[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

说明书

本发明涉及一种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，感知方法包括包括如下步骤：激光发射器发射激光束，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，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，光电探测阵列把接收的光强转化为光电流，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，电压信号经过模数转化器转化为数字信号，数字信号在后端数字处理器中进行处理，处理后的数据经过数据收发器存入数据存储器。本发明通过在激光雷达接收端增加接收端光学模块、前置模拟放大模块、后端数字处理器，在不损失探测精度的前提下提高了面阵激光雷达的视场角。

技术领域

本发明涉及无人驾驶技术领域，具体涉及一种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。

背景技术

随着无人驾驶商业化普及，其在各个领域都有很多的应用，例如面向个人使用的无人驾驶汽车、面向大众服务的智能服务机器人、无人驾驶环卫车以及园区物流车等。激光雷达作为无人驾驶的眼睛，其主要的功能是通过测量光传播到物体并反射所需要的时间，来提供汽车周围环境的3D点云图，从而能够帮助车辆很好地识别周围环境。

面向大众服务的无人驾驶设备如园区的物流车具有工作环境较为简单，行驶速度要求不高以及小型化等特点。而传统的机械式激光雷达机械结构体积庞大且价格昂贵，无法满足园区物流车的应用需求。固态面阵激光雷达具有体积小、抗干扰能力强、价格低廉等优势，广泛应用于小型无人驾驶设备。然而固态面阵激光雷达由于是面阵激光雷达，也同时存在着视场角小，探测距离近等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种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，用以解决现有技术中的固态面阵激光雷达存在着视场角小、探测距离近的问题。

本发明一方面提供了一种基于固态面阵激光雷达的宽视角校正环境感知方法，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，所述激光发射器发射激光束的波长为850nm-950nm。

进一步的，光电探测阵列的探测器为雪崩光电二极管(APD)探测器。

进一步的，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。