一种大视场接收装置及大视场接收方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种大视场接收装置及方法，装置包括光束汇聚单元和光束接收单元；其中，光束汇聚单元接收待测物平面的漫反射光束，将漫反射光束汇聚后传输给光束接收单元；光束接收单元包括按照预设方式设置的至少两个光电探测器，其中，光电探测器的光敏面与光束汇聚单元对应设置。光束接收单元通过至少两个光电探测器的光敏面探测从光束汇聚单元传输的光信号，实现分视场接收。由于采用至少两个光电探测器作为光束接收单元实现分视场接收，可在不增大单个光电探测器光敏面尺寸的情况下实现大视场接收，可获取更多待测物平面的细节信息，稳定性好，抗干扰性强，解决了定制光电探测器的信号干扰等问题，简化接收光学系统，降低成本，易于实现。

A Wide Field of View Receiving Device and a Wide Field of View Receiving Method

The invention provides a large field of view receiving device and method, which comprises a beam convergence unit and a beam receiving unit, in which a beam convergence unit receives diffuse reflection beam from the plane of the object to be measured and transmits the diffuse reflection beam to the beam receiving unit, and a beam receiving unit comprises at least two photodetectors arranged in a preset manner, in which the photodetector is photosensitive. The plane and the beam convergence unit are set accordingly. The beam receiving unit detects the optical signal transmitted from the beam gathering unit through the photosensitive surface of at least two photodetectors, and achieves the field-of-view reception. Since at least two photodetectors are used as beam receiving units to realize split-field reception, large-field reception can be realized without increasing the size of photosensitive surface of a single photodetector. More detailed information of the plane of the object to be measured can be obtained with good stability and strong anti-interference. The problem of signal interference of customized photodetectors can be solved, and the receiving optical system can be simplified and reduced to zero. This is easy to implement.

【技术实现步骤摘要】
一种大视场接收装置及大视场接收方法
本专利技术涉及光学领域，更具体地，涉及一种大视场接收装置及大视场接收方法。
技术介绍
伴随着社会科技的发展，激光雷达技术已广泛应用到社会各个领域。特别是近年来，无人驾驶已成为未来最值得期待的汽车行业之一。激光雷达技术作为无人驾驶汽车的关键技术，成为目前无人驾驶环境感测最有效方案。在利用激光雷达进行探测时需要发出多条线束光对待测物视场进行扫描，以获取被测物信息。为获取待测物的更多细节信息，往往需要不断增加扫描角度及线束，对应的接收端需要对大视场区域进行信号接收。但目前接收大视场的技术方案常采用定制的大光敏面光电探测器，随着光敏面的增大，其造价昂贵，并且探测器整体性能受到外加环境光干扰大，其自身的暗电流及系统噪声无法抑制；也有采用复杂的光学镜组设计实现大视场接收的技术方案，但其系统复杂并且不易实现。
技术实现思路
本专利技术提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的大视场接收装置及大视场接收方法。第一方面，本专利技术提供一种大视场接收装置，包括：光束汇聚单元和光束接收单元；所述光束汇聚单元，用于接收待测物平面的漫反射光束，将所述漫反射光束汇聚后传输给所述光束接收单元；所述光束接收单元包括按照预设方式设置的至少两个光电探测所述光电探测器的光敏面与所述光束汇聚单元对应设置，用于通过光敏面探测所述光束汇聚单元传输的光信号，实现分视场接收。优选的，还包括：信号控制及处理单元和微位移单元；所述信号控制及处理单元与所述微位移单元连接，所述微位移单元与所述至少两个光电探测器连接；所述至少两个光电探测器，用于将接收到的光信号进行光电转化成电信号，并发送给所述信号控制及处理单元；所述信号控制及处理单元，用于在接收到所述电信号时，向所述微位移单元发送移动驱动信号；所述微位移单元，用于根据所述移动驱动信号带动所述光电探测器向相邻两个光电探测器的间隙移动，以接收视场盲区区域内的光信号。优选的，所述微位移单元包括：微位移驱动器和压电陶瓷；所述微位移驱动器连接所述信号控制及处理单元，用于接收所述信号控制及处理单元发送的移动驱动信号；所述微位移驱动器连接所述压电陶瓷，用于根据所述移动驱动信号驱动所述压电陶瓷移动；所述压电陶瓷连接所述光电探测器，用于带动所述光电探测器向相邻两个光电探测器的间隙移动，以接收视场盲区区域内的光信号。优选的，所述光束汇聚单元与所述光束接收单元的主光轴重合。优选的，所述光束接收单元包括位于所述光束接收单元的主光轴上的第一光电探测器组和位于所述第一光电探测器组两侧的第二光电探测器组，所述第二光电探测器组的每个光电探测器上安装一个所述压电陶瓷。优选的，所述光束接收单元的至少两个光电探测器呈等间距矩阵形式排列或阵列封装。第二方面，本专利技术还提供一种基于所述的大视场接收装置的大视场接收方法，包括：所述光束汇聚单元接收待测物平面的漫反射光束，将所述漫反射光束汇聚后传输给所述光束接收单元；所述光束接收单元的至少两个光电探测器通过光敏面探测所述光束汇聚单元传输的光信号，实现分视场接收。优选的，所述方法还包括：所述至少两个光电探测器将接收到的光信号进行光电转化成电信号，并发送给信号控制及处理单元；所述信号控制及处理单元在接收到所述电信号时，向微位移单元发送移动驱动信号；所述微位移单元根据所述移动驱动信号带动所述光电探测器向相邻两个光电探测器的间隙移动，以接收视场盲区区域内的光信号。优选的，所述方法还包括：所述信号控制及处理单元在所述光电探测器位移量等于所述间隙的大小时，向微位移单元发送复位驱动信号；所述微位移单元根据所述复位驱动信号带动所述光电探测器移动，以复位。优选的，若所述微位移单元包括微位移驱动器和压电陶瓷，则，所述微位移单元根据所述移动驱动信号带动所述光电探测器向相邻两个光电探测器的间隙移动，以接收视场盲区区域内的光信号，包括：所述微位移驱动器接收所述信号控制及处理单元发送的移动驱动信号；所述微位移驱动器根据所述移动驱动信号驱动所述压电陶瓷移动；每个所述压电陶瓷带动所述与该压电陶瓷连接的光电探测器向相邻光电探测器的间隙移动，以接收视场盲区区域内的光信号。由上述技术方案可知，本专利技术由于采用至少两个光电探测器作为光束接收单元实现分视场接收，因此，可以在不增大单个光电探测器光敏面尺寸的情况下实现大视场接收，配合发射系统可获取更多待测物平面的细节信息，稳定性好，抗干扰性强，解决了定制光电探测器的信号干扰等问题，而且能够简化接收光学系统，有效降低成本，易于实现。附图说明图1为本专利技术一实施例的大视场接收装置的结构示意图；图2为本专利技术另一实施例的大视场接收装置的原理框图；图3为本专利技术另一实施例的大视场接收装置的结构示意图；图4为与图1对应的微位移单元驱动光电探测器消除视场盲区的结构示意图；图5为与图3对应的微位移单元的结构示意图；图6为与图5对应的微位移单元驱动光电探测器消除视场盲区的结构示意图；图7为本专利技术一实施例提供的大视场接收方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。图1为本专利技术一实施例的大视场接收装置的结构示意图。如图1所示的一种大视场接收装置，包括：光束汇聚单元102和光束接收单元103；所述光束汇聚单元102，用于接收待测物平面101的漫反射光束；所述光束接收单元103包括按照预设方式设置的至少两个光电探测器，所述光电探测器的光敏面与所述光束汇聚单元102对应设置，用于通过光敏面探测所述光束汇聚单元102传输的光信号，实现分视场接收。图1中光束接收单元103包括三个光电探测器，分别为光电探测器a、b和c，三个光电探测器a、b和c的光敏面与所述光束汇聚单元102对应设置。值得说明的是，所述至少两个光电探测器的光敏面尺寸相同，所述光电探测器的光敏面尺寸的大小可由待测物平面101的具体视场位置范围决定。所述光束汇聚单元102由2～3片透镜或场镜组成。本实施例由于采用至少两个光电探测器作为光束接收单元实现分视场接收，因此，可以在不增大单个光电探测器光敏面的情况下实现大视场接收，配合发射系统可获取更多待测物平面的细节信息，稳定性好，抗干扰性强，解决了定制光电探测器的信号干扰等问题，而且能够简化接收光学系统，有效降低成本，易于实现。采用多个光电探测器作为光束接收单元时，由于相邻两个光电探测器间存在间隙，会导致待测物平面视场范围的部分视场的光信号无法被接收到，产生视场盲区，其大小满足：上式中，L为待测物平面视场盲区距离；p为相邻两个光电探测器的间距(相邻两个光电探测器的间隙的大小)；h为待测物平面到光束接收单元的距离(探测距离)；f为光束接收单元的整体焦距。图1中光电探测器1033和1034之间的间隙以及光电探测器1034和1035之间的间隙会产生视场盲区301和视场盲区302，以100m外的待测物为例分析，相邻两个光电探测器的间隔为0.1mm，以光束接收单元的组合焦距为15mm，那么在待测物面形成的盲区宽度L可通过相似三角形进行计算：L＝0.67m可见，在100m外的待测物，会有0.67m的待测物平面的信息无法被接收而丢失。这样会接收视场的信息不够全面，无法真实反映待测物平面的实际信息。基于上述原因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大视场接收装置，其特征在于，包括：光束汇聚单元和光束接收单元；所述光束汇聚单元，用于接收待测物平面的漫反射光束，将所述漫反射光束汇聚后传输给所述光束接收单元；所述光束接收单元包括按照预设方式设置的至少两个光电探测器，所述光电探测器的光敏面与所述光束汇聚单元对应设置，用于通过光敏面探测所述光束汇聚单元传输的光信号，实现分视场接收。

【技术特征摘要】
1.一种大视场接收装置，其特征在于，包括：光束汇聚单元和光束接收单元；所述光束汇聚单元，用于接收待测物平面的漫反射光束，将所述漫反射光束汇聚后传输给所述光束接收单元；所述光束接收单元包括按照预设方式设置的至少两个光电探测器，所述光电探测器的光敏面与所述光束汇聚单元对应设置，用于通过光敏面探测所述光束汇聚单元传输的光信号，实现分视场接收。2.根据权利要求1所述的大视场接收装置，其特征在于，还包括：信号控制及处理单元和微位移单元；所述信号控制及处理单元与所述微位移单元连接，所述微位移单元与所述至少两个光电探测器连接；所述至少两个光电探测器，用于将接收到的光信号进行光电转化成电信号，并发送给所述信号控制及处理单元；所述信号控制及处理单元，用于在接收到所述电信号时，向所述微位移单元发送移动驱动信号；所述微位移单元，用于根据所述移动驱动信号带动所述光电探测器向相邻两个光电探测器的间隙移动，以接收视场盲区区域内的光信号。3.根据权利要求2所述的大视场接收装置，其特征在于，所述微位移单元包括：微位移驱动器和压电陶瓷；所述微位移驱动器连接所述信号控制及处理单元，用于接收所述信号控制及处理单元发送的移动驱动信号；所述微位移驱动器连接所述压电陶瓷，用于根据所述移动驱动信号驱动所述压电陶瓷移动；所述压电陶瓷连接所述光电探测器，用于带动所述光电探测器向相邻两个光电探测器的间隙移动，以接收视场盲区区域内的光信号。4.根据权利要求1所述的大视场接收装置，其特征在于，所述光束汇聚单元与所述光束接收单元的主光轴重合。5.根据权利要求4所述的大视场接收装置，其特征在于，所述光束接收单元包括位于所述光束接收单元的主光轴上的第一光电探测器组和位于所述第一光电探测器组两侧的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈佳，屈志巍，李军建，张正正，佟建，
申请(专利权)人：北京万集科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11