闪光雷达及其发射装置和探测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种闪光雷达及其发射装置和探测方法，所述发射装置包括激光器线阵、振镜阵列和驱动模块，通过激光器线阵的多个激光器发射出射信号并利用一一对应设置在所述激光器发射的所述出射信号的出射光轴上所述振镜，接收并反射与所述振镜对应设置激光器发射的出射信号；且利用驱动模块驱动所述振镜阵列在预设角度范围内往复振动，以控制所述出射信号周期性的发射至目标视场内的每个目标区域，一个周期内完成对整个目标区域的依次扫描。利用VCSEL阵列作为光源光束质量好，空间能量密度高，且出射信号一次性发射至目标视场内的每个目标区域，提高了与光束传播方向垂直的目标视场的能量密度，进而增加了探测距离，提升了探测精度。

Flash Radar and Its Transmitter and Detection Method

【技术实现步骤摘要】
闪光雷达及其发射装置和探测方法
本专利技术涉及激光雷达检测领域，尤其是涉及一种闪光雷达及其发射装置和探测方法。
技术介绍
目前，激光雷达已被广泛应用于诸如深度感知、测绘测距、跟踪测量、武器制导、大气监测、交通管理、人脸或手势识别、机器人避障等众多领域。根据扫描方式的不同，固态激光雷达分为基于微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystem，MEMS)、相控振式(OpticalPhaseArray，OPA)和闪光(Flash)三种。闪光激光雷达往往基于调幅连续波原理测距，即光源将出射信号一次性“照亮”整个视场。然而，发射装置发射的出射信号能力衰减较快使得无法达到较远的探测距离，特别是室外远距离探测易受环境背景光或杂散信号光的干扰，探测距离受到很大的限制。
技术实现思路
基于此，有必要针对Flash激光雷达探测距离受限的问题，提供一种闪光雷达及其发射装置和环境方法。一种闪光雷达发射装置，所述发射装置包括：激光器线阵，包括线性排列的多个激光器，用于发射出射信号；振镜阵列，包括多个振镜，所述振镜一一对应设置在所述激光器发射的所述出射信号的出射光轴上，用于接收并反射与所述振镜对应设置的所述激光器发射的出射信号；驱动模块，与所述振镜阵列连接，用于驱动所述振镜阵列在预设角度范围内往复振动，以控制所述出射信号周期性的发射至目标视场内的每个目标区域。在其中一个实施例中，所述激光器为垂直腔面发射激光器。在其中一个实施例中，所述发射装置还包括准直镜组，所述准直镜组设置在所述激光器出射信号的出射光轴上，用于对所述激光器发射的所述出射信号进行准直。在其中一个实施例中，所述驱动模块，包括驱动电路，通过调节所述驱动电路的驱动电压来调节预设角度，以调整所述目标视场的范围。在其中一个实施例中，所述振镜阵列为微机电系统振镜。在其中一个实施例中，所述发射装置还包括：所述扩束衍射模块，设置于所述振镜阵列反射所述出射信号的光路上，用于对所述出射信号进行扩束和衍射。一种闪光雷达，所述雷达装置包括：上述实施例中的发射装置，所述发射装置用于周期性的发射出射信号至目标视场内的每个目标区域；及接收装置，用于接收所述目标视场内探测物反射的回波信号，并根据所述回波信号获取所述目标视场的环境信息。在其中一个实施例中，所述接收装置包括：探测阵列，包括多个探测器，所述探测器用于接收对应所述目标区域的反射的回波信号；处理模块，与所述探测阵列连接，用于对所述回波信号进行处理，以获取所述目标视场的环境信息。在其中一个实施例中，所述接收装置还包括：聚焦镜组，对应设置于所述回波信号反射光轴上，用于对所述回波信号进行聚焦并透射至所述探测阵列。一种探测方法，应用于闪光雷达，所述闪光雷达的发射装置包括：多个激光器和振镜阵列，所述方法包括：控制所述多个激光器产生出射信号并发射至振镜阵列，其中，所述振镜阵列包括多个振镜，所述振镜一一对应设置在所述激光器发射的所述出射信号的出射光轴上，每个所述振镜接收并反射与所述振镜对应设置的所述激光器发射的出射信号；驱动所述振镜阵列在预设角范围内往复振动，以使所述出射信号周期性的发射至目标视场内的每个目标区域；接收所述出射信号经所述目标视场内探测物反射形成的回波信号，根据所述回波信号，获取所述目标视场的环境信息，所述环境信息至少包括距离信息。在其中一个实施例中，所述驱动模块，所述发射装置还包括驱动电路，所述方法还包括：调节所述驱动电路的驱动电压来调节预设角度，以调整所述目标视场的范围。在其中一个实施例中，所述接收装置包括探测阵列，所述探测阵列为多个探测器，所述探测器与所述目标区域成映射关系，所述接收所述出射信号经所述目标视场内探测物反射形成的回波信号，包括：控制所述探测器线依次接收接收对应的目标区域内探测物反射的回波信号。在其中一个实施例中，所述根据所述回波信号获取所述目标视场的环境信息，包括：解析所述回波信号，并获取所述回波信号的接收时刻信息；获取与所述回波信号对应所述出射信号的所述发射时刻信息；根据飞行时间原理，获取所述回波信号对应的所述目标视场的距离信息。在其中一个实施例中，所述根据所述回波信号获取所述目标视场的环境信息，包括：基于多普勒效应，获取所述回波信号对应的所述目标视场内处于运动状态的探测物的速度信息。上述闪光雷达及其发射装置和探测方法，所述发射装置包括激光器线阵、振镜阵列和驱动模块，通过激光器线阵的多个激光器发射出射信号并利用一一对应设置在所述激光器发射的所述出射信号的出射光轴上的所述振镜，接收并反射与所述振镜对应设置激光器发射的出射信号；且利用驱动模块驱动所述振镜阵列在预设角度范围内往复振动，以控制所述出射信号周期性的发射至目标视场内的每个目标区域，一个周期内完成对整个目标区域的依次扫描；振镜阵列的往复频率高，扫描的刷新速率高，激光器线阵发射的出射信号在振镜往复振动的一个周期内完成对整个目标区域的扫描，速度非常快，激光器线阵类一次性的“照亮”整个视场。利用VCSEL阵列作为光源光束质量好，空间能量密度高，且出射信号一次性发射至目标视场内的每个目标区域而不是一次性地分布于整个探测区域，提高了与光束传播方向垂直的目标视场的能量密度，进而增加了探测距离，提升了探测精度。附图说明图1为本专利技术一实施例的闪光雷达发射装置的结构示意图；图2为本专利技术一实施例的闪光雷达的结构示意图；图3为本专利技术一实施例的闪光雷达的工作流程；图4为本专利技术一实施例根据所述回波信号获取所述目标视场的环境信息方法的流程图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，附图中给出了本专利技术的较佳实施方式。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。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地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。如图1所示本申请实施例提供一种闪光雷达的发射装置10包括：激光器线阵110、振镜阵列140和驱动模块130。其中，激光器线阵110，包括线性排列的多个激光器，在其中一个实施例中，多个激光器为垂直腔面发射激光器(Vertical-CavitySurface-EmittingLaser，VCSEL)(111a、111b、…、111n)，其中n∈Z)，用于发射出射信号。VCSEL是从集成电路的顶面发出激光。由于工艺技术成熟，VCSEL作为光源成本较低，易实现大规模集成，且空间排布更为密集，利于实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种闪光雷达发射装置，其特征在于，所述发射装置包括：发射装置，包括线性排列的多个激光器，用于发射出射信号；振镜阵列，包括多个振镜，所述振镜一一对应设置在所述激光器发射的所述出射信号的出射光轴上，用于接收并反射与所述振镜对应设置的所述激光器发射的出射信号；驱动模块，与所述振镜阵列连接，用于驱动所述振镜阵列在预设角度范围内往复振动，以控制所述出射信号周期性的发射至目标视场内的每个目标区域。

【技术特征摘要】
1.一种闪光雷达发射装置，其特征在于，所述发射装置包括：发射装置，包括线性排列的多个激光器，用于发射出射信号；振镜阵列，包括多个振镜，所述振镜一一对应设置在所述激光器发射的所述出射信号的出射光轴上，用于接收并反射与所述振镜对应设置的所述激光器发射的出射信号；驱动模块，与所述振镜阵列连接，用于驱动所述振镜阵列在预设角度范围内往复振动，以控制所述出射信号周期性的发射至目标视场内的每个目标区域。2.根据权利要求1所述的闪光雷达发射装置，其特征在于，所述激光器为垂直腔面发射激光器。3.根据权利要求1所述的闪光雷达发射装置，其特征在于，所述发射装置还包括准直镜组，所述准直镜组设置在所述激光器出射信号的出射光轴上，用于对所述激光器发射的所述出射信号进行准直。4.根据权利要求1所述的闪光雷达发射装置，其特征在于，所述驱动模块，包括驱动电路，通过调节所述驱动电路的驱动电压来调节预设角度，以调整所述目标视场的范围。5.根据权利要求1所述的闪光雷达发射装置，其特征在于，所述振镜阵列为微机电系统振镜。6.根据权利要求1所述的闪光雷达，其特征在于，所述发射装置还包括：所述扩束衍射模块，设置于所述振镜阵列反射所述出射信号的光路上，用于对所述出射信号进行扩束和衍射。7.一种闪光雷达，其特征在于，所述雷达装置包括：如权利要求1-6任一项所述的发射装置，所述发射装置用于周期性的发射出射信...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，
申请(专利权)人：深圳市速腾聚创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44