[发明专利]一种激光雷达光学系统、调整方法及调整系统

说明书

本发明涉及一种激光雷达光学系统、调整方法及调整系统，包括：激光器，其能够发射激光光束，所述激光光束经待测物体反射，形成回波信号；光电探测器，其能够接收回波信号；窄带滤光片，其设置在光电探测器前端以滤除杂散光；调整装置，其与窄带滤光片连接，所述调整装置转动窄带滤光片以改变回波信号与窄带滤光片之间的入射角，使得窄带滤光片在该入射角下的实际中心波长与激光器的实际波长相匹配。其通过调整窄带滤光片，使得窄带滤光片在该入射角下的中心波长与激光器的实际波长相匹配，从而滤除杂散光，提高激光雷达的探测距离，消除或缓解白天太阳光下激光雷达测距能力下降的问题。

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，尤其是指一种激光雷达光学系统、调整方法及调整系统。

背景技术

激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，是激光技术与现代光电探测技术结合的先进探测方式。激光作为激光雷达的光源，有分辨率高、单色性好、准直性高、相干性强等优点，因此被广泛应用于资源勘探、环境监测、交通通讯等领域。

激光雷达系统一般由发射系统、接收系统、信息处理等部分组成，其工作原理是向目标发射探测信号，然后将接收到的从目标反射回来的回波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。

激光雷达发射器根据结构来划分主要分为边发射激光器，垂直腔面发射激光器和1550nm使用的光纤激光器。然而选择制约因素主要有性能、成本、产业链成熟度、人眼安全四大要素。选择光源后还需要解决光源校准、温漂、无热化三大问题。目前从成本角度上905nm波长的边发射激光器和垂直腔面发射激光器，优于1550nm的激光器。905nm波长激光器分为边发射激光器和垂直腔面发射激光器，边发射激光器存在温漂高的缺陷，垂直腔面发射激光器存在功率较小的缺陷。然而温漂高或者功率小的问题最终带来的影响是探测距离的减少。

现有技术中雷达光学系统具体包括发射激光器，准直镜组，接收探测器，窄带滤光片、会聚镜组。发射激光器发出激光光束，经过准直镜组准直后，形成出射光束，然后打到目标物体上，形成回波光束，回波光束经过会聚镜组会聚后，通过窄带滤光片后，被接收探测器接收到。

然而目前光芯片的温度漂移在大约0.3nm/C°由于汽车的环境温度是-45C°到85C°，因此120度左右的温宽范围能造成高达40nm左右的温漂。一般来说，窄带滤光片的中心波长将做到激光器所发出激光光束中心波长相同，比如边缘发射激光器发出的激光光束中心波长为905nm，则窄带滤光片的中心波长也做成905nm。但是由于激光器存在温漂，中心波长会随着温度的变化而变化，为了保证与激光器相匹配的接收探测器在不同温度下，接收到足够多自身激光器发出的激光光束的回波能量，因此在设计窄带滤光片时需要将温度带来的波长漂移也考虑进去，把窄带滤光片的带宽设计成很宽，比如36nm以上。这导致激光雷达无法有效的减少白天太阳光等杂散光，因此探测距离下降。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中激光器由于温漂，窄带滤光片与其不匹配的技术缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种激光雷达光学系统，包括：

激光器，其能够发射激光光束，所述激光光束经待测物体反射，形成回波信号；

光电探测器，其能够接收回波信号；

窄带滤光片，其设置在光电探测器前端以滤除杂散光；

调整装置，其与窄带滤光片连接，所述调整装置转动窄带滤光片以改变回波信号与窄带滤光片之间的入射角，使得窄带滤光片在该入射角下的实际中心波长与激光器的实际波长相匹配。

作为优选的，所述调整装置包括电机，所述电机驱动窄带滤光片转动。

作为优选的，所述电机与窄带滤光片之间通过齿轮传动连接或皮带传动连接。