一种固态面阵激光雷达探测方法技术

一种固态激光雷达装置的探测方法，发射模块中的阵列激光器中的其中一个单个激光光源工作，发出探测光；面阵光电传感器中与所述步骤一中工作的单个激光光源所对应的列进行工作；该面阵光电传感器工作的所述列接收由被测物体反射回的探测光；信号处理模块读取面阵光电传感器工作的列所接收到的电信号信息，信号处理模块对比发射模块发出的探测光与接收模块中的所述列所接收到的反射回的时间差，基于脉冲飞行时间法计算距离值重复步骤一至步骤四，其中，每重复一次步骤一，主控制模块控制阵列激光器中不同的单个激光光源工作；直到反射模块中的阵列激光器中的所有单个激光光源都工作过至少一次，完成固态激光雷达装置的一帧点云距离数据探测。

A solid-state array laser radar detection method

A method for the detection of a solid-state laser radar device, in which one of the single laser sources in the array laser of the transmitter module works and sends out probe light, and the array in the array photoelectric sensor works with a column corresponding to a single laser light source working in the first step; the column received by the array photoelectric sensor is received by the array. The detection light reflected back by the measured object; the signal processing module reads the signal information received by the column of the array photoelectric sensor. The signal processing module contrasts the time difference between the detection light emitted by the transmitting module and the reflected back of the column received in the receiving module, and calculates the distance repetition based on the pulse time of flight method. Step one to step four, in which the main control module controls the work of the different single laser light sources in the array laser each time one step is repeated, until all the single laser light sources in the array laser in the reflection module work at least once, and the one frame point cloud distance data detection of the solid-state laser radar device is completed.

【技术实现步骤摘要】
一种固态面阵激光雷达探测方法
本专利技术涉及激光雷达测量
，尤其涉及一种固态面阵激光雷达装置的探测方法。
技术介绍
光学扫描测距装置是一种使用准直光束，通过飞行时间（TimeofFlight，简称为TOF）、三角测量法等方法进行非接触式扫描测距的设备。目前，通常的光学扫描测距装置包括：光发射模块、光学镜头、接收并处理信号的芯片。光发射模块发出光束，光学镜头位于光发射模块的光路上，经过准直的光束发射到被测物体表面，遇到障碍物后光束被反射到接收芯片上，接收芯片通过测量发射到接收之间的时间、相位差、已知光速，即可求出被测物体到装置的距离。这类装置将用于测距的光发射模块、光学透镜、光接收模块等部件安装在一可连续旋转的平台上实现准直光束的扫描，通过电机旋转可以得到一周360度的环境距离信号，旋转部件和固定部件之间通过导电滑环供电并传输数据；或者也可以固定安装在运动的上位机上，随上位机的前进、后退或转向探测其对应测距区域的障碍物，上述两种模式目前广泛应用于机器人环境扫描、规划路径、避障导航、安防检测等。现有的光学扫描测距装置采用机械旋转或者机械反射镜等部件，不利于扫描测距装置的量产。本申请公开了一种固态面阵激光雷达，不具有任何机械转动部件，提高激光雷达的稳定性，适用于量产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种固态面阵激光雷达装置，通过发射模块和接收模块的固定位置的设置，解决了传统的激光雷达具有机械旋转和编码器的结构，结构复杂，空间占用大，装配工序繁多的问题；通过单个激光光源按照设定顺序和间隔发射激光的设置，以及所述面阵光电传感器控制部分或全部像素接收对应单个激光光源发出的激光的结构，扩展了激光雷达装置的探测区域，实现了远距离大面阵激光测距，提供了可以长时长距覆盖大范围的稳定性更好、准确性更好、效率更高的环境探测装置。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种固态面阵激光雷达，包括：发射模块和与发射模块保持固定位置关系的接收模块，所述发射模块包括阵列激光器，所述阵列激光器包括多个陈列排布的单个激光光源，所述单个激光光源按照设定顺序和间隔发射激光，所述接收模块包括面阵光电传感器，所述面阵光电传感器包括陈列排布的像素，所述面阵光电传感器控制部分或全部像素接收对应单个激光光源发出的激光。优选地，还包括与发射模块和接收模块相连接的主控制模块，所述主控制模块包括多个与单个激光光源一一对应的引脚。优选地，所述阵列激光器以至少一个单个激光光源为发射单位，所述发射单位按照设定的发射顺序和发射间隔进行发射，所述面阵光电传感器以至少一个像素为接收区域，所述接收区域按照设定的接收顺序和接收间隔逐次接收。优选地，多个单个激光光源呈直线排列，所述阵列激光器以单个激光光源为发射单位；所述面阵光电传感器的像素呈矩阵排列，所述面阵光电传感器以每一行或每一列像素为接收区域，所述接收区域与单个激光光源所成直线垂直。优选地，多个单个激光光源呈水平直线排列，所述面阵光电传感器以每一竖列为接收区域，所述单个激光光源的发射间隔大于等于接收区域接收到读取的间隔。优选地，在所述阵列激光器的激光发射方向上还设置有发射镜头，在所述面阵光电传感器的接收方向上还设置有接收镜头。优选地，所述面阵光电传感器具有1*262个单个激光光源，覆盖50°*25°范围；所述面阵光电传感器具有262*144个像素，每个像素覆盖0.17°*0.17°视场角。优选地，所述面阵光电传感器的一个或多个像素工作时，未进入工作状态的部分像素作为缓存器对正在工作像素的电信号进行缓存。一种固态激光雷达装置的探测方法，发射模块中的阵列激光器分时工作，接收模块中的面阵光电传感器分时工作；步骤一，主控制模块发送信号至发射模块，发射模块中的阵列激光器中的其中一个单个激光光源工作，发出探测光；步骤二，与步骤一同时，主控制模块发送信号至接收模块，所述面阵光电传感器中与所述步骤一中工作的单个激光光源所对应的列进行工作；步骤三，该面阵光电传感器工作的所述列接收由被测物体反射回的探测光，将光转换为电信号信息；步骤四，信号处理模块读取面阵光电传感器工作的列所接收到的电信号信息，信号处理模块对比发射模块发出的探测光与接收模块中的所述列所接收到的反射回的时间差，基于脉冲飞行时间法计算距离值；步骤五，重复步骤一至步骤四，其中，每重复一次步骤一，主控制模块控制阵列激光器中不同的单个激光光源工作；直到反射模块中的阵列激光器中的所有单个激光光源都工作过至少一次，完成固态激光雷达装置的一帧点云距离数据探测。优选地，步骤一中工作的单个激光光源的发射视场角度与步骤二中面阵光电传感器工作的列的接收视场角度至少具有重合部分。优选地，在步骤三中，将所述电信号信息储存在缓存单元中，接收模块的面阵光电传感器中不工作的列像素充当为缓存单元。优选地，所述光电传感器在接收由被测物体反射回的探测光时，进行4次探测采样，基于该4次探测采样数据，通过计算接收到的探测光的脉冲质心所对应的时刻，标定为接收模块接收到由被测物体反射回的探测光的时刻。优选地，面阵光电传感器中时序上前后工作的两列是相邻的两列，或者是不相邻的两列。优选地，阵列激光器中时序上前后工作的两个单个激光光源是相邻的两个，或者是不相邻的两个。有益效果：通过发射模块和接收模块的固定位置的设置，取代了传统的机械旋转和编码器的结构，结构简单，空间占用小，大大简化了装配的工序。多个单个激光光源按照设定顺序和间隔发射激光的设置，增大了发射模块的发射范围，解决了单个激光光源之间相互串扰的问题，同时提高了阵列激光器的功率合理利用，减小了散热的压力。所述面阵光电传感器控制部分或全部像素接收对应单个激光光源发出的激光的结构，通过完全固态的结构设置，以及对接收模块的视场角的扩大，扩展了激光雷达装置的探测区域，实现了远距离大面阵激光测距，提供了可以长时长距覆盖大范围的稳定性更好、准确性更好、效率更高的环境探测装置。附图说明图1为固态面阵激光雷达结构示意框图。图2为固态面阵激光雷达工作流程示意图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本专利技术提供了一种固态面阵激光雷达，包括：发射模块和与发射模块保持固定位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态激光雷达装置的探测方法，其特征在于，发射模块中的阵列激光器分时工作，接收模块中的面阵光电传感器分时工作；步骤一，主控制模块发送信号至发射模块，发射模块中的阵列激光器中的其中一个单个激光光源工作，发出探测光；步骤二，与步骤一同时，主控制模块发送信号至接收模块，所述面阵光电传感器中与所述步骤一中工作的单个激光光源所对应的列进行工作；步骤三，该面阵光电传感器工作的所述列接收由被测物体反射回的探测光，将光转换为电信号信息；步骤四，信号处理模块读取面阵光电传感器工作的列所接收到的电信号信息，信号处理模块对比发射模块发出的探测光与接收模块中的所述列所接收到的反射回的时间差，基于脉冲飞行时间法计算距离值；步骤五，重复步骤一至步骤四，其中，每重复一次步骤一，主控制模块控制阵列激光器中不同的单个激光光源工作；直到反射模块中的阵列激光器中的所有单个激光光源都工作过至少一次，完成固态激光雷达装置的一帧点云距离数据探测。

【技术特征摘要】
1.一种固态激光雷达装置的探测方法，其特征在于，发射模块中的阵列激光器分时工作，接收模块中的面阵光电传感器分时工作；步骤一，主控制模块发送信号至发射模块，发射模块中的阵列激光器中的其中一个单个激光光源工作，发出探测光；步骤二，与步骤一同时，主控制模块发送信号至接收模块，所述面阵光电传感器中与所述步骤一中工作的单个激光光源所对应的列进行工作；步骤三，该面阵光电传感器工作的所述列接收由被测物体反射回的探测光，将光转换为电信号信息；步骤四，信号处理模块读取面阵光电传感器工作的列所接收到的电信号信息，信号处理模块对比发射模块发出的探测光与接收模块中的所述列所接收到的反射回的时间差，基于脉冲飞行时间法计算距离值；步骤五，重复步骤一至步骤四，其中，每重复一次步骤一，主控制模块控制阵列激光器中不同的单个激光光源工作；直到反射模块中的阵列激光器中的所有单个激光光源都工作过至少一次，完成固态激光雷达装置的一帧点云...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑凯，梁炳寅，疏达，李远，
申请(专利权)人：北醒北京光子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11