一种分布式激光雷达制造技术

本发明专利技术公开了一种分布式激光雷达。此分布式激光雷达包括：光线产生单元、信息处理单元和多个探测扫描单元；光线产生单元用于产生调频连续波，并将调频连续波初次分束至各探测扫描单元；每个探测扫描单元用于将初次分束后的调频连续波再次分束，形成探测光束和参考光束，发射探测光束以及接收被目标区域中的目标物体反射回来的回波光束，并根据参考光束和回波光束确定目标区域的相关信息；信息处理单元用于整合各目标区域的相关信息，得到分布式激光雷达的周边区域的点云图。本发明专利技术实施例提供的技术方案可增强对目标区域中的目标物体的探测实时性，同时提高测速精度。

A Distributed Lidar

【技术实现步骤摘要】
一种分布式激光雷达
本专利技术实施例涉及激光探测
，尤其涉及一种分布式激光雷达。
技术介绍
激光雷达是以发射激光束探测目标物体的位置、速度等特征量的雷达系统。激光雷达的工作原理是：向目标物体发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标物体反射回来的信号(目标回波，或称回波信号)与发射信号进行比较，作适当处理即可获得目标物体的相关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而对目标物体进行探测、跟踪和识别。目前，激光雷达系统通常为脉冲激光雷达，脉冲激光雷达通过测量脉冲传播的时间测定目标物体的距离。将激光雷达应用于车载系统中时，需要实时测量目标物体的速度大小和运动方向，可以给车辆更多的应急处理时间，减小事故量。但是，现有的脉冲激光雷达一般通过多帧数据求取目标物体的运动速度，导致该激光雷达实时性较差，且测速精度较低。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种分布式激光雷达，以增强对目标物体的探测实时性，同时提高测速精度。本专利技术实施例提出一种分布式激光雷达，该分布式激光雷达包括：光线产生单元、信息处理单元和多个探测扫描单元；所述光线产生单元用于产生调频连续波，并将所述调频连续波初次分束至各所述探测扫描单元；每个所述探测扫描单元用于将初次分束后的所述调频连续波再次分束，形成探测光束和参考光束，发射探测光束以及接收被目标区域中的目标物体反射回来的回波光束，并根据所述参考光束和所述回波光束确定所述目标区域的相关信息；所述信息处理单元用于整合各所述目标区域的相关信息，得到所述分布式激光雷达的周边区域的点云图；其中，所述目标区域的相关信息包括所述目标区域中目标物体的方位、速度大小和运动方向中的至少一种。进一步地，所述光线产生单元包括激光器子单元、强度调制子单元、连续调频信号源以及信号放大子单元；所述激光器子单元用于发出单频光束，所述单频光束入射至所述强度调制子单元；所述强度调制子单元用于在所述连续调频信号源的驱动下对所述单频光束进行振幅调制，形成初始调频连续波；所述信号放大子单元用于将初始调频连续波的功率提高，形成初次分束前的所述调频连续波。进一步地，所述激光器子单元包括单频保偏激光器，所述强度调制子单元包括保偏铌酸锂强度调制器，所述连续调频信号源包括啁啾信号源，所述信号放大子单元包括保偏光纤放大器。进一步地，所述探测扫描单元包括光线发收单元和控制处理单元；所述光线发收单元用于将初次分束后的所述调频连续波再次分束，形成探测光束和参考光束，并发射探测光束以及接收被目标区域中的目标物体反射回来的回波光束；所述控制处理单元用于根据所述参考光束和所述回波光束确定所述目标区域的相关信息。进一步地，所述光线发收单元包括分束子单元、探测信号发射子单元、回波信号接收子单元以及参考信号处理子单元；所述分束子单元用于将初次分束后的所述调频连续波按照预设强度比分为探测光束和参考光束；其中，所述探测光束的强度大于所述参考光束的强度；所述探测信号发射子单元用于传输并发射所述探测光束；所述回波信号接收子单元用于接收所述回波光束；所述参考信号处理子单元用于将所述参考光束移频；所述控制处理单元用于根据所述回波光束和移频后的所述参考光束确定所述目标物体的相关信息。进一步地，所述探测信号发射子单元的光轴与所述回波信号接收子单元的光轴同轴设置。进一步地，所述分束子单元包括保偏分束器，所述参考信号处理子单元包括保偏声光移频器；还包括保偏环形器，所述保偏环形器包括第一端口、第二端口和第三端口；所述探测信号发射子单元包括所述第一端口与所述第二端口之间的光路，所述回波信号接收子单元包括所述第二端口与所述第三端口之间的光路。进一步地，所述探测信号发射子单元还包括光束扩束准直子单元和二维扫描子单元；所述光束扩束准直子单元用于将由所述第二端口出射的所述探测光束扩束并准直；所述二维扫描子单元用于将扩束并准直后的所述探测光束在第一平面和第二平面上偏转；所述第一平面与所述第二平面相交。进一步地，所述二维扫描子单元包括水平棱镜与垂直棱镜的组合、旋转棱镜与机械微振镜的组合、旋转棱镜与一维MEMS扫描镜的组合、一维MEMS扫描镜与一维机械微振镜的组合、二维MEMS扫描镜或二维机械振镜。进一步地，所述控制处理单元包括相干处理子单元、光电转换子单元、模数转换子单元和信息获取子单元；所述相干处理子单元用于将所述回波光束与所述参考光束混频，并输出待处理光束；所述光电转换子单元用于将所述待处理光束转换为模拟电信号；所述模数转换子单元用于将模拟电信号转换为数字电信号；所述信息获取子单元用于根据所述数字电信号获取所述目标物体的相关信息。进一步地，所述相干处理子单元包括保偏耦合器，所述光电转换子单元包括平衡探测器，所述信息获取子单元包括现场可编程门阵列。本专利技术实施例提供了一种激光雷达，该激光雷达包括光线产生单元、信息处理单元和多个探测扫描单元；通过设置光线产生单元用于产生调频连续波，并将调频连续波初次分束至各探测扫描单元；每个探测扫描用于将初次分束后的调频连续波再次分束，形成探测光束和参考光束，发射探测光束以及接收被目标区域中的目标物体反射回来的回波光束，并根据参考光束和回波光束确定目标区域的相关信息；信息处理单元用于整合各目标区域的相关信息，得到分布式激光雷达的周边区域的点云图。基于调频连续波对目标区域中的目标物体的实时探测，可实现对目标物体的精确测量；同时，结合相干探测方式，利用多普勒原理可精确得到目标物体的运动方向和速度大小，从而可提高测速精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本专利技术实施例提供的一种分布式激光雷达的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的另一种分布式激光雷达的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的又一种分布式激光雷达的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的分布式激光雷达中一种探测扫描单元的结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的分布式激光雷达中另一种探测扫描单元的结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的分布式激光雷达中又一种探测扫描单元的结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的分布式激光雷达中又一种探测扫描单元的结构示意图；图8是本专利技术实施例提供的分布式激光雷达中又一种探测扫描单元的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。图1是本专利技术实施例提供的一种分布式激光雷达的结构示意图。参照图1，该分布式激光雷达10包括：光线产生单元110、信息处理单元120和多个探测扫描单元130；光线产生单元110用于产生调频连续波，并将调频连续波初次分束至各探测扫描单元130；每个探测扫描单元130用于将初次分束后的调频连续波再次分束，形成探测光束和参考光束，发射探测光束以及接收被目标区域中的目标物体反射回来的回波光束，并根据参考光束和回波光束确定目标区域的相关信息；信息处理单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式激光雷达，其特征在于，包括：光线产生单元、信息处理单元和多个探测扫描单元；所述光线产生单元用于产生调频连续波，并将所述调频连续波初次分束至各所述探测扫描单元；每个所述探测扫描单元用于将初次分束后的所述调频连续波再次分束，形成探测光束和参考光束，发射探测光束以及接收被目标区域中的目标物体反射回来的回波光束，并根据所述参考光束和所述回波光束确定所述目标区域的相关信息；所述信息处理单元用于整合各所述目标区域的相关信息，得到所述分布式激光雷达的周边区域的点云图；其中，所述目标区域的相关信息包括所述目标区域中目标物体的方位、速度大小和运动方向中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种分布式激光雷达，其特征在于，包括：光线产生单元、信息处理单元和多个探测扫描单元；所述光线产生单元用于产生调频连续波，并将所述调频连续波初次分束至各所述探测扫描单元；每个所述探测扫描单元用于将初次分束后的所述调频连续波再次分束，形成探测光束和参考光束，发射探测光束以及接收被目标区域中的目标物体反射回来的回波光束，并根据所述参考光束和所述回波光束确定所述目标区域的相关信息；所述信息处理单元用于整合各所述目标区域的相关信息，得到所述分布式激光雷达的周边区域的点云图；其中，所述目标区域的相关信息包括所述目标区域中目标物体的方位、速度大小和运动方向中的至少一种。2.根据权利要求1所述的分布式激光雷达，其特征在于，所述光线产生单元包括激光器子单元、强度调制子单元、连续调频信号源以及信号放大子单元；所述激光器子单元用于发出单频光束，所述单频光束入射至所述强度调制子单元；所述强度调制子单元用于在所述连续调频信号源的驱动下对所述单频光束进行振幅调制，形成初始调频连续波；所述信号放大子单元用于将初始调频连续波的功率提高，形成初次分束前的所述调频连续波。3.根据权利要求2所述的分布式激光雷达，其特征在于，所述激光器子单元包括单频保偏激光器，所述强度调制子单元包括保偏铌酸锂强度调制器，所述连续调频信号源包括啁啾信号源，所述信号放大子单元包括保偏光纤放大器。4.根据权利要求1所述的分布式激光雷达，其特征在于，所述探测扫描单元包括光线发收单元和控制处理单元；所述光线发收单元用于将初次分束后的所述调频连续波再次分束，形成探测光束和参考光束，并发射探测光束以及接收被目标区域中的目标物体反射回来的回波光束；所述控制处理单元用于根据所述参考光束和所述回波光束确定所述目标区域的相关信息。5.根据权利要求4所述的分布式激光雷达，其特征在于，所述光线发收单元包括分束子单元、探测信号发射子单元、回波信号接收子单元以及参考信号处理子单元；所述分束子单元用于将初次分束后的所述调频连续波按照预设强度比分为探测光束和参考光束；其中，所述探测光束的强度大于所述参考光束的强...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小波，白芳，
申请(专利权)人：深圳市镭神智能系统有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44