后方光路的分光镜；分光镜将一部分平行光反射，用于触发信号处理单元的时间间隔测量模块开始计时；另一部分平行光继续沿原光路进入扩束透镜组完成光束的径向尺寸倍增；进一步由孔径光阑阵列分束，并在平面微透镜阵列各子透镜的聚焦作用下完成若干个单线激光的出射，由此形成相互平行的且规模与平面微透镜阵列相同的平行脉冲激光阵列；

平面脉冲阵列激光发射系统输出的平行脉冲激光阵列经过所述回波接受系统输出广角测距的空间距离像；

距离像为并行信息，单个雪崩二极管接收光子后产生的大电流信号需转化为计时停止信号，并与计时开始信号完成作差计算，以计算单个雪崩二极管对应微透镜单元光轴方向回波反射点的距离值；最终各个雪崩二极管将接收到的信号并行输入微控制阵列，编程计算后融合为所需的空间距离像。