[发明专利]基于固态面阵激光雷达的宽视角校正环境感知方法及系统

权利要求书

1.一种基于固态面阵激光雷达的宽视角校正环境感知方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)光源驱动电路驱动激光发射器发射激光束；

(2)激光束经发射端光学模块后照射到目标物体表面并反射回波；

(3)回波经过接收端光学模块扩展视场角后被光电探测阵列接收；

(4)光电探测阵列把接收的光强转化为光电流；

(5)光电流经前置模拟放大模块自适应动态法放大并装换为电压信号；

(6)电压信号经过模数转化器转化为数字信号；

(7)数字信号在后端数字处理器中进行处理，通过畸变校正算法对宽视场角光学成像信号进行校正，以减小像的误差；

(8)处理后的数据经过数据收发器存入数据存储器。

2.根据权利要求1所述的基于固态面阵激光雷达的宽视角校正环境感知方法，其特征在于，所述回波经过接收端光学模块扩展视场角具体为：回波首先经过接收端光学模块中的双胶合透镜组，初步减小像差，紧接着经过正透镜组，形成远方物心，以减小边缘视场光线在每个面上的入射出射角度，以达到扩展视场角的效果，最后经过窄带滤波片进行滤波，保证入射波长的激光具有高透过率。

3.根据权利要求1所述的基于固态面阵激光雷达的宽视角校正环境感知方法，其特征在于，所述光电流经前置模拟放大模块自适应动态法放大并装换为电压信号具体为：光电流经过前置跨阻放大器转化为电压信号，经过比较器与参考电压进行比较，比较后产生的反馈信号发送至增益可调器中，从而调节前置跨阻放大器的增益。

4.根据权利要求1所述的基于固态面阵激光雷达的宽视角校正环境感知方法，其特征在于，所述激光发射器发射激光束的波长为850nm-950nm。

5.根据权利要求1所述的基于固态面阵激光雷达的宽视角校正环境感知方法，其特征在于，光电探测阵列的探测器为雪崩光电二极管(APD)探测器。

6.根据权利要求1所述的基于固态面阵激光雷达的宽视角校正环境感知方法，其特征在于，所以数字信号在后端数字处理器中进行处理中，通过数字专用集成电路(ASIC)实现畸变校正算法，对宽视场角光学成像信号进行校正。

7.一种基于固态面阵激光雷达的宽视角校正环境感知系统，其特征在于，包括激光发射器、发射端光学模块、接收端光学模块、光电探测阵列、前置模拟放大器、模拟数字转换器、后端数字处理器、数据收发器和数据存储器；

所述激光发射器用于发射激光束，所述发射端光学模块将激光束照射到目标物体上；

所述接收端光学模块用于扩展目标物体反射回波的视场角；

所述光电探测阵列接收用于将接受的光强转化为光电流；

所述前置模拟放大模块用于将光电流放大并转化为电压信号；

所述模数转化器用于将电压信号转化为数字信号；

所述后端数字处理器用于将数字信号进行处理，通过畸变校正算法对宽视场角光学成像信号进行校正；

所述数据存储器用于存储处理后的数据。

8.根据权利要求7所述的基于固态面阵激光雷达的宽视角校正环境感知方法，其特征在于，所述接收端光学模块包括双胶合镜组、正头镜组和窄带滤光片，所述双胶合镜组用于减少像差，所述正头镜组用于扩展视场角，所述窄带滤光片用于提高入射波长激光的透过率。

9.根据权利要求7所述的基于固态面阵激光雷达的宽视角校正环境感知方法，其特征在于，所述光电探测阵列包括m*n个光电探测器，将m*n个光电探测器所形成的激光雷达面阵分成k个不同探测区域，并将像元所探测的光电流分区域读出。

10.根据权利要求7所述的基于固态面阵激光雷达的宽视角校正环境感知方法，其特征在于，所述前置模拟放大模块包括前置跨阻放大器、比较器和增益可调器，所述跨阻放大器用于将光电流转化为电压信号并基于增益调节器进行放大，所述比较器用于将电压信号与参考电压进行比较并将输出反馈信号，所述增益调节器用于根据反馈信号调节前置跨阻放大器的增益。