[发明专利]一种抗环境光的光学接收系统及激光雷达

说明书

本发明涉及一种抗环境光的光学接收系统，其特征在于，包括沿信号光传播方向依次设置的前滤片、望远镜头组、后滤片及传感器芯片组，其中，前滤片用于过滤小角度入射的环境光，未被前滤片滤除的大角度入射的环境光由望远镜头组聚焦整形后被后滤片滤除。本发明的另一个技术方案是采用该光学接收系统的激光雷达。本发明提供的激光雷达光学接收系统采用了至少2片前后放置的滤光片，对高强度大角度的环境光进行了多次过滤，而不影响信号光的强度，同时针对激光雷达光源对滤片进行了叠加优化，再次抑制了信号光其他波段的光源进入传感器芯片组。

技术领域

本发明涉及一种光学接收系统以及采用该光学接收系统的激光雷达。

背景技术

激光雷达是以发射激光光束来探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是先向目标发射探测激光光束，然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，例如目标距离、方位、高度、速度等信息。

在实际应用中由于外部环境光(如阳光等诸多因素)的影响，使激光雷达在数据采集过程中，产生许多与正常物无关的环境噪点，最终导致其获得的点云数据中不可避免地出现噪声。且外部环境光强度越大，激光雷达整体的信噪比越低，影响了激光雷达的性能。

目前激光雷达对外部环境光的抑制主要通过两种办法：光学法和测量阈值法。光学法是在激光雷达光学系统的第一透镜前放置滤光片，将激光器光源波段之外的光线滤除掉，以抑制外部环境光等噪点。但是采用该方式，由于滤光片都有一定的带宽，现有的工艺不可能将带宽做到很小，因此信号光附近波段的环境光会从滤光片中透过从而达到激光雷达的传感器中形成噪点。另外，户外环境光随机不固定，当环境光以大角度入射到光学系统时，滤光片的性能将大幅下降，增加激光雷达中的环境光噪点。

测量阈值法根据测量区域的环境光强度预设阳光噪点的范围阈值，从而根据范围阈值对点云中的环境光噪点进行去除。但是由于阳光噪点的范围阈值为预设的固定值，因此无法针对不同的测量环境对阳光噪点进行自适应去除。当测量环境变化时，如阳光变强，则原先的阳光噪点的范围阈值就不再适用，需要进行重新配置，效率较低且使用体验感差。

发明内容

本发明要解决的技术问题：激光雷达在数据采集过程中会受到外部环境光的影响。

为了解决上述技术问题，本发明的一个技术方案是提供了一种抗环境光的光学接收系统，其特征在于，包括沿信号光传播方向依次设置的前滤片、望远镜头组、后滤片及传感器芯片组，其中，前滤片用于过滤小角度入射的环境光，未被前滤片滤除的大角度入射的环境光由望远镜头组聚焦整形后被后滤片滤除。

优选地，所述前滤片和/或后滤片单面镀膜。

优选地，所述前滤片和/或后滤片双面镀膜。

优选地，所述前滤片的工作波段为波段一，所述后滤片的工作波段为波段二，且波段一不等于波段二。

优选地，所述前滤片采用916±25nm波段的滤光片，所述后滤片采用925±25nm波段的滤光片。

优选地，所述前滤片采用916±15nm波段的滤光片，所述后滤片采用925±15nm波段的滤光片。

优选地，所述激光雷达光学接收系统还包括中性衰减片，沿信号光传播方向，该中性衰减片设于所述前滤片之前。

优选地，所述中性衰减片的透过率为80％-99％。

优选地，所述中性衰减片的透过率为80％-90％。

本发明的另一个技术方案是提供了一种激光雷达，其特征在于，采用了上述光学接收系统。