一种编码激光收发装置、测距装置以及激光雷达系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种脉冲编码激光收发装置、测距装置以及激光雷达系统，所述装置包括：编码单元，用于生成第一编码信号；激光脉冲发射单元，基于所述第一编码信号，发射经过第一编码的激光脉冲序列；激光脉冲接收单元，用于接收激光脉冲序列回波，并判断所述激光脉冲序列回波的第二编码信号是否与所述第一编码信号相同；当所述第一编码信号与所述第二编码信号相同时，将所述激光脉冲序列回波作为所述经过编码的激光脉冲序列的回波信号。

A Coded Laser Transceiver, Ranging Device and Laser Radar System

The invention provides a pulse-coded laser transceiver, a ranging device and a lidar system. The device comprises a coding unit for generating a first coded signal, a laser pulse transmitting unit for transmitting a first coded laser pulse sequence based on the first coded signal, and a laser pulse receiving unit for receiving and judging the echo of a laser pulse sequence. Whether the second encoding signal of the laser pulse sequence echo is the same as the first encoding signal, and when the first encoding signal is the same as the second encoding signal, the laser pulse sequence echo is regarded as the echo signal of the encoding laser pulse sequence.

【技术实现步骤摘要】
一种编码激光收发装置、测距装置以及激光雷达系统
本专利技术涉及激光雷达
，具体涉及一种编码激光收发方法、装置以及激光雷达系统。
技术介绍
远距离的激光雷达可以用于测距。通常基于直接飞行时间法，也即通过发射宽度很窄但峰值功率高的激光脉冲，测量脉冲光到障碍物之间来回的光飞行的时间进行测距。但是，在同一测量范围内，同时有多台激光雷达在工作的场景下，例如，在一台车上安装多台激光雷达时，或者多辆安装有激光雷达的车辆相距较近时，由于激光雷达的测量原理是基于对发射激光脉冲的飞行时间进行测量，如果每台激光雷达无法判别收到的光脉冲是不是自己发出的，那么有一定概率接收到其他雷达发出的光脉冲时，也会被判定为回波信号，从而导致测距结果的错误。多台激光雷达同时工作时，不同激光雷达之间相互干扰的问题成为了制约其发展的瓶颈之一。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提出一种基于编码的激光雷达发射方法、装置以及激光雷达系统。第一方面，提出一种脉冲编码激光收发装置，所述装置包括：编码单元，用于生成第一编码信号；激光脉冲发射单元，基于所述第一编码信号，发射经过编码的激光脉冲序列；激光脉冲接收单元，用于接收激光脉冲序列回波，并判断所述激光脉冲序列回波的第二编码信号是否与所述第一编码信号匹配；当所述第一编码信号与所述第二编码信号匹配时，将所述激光脉冲序列回波作为所述经过编码的激光脉冲序列的回波信号。第二方面，提出一种激光发射装置，所述装置包括：编码单元，用于生成第一编码信号；激光脉冲发射单元，基于所述第一编码信号，发射经过编码的激光脉冲序列。第三方面，提出一种激光接收装置，所述装置包括：激光脉冲接收单元，用于接收激光脉冲序列回波，并判断所述激光脉冲序列回波的第二编码信号是否与所述第一编码信号相同；第一判断模块，用于当所述第一编码信号与所述第二编码信号相同时，将所述激光脉冲序列回波作为所述经过编码的激光脉冲序列的回波信号。第四方面，提出一种测距装置，所述装置包括，前述的激光收发装置，所述激光收发装置向目标测距点发射经过编码的激光脉冲序列，并接收所述目标测距点返回的激光脉冲序列回波；以及，计时单元，所述计时单元用于确定所述激光脉冲发射单元发射所述经过编码的激光脉冲序列的第一时间，以及激光脉冲接收单元接收所述激光脉冲序列回波的第二时间；距离计算单元，基于所述第一时间和所述第二时间计算所述测距装置到目标测距点的距离。第五方面，提出一种测距方法，所述方法包含如下步骤：生成第一编码信号；基于所述第一编码信号，向目标测距点发射经过编码的激光脉冲序列；接收所述目标测距点返回的激光脉冲序列回波；判断所述激光脉冲序列回波的第二编码信号是否与所述第一编码信号相同；当所述第一编码信号与所述第二编码信号相同时，将所述激光脉冲序列回波作为所述经过编码的激光脉冲序列的回波信号；确定所述激光脉冲发射单元发射所述经过编码的激光脉冲序列的第一时间，以及激光脉冲接收单元接收所述激光脉冲序列回波的第二时间；距离计算单元，基于所述第一时间和所述第二时间计算所述测距装置到目标测距点的距离。第六方面，提出一种激光雷达，所述激光雷达包含多个前述的激光发射装置；以及，激光接收装置，用于接收激光脉冲序列回波，并基于所述激光脉冲序列回波探测所述激光雷达周围的障碍物。第七方面，提供一种设备，所述设备中包含一个或多个激光器，所述一个或多个激光器分别在第一时间内发射经过编码的激光脉冲序列；激光脉冲接收单元，用于接收激光脉冲序列回波，并判断所述激光脉冲序列回波的第二编码信号是否与所述第一编码信号匹配；当所述第一编码信号与所述第二编码信号匹配时，将所述激光脉冲序列回波作为所述经过编码的激光脉冲序列的回波信号。采用上述技术方案，本专利技术具有如下有益效果：能够识别不同雷达发射探测信号的回波信号，从而抑制雷达之间的相互干扰。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的脉冲编码的激光收发装置原理框图；图2为本专利技术实施例提供的第一编码信号和第二编码信号的判断方法；图3为本专利技术实施例提供的第一编码信号和第二编码信号的判断方法；图4为本专利技术实施例提供的脉冲编码的激光发射装置原理图；图5为本专利技术实施例提供的脉冲编码的激光发射装置充电单元电路原理图；图6为本专利技术实施例提供的开关控制信号与开关触发信号触发的时序图；图7为本专利技术实施例提供的开关控制信号与开关触发信号触发的时序图；图8为本专利技术实施例提供的不同激光脉冲序列回波识别原理示意图；图9为本专利技术实施例提供的测距原理示意图；图10为本专利技术实施例提供的脉冲编码发射电路原理示意图；图11为本专利技术实施例提供的脉冲编码接收电路原理示意图；图12为本专利技术实施例提供的脉冲收发原理示意图；图13为本专利技术实施例提供的脉冲收发原理示意图；图14为本专利技术实施例提供的脉冲收发计算原理实例。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，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，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。在本专利技术的一个实施例中，如图1所示，提供一种基于时序脉冲编码的激光收发装置，所述装置包括：编码单元，用于生成第一编码信号；激光脉冲发射单元，基于所述第一编码信号，发射经过编码的激光脉冲序列；激光脉冲接收单元，用于接收激光脉冲序列回波，并判断所述激光脉冲序列回波的第二编码信号是否与所述第一编码信号相同；当所述第一编码信号与所述第二编码信号相同时，将所述激光脉冲序列回波作为所述经过编码的激光脉冲序列的回波信号。在本实施例中，第一编码信号既可以是在时序上具有间隔的脉冲激励信号，也可以是在时序上具有不同宽度的脉冲信号，又可以是在时序上具间隔的不同宽度的脉冲信号。激光脉冲发射单元，基于所述第一编码信号，发射经过编码的激光脉冲序列；经过编码的激光脉冲序列为在时序上具有间隔的激光脉冲序列，或者在时序上经过脉冲强度调制的脉冲序列，或者在时序上具有间隔且经过脉冲强度调制的脉冲序列。激本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脉冲编码激光收发装置，其特征在于，所述装置包括：编码单元，用于生成第一编码信号；激光脉冲发射单元，基于所述第一编码信号，发射经过编码的激光脉冲序列；激光脉冲接收单元，用于接收激光脉冲序列回波，并判断所述激光脉冲序列回波的第二编码信号是否与所述第一编码信号匹配；当所述第一编码信号与所述第二编码信号匹配时，将所述激光脉冲序列回波作为所述经过编码的激光脉冲序列的回波信号。

【技术特征摘要】
1.一种脉冲编码激光收发装置，其特征在于，所述装置包括：编码单元，用于生成第一编码信号；激光脉冲发射单元，基于所述第一编码信号，发射经过编码的激光脉冲序列；激光脉冲接收单元，用于接收激光脉冲序列回波，并判断所述激光脉冲序列回波的第二编码信号是否与所述第一编码信号匹配；当所述第一编码信号与所述第二编码信号匹配时，将所述激光脉冲序列回波作为所述经过编码的激光脉冲序列的回波信号。2.根据权利要求1所述的激光收发装置，其特征在于，所述编码单元生成的第一编码信号的编码类型包括：时序编码；或者，幅度编码；或者，时序幅度混合编码。3.根据权利要求2所述的激光收发装置，其特征在于，所述时序编码包括使用脉冲激励信号在时域上的间隔对信号进行编码；经过时序编码的激光脉冲序列在时序上具有间隔。4.根据权利要求2所述的激光收发装置，其特征在于，所述幅度编码包括使脉冲激励信号在时域上的宽度对信号进行编码；经过幅度编码的激光脉冲序列具有幅度调制。5.根据权利要求2所述的激光收发装置，其特征在于，所述时序幅度混合编码包括使脉冲激励信号在时域上具有间隔和宽度；经过时序幅度混合编码的激光脉冲序列在时序上具有间隔的幅度调制。6.根据权利要求1或2所述的激光收发装置，其特征在于，所述编码单元包括：多个充电单元以及蓄能装置；多个充电单元在开关控制信号(GATE1，GATE2,…，GATEN)的控制下，对所述蓄能装置进行充电；所述蓄能装置在开关触发信号(TRIGGER)的控制下进行接续式放电，以使得所述激光脉冲发射单元发射单个脉冲。7.根据权利要求6所述的激光收发装置，其特征在于，所述蓄能装置在开关触发信号(TRIGGER)的控制下进行接续式放电，以使得所述激光脉冲发射单元发射单个脉冲包括：前一个充电装置根据对应的开关控制信号(GATE1，GATE2,…，GATEN)对蓄能装置充电完成之后，马上触发开关触发信号(TRIGGER)控制所述蓄能装置放电，以使得激光脉冲发射单元发射单个光脉冲；后一个充电装置根据对应的开关控制信号(GATE1，GATE2,…，GATEN)对蓄能装置充电。8.根据权利要求6所述的激光收发装置，其特征在于，所述装置还包括，开关控制信号发生单元(CLK1)，用于控制所述开关控制信号(GATE1，GATE2,…，GATEN)的信号间隔和信号宽度。9.根据权利要求6所述的激光收发装置，其特征在于，所述充电单元包括，电源(BAT)，电感(L1)，单向导通二极管(D2)，开关控制管(M1)；所述电源(BAT)的正极连接所述电感(L1)的第一端；所述电感(L1)的第二端连接所述单向导通二极管(D2)的第一端；所述单向导通二极管(D2)的第二端连接蓄能装置(C2)的第一极；所述蓄能装置(C2)的第二极连接所述电源的负极；所述开关控制管(M2)跨接于所述电感(L1)的第二端与所述蓄能装置(C2)的第二极之间，并且在所述开关控制信号(GATE1，GATE2,…，GATEN)的控制下接通或者断开。10.一种激光发射装置，其特征在于，所述装置包括：编码单元，用于生成第一编码信号；激光脉冲发射单元，基于所述第一编码信号，发射经过编码的激光脉冲序列。11.根据权利要求10所述的激光发射装置，其特征在于，所述编码单元生成的第一编码信号的编码类型包括：时序编码；或者，幅度编码；或者，时序幅度混合编码。12.根据权利要求11所述的激光发射装置，其特征在于，所述时序编码包括使脉冲激励信号在时域上具有间隔；经过时序编码的激光脉冲序列在时序上具有间隔。13.根据权利要求11所述的激光发射装置，其特征在于，所述幅度编码包括使脉冲激励信号在时域上具有宽度。14.根据权利要求11所述的激光发射装置，其特征在于，所述时序幅度混合编码包括使脉冲激励信号在时域上具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱雪洲，向少卿，
申请(专利权)人：上海禾赛光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31