[发明专利]一种高亮度单管实现多线光发射/接收的激光雷达系统

说明书

本发明公开了一种高亮度单管实现多线光发射/接收的激光雷达系统，包括：激光光源系统包括高亮度光源及激光整形耦合系统，激光整形耦合系统对高亮度光源发射的光斑整形并耦合后输出；双锥激光反射体包括双椎体光源侧光高反射面和双椎体探测器侧光高反射面，双椎体光源侧光高反射面用于接收激光光源系统的出射光并反射至目标物，双椎体探测器侧光高反射面用于接收目标物的反射光并反射至云点传感器成像系统；激光探测器阵列接收双锥激光反射体反射的激光，并对其余方向反射光进行探测，将阵列信号发送至云点数量控制系统，将拾取的云点发送至点云成像系统，进行目标物显示。

技术领域

本发明涉及光电技术领域，更具体的说是涉及一种高亮度单管实现多线光发射/接收的激光雷达系统。

背景技术

目前，光雷达是智能无人驾驶、测距、遥感、物联网中必不可少的关键核心设备，随着科技发展以及智能无人驾驶的普及，智能无人驾驶和物联网越来越走进人们日常生活。目前，现有的智能无人驾驶和物联网用激光雷达需要多线阵式高精度、长距离云点成像，这就对光源提出了苛刻的要求，要求光源系统呈线阵式排布的同时，也对系统的装配精度提出了更高要求，同时也带来了成本的急剧增加。高线阵式激光雷达系统价格甚至可以与中高端型小轿车相比拟，这为系统应用推广带来了现实问题。

但是，现有的激光雷达需要根据精度确定云点量，云点量由多线阵激光光源决定。而多线阵激光光源直接决定了整个系统的装配难度、复杂性和成本。这就增加了多线阵激光雷达系统发展的局限性以及应用推广的难度。因此，找到一种替代方案，以此来降低系统的装配难度、复杂性和生产成本，这是当前迫切急需解决的问题。

因此，降低系统的装配难度、复杂性和生产成本是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高亮度单管实现多线光发射/接收的激光雷达系统；包括高亮度激光光源系统、双锥激光反射体和云点传感器成像系统。高亮度激光光源系统包括高亮度激光光源、供电系统、温控系统和激光整形耦合系统；双锥激光反射体是双锥的一体式结构，两侧锥体表面镀有针对特定波长的激光全反膜；云点传感器成像系统包括激光探测器阵列、云点数量控制系统和点云成像生成系统。

高亮度激光光源系统以一定发散角发射连续或者窄脉冲激光，该激光照射在双锥激光反射体锥一侧，经双锥激光反射体一侧反射，激光打在目标物上，经目标物反射回双锥激光反射体另一侧，经这一侧反射给云点传感器成像系统，通过云点探测器成像系统可确定采集云点的数量和分布，最终确定目标物的分布和位置信息。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高亮度单管实现多线光发射/接收的激光雷达系统，包括：激光光源系统、双锥激光反射体和云点传感器成像系统；

所述激光光源系统包括高亮度光源及激光整形耦合系统，所述激光整形耦合系统对所述高亮度光源发射的光斑整形并耦合后输出；

所述双锥激光反射体包括双椎体光源侧光高反射面和双椎体探测器侧光高反射面，所述双椎体光源侧光高反射面用于接收所述激光光源系统的出射光并反射至目标物，所述双椎体探测器侧光高反射面用于接收目标物的反射光并反射至所述云点传感器成像系统；

所述云点传感器成像系统包括激光探测器阵列、云点数量控制系统和点云成像系统，所述激光探测器阵列接收所述双锥激光反射体反射的激光，并对其余方向反射光进行探测，将阵列信号发送至所述云点数量控制系统，进行云点快速拾取及精度优化，将拾取的云点发送至所述点云成像系统，进行目标物显示。

优选的，所述激光光源系统还包括供电系统和温控系统，所述供电系统用于为所述高亮度光源、所述激光整形耦合系统和所述温控系统供电，所述温控系统用于控制所述高亮度光源温度，防止光源因过高的热量积累导致的功率、光束质量下降和波长漂移。