[发明专利]一种激光雷达系统

说明书

本发明提供一种激光雷达系统，包括至少一个收发模块，用于发射探测光信号以及接收被待测目标反射后的回波信号；至少一个扫描模块，用于将多个收发模块发出的脉冲激光束反射至三维空间，及用于将回波信号反射至对应的收发模块；至少一个扫描模块位于至少一个收发模块的一侧，收发模块包括发射模块，发射模块具有多个间隔设置的第一光源，多个第一光源按照预设时序依次发射脉冲激光束。该发明激光雷达系统的每个发射模块包括多个垂直方向上间隔布置的光源，有效的提高了垂直视场的扫描轨迹线密度，并且多光源采用分时间隔发射，有效的降低了接收光路的干扰。

技术领域

本发明涉及环境感知技术领域，特别涉及一种激光雷达系统。

背景技术

在自动驾驶技术中，环境感知系统是基础且至关重要的一环，是自动驾驶汽车安全性和智能性的保障，环境感知传感器中激光雷达在可靠度、探测范围、测距精度等方面具有不可比拟的优势。

车载激光雷达作为感知周围信息的重要传感器，视场和扫描精度是其重要的参数。对于垂直视场，垂直方向扫描轨迹线的密度越大，扫描分辨率越高，信息越丰富，越有利于自动驾驶决策。采用振镜等扫描方式的激光雷达，其垂直方向扫描轨迹线的密度受限于扫描器件的震动频率。虽然可以通过减小慢轴震动频率来实现提高扫描分辨率，然而慢轴的震动频率与帧频相关，激光雷达系统帧频存在最小值要求，因此慢轴震动频率也存在下限值。对于水平视场，现有技术通常会通过在扫描器件前设置光学镜头来放大视场角，或者设置多个激光雷达系统对其采集的视场进行拼接。前置镜头组扩大视场角的方式需要较复杂的镜头组，且视场角放大的同时会等比例缩小有效孔径，从而降低激光雷达系统测远能力。多激光雷达拼接的方案会显著增加总成本。

此外，激光雷达需要满足体积小、可靠性高、高成像帧频、高分辨率、远测距等性能。激光雷达中包含的诸多元器件，例如光源、探测器、集成电路板、引线等均需要进行合理的结构设计，以满足减小体积的同时又不影响其它指标。然而，现有的激光雷达系统难以在小体积和多项性能参数之间达到平衡，如何合理地安排激光雷达系统的内部空间，在满足特定光路设计的前提下，提高空间利用率、使其结构更加紧凑化、改善散热性能，仍是目前亟需改进的方面。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种激光雷达系统，包括：

至少一个收发模块，用于发射脉冲激光束以及接收所述脉冲激光束被待测目标反射后的回波信号；

至少一个扫描模块，用于将所述至少一个收发模块发射的脉冲激光束反射至三维空间，及用于将所述回波信号反射至对应的所述收发模块；

每个所述收发模块包括发射模块，所述发射模块具有多个间隔设置的第一光源。

进一步地，所述激光雷达系统具有m个所述收发模块，其中m≥2且m为正整数，m个所述收发模块具有m个对应的所述发射模块，每个所述发射模块具有n个所述第一光源，其中n≥2且n为正整数，每个所述发射模块的n个所述第一光源按照预设时序依次发射脉冲激光束。

进一步地，m个所述发射模块彼此对应的所述第一光源形成n个光源发射组，每个所述光源发射组内包含有m个所述第一光源，n个光源发射组也按照所述预设时序发射脉冲激光束。

进一步地，所述扫描模块通过摆动将所述第一光源发出的脉冲激光束反射至三维空间，从而实现光栅式扫描，并得到每个所述第一光源的二维扫描轨迹线。进一步地，所述二维扫描轨迹线为周期性曲线。

进一步地，对于任意一条所述二维扫描轨迹线，相邻周期对应的所述二维轨迹线的起点间隔有第一偏移量。

进一步地，多个所述第一光源在第一方向上等间距间隔分布，

对于任意一个所述发射模块，相邻所述第一光源的所述二维扫描轨迹线的起始位置之间间隔第二偏移量。

进一步地，所述第二偏移量大于零，且所述第二偏移量不等于所述第一偏移量。