一种激光雷达系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种激光雷达系统。发射单元用于发射第一激光光束；第一激光光束照射至目标物体后反射至转换单元；转换单元用于将经目标物体反射的第一激光光束转换为第二激光光束；第一激光光束的频率小于第二激光光束的频率；接收单元用于接收第二激光光束；信号处理单元用于将第一时间和第二时间进行比较得到时间差，进而根据时间差获取激光雷达系统和目标物体的距离，其中，第一时间为发射单元发射第一激光光束的时间，第二时间为接收单元接收第二激光光束的时间；或，信号处理单元用于根据第一激光光束和第二激光光束之间的相位差获取激光雷达系统和目标物体的距离。实现降低成本，提高探测效率，同时提高探测距离的效果。

A lidar system

The utility model discloses a laser radar system. The transmitting unit is used for transmitting the first laser beam; the first laser beam is reflected to the conversion unit after being irradiated to the target object; the conversion unit is used for converting the first laser beam reflected by the target object to the second laser beam; the frequency of the first laser beam is less than the frequency of the second laser beam; the receiving unit is used for receiving the second laser beam; the signal processing unit is used for converting the first laser beam to the second laser beam The first time is the time when the transmitting unit transmits the first laser beam, and the second time is the time when the receiving unit receives the second laser beam; or, the signal processing unit is used to obtain the distance between the lidar system and the target object according to the time difference Obtain the distance between lidar system and target object. It can reduce the cost, improve the detection efficiency and improve the detection distance.

【技术实现步骤摘要】
一种激光雷达系统
本技术实施例涉及光学
，尤其涉及一种激光雷达系统。
技术介绍
激光雷达主要包括发射、接收和信号处理三部分。发射部分用于发射脉冲激光，激光经过目标物体反射至接收部分，信号处理部分通过发射光和接收光计算光飞行时间来确定物体距离。为了提高激光雷达探测距离，目前主要有两种方法，一种是提高探测器灵敏度，另一种是增大激光器功率。如果激光雷达采用可见光作为光源时，会伤害人类的视网膜，为了实现人眼安全，激光雷达均采用红外光作为光源，然而，为了提高探测器的灵敏度，一般采用红外探测器，红外探测器虽然对红外光探测效率较高，但是，成本远高于常规的探测器，不利于产品化；如果激光器发射功率过小时，探测距离就会较近。
技术实现思路
本技术提供一种激光雷达系统，实现在满足人眼安全的前提下，降低成本，提高探测效率，同时提高探测距离的目的。本技术实施例提供了一种激光雷达系统，包括：发射单元、转换单元、接收单元以及信号处理单元；所述发射单元以及所述接收单元均与所述信号处理单元连接；所述发射单元用于发射第一激光光束；所述第一激光光束照射至目标物体后反射至所述转换单元；所述转换单元用于将经所述目标物体反射的所述第一激光光束转换为第二激光光束；所述第一激光光束的频率小于所述第二激光光束的频率；所述接收单元用于接收所述第二激光光束；所述信号处理单元用于将第一时间和第二时间进行比较得到时间差，进而根据所述时间差获取所述激光雷达系统和所述目标物体的距离，其中，所述第一时间为所述发射单元发射所述第一激光光束的时间，所述第二时间为所述接收单元接收所述第二激光光束的时间；或，所述信号处理单元用于根据所述第一激光光束和所述第二激光光束之间的相位差获取所述激光雷达系统和所述目标物体的距离。进一步的，所述激光雷达系统，还包括滤光单元；所述滤光单元设置于所述目标物体和所述转换单元之间的光线传播的路径上，用于滤除经所述目标物体反射的所述第一激光光束中的干扰光束。进一步的，所述滤光单元包括滤光片。进一步的，所述发射单元发射的所述第一激光光束的波长范围为λ1，760nm≤λ1≤10μm；所述第二激光光束的波长范围为λ2，400nm≤λ2≤760nm。进一步的，所述转换单元包括倍频器。进一步的，所述接收单元包括接收镜头和探测器；所述接收镜头用于将所述第二激光光束聚焦到所述探测器；所述探测器用于将所述第二激光光束转换为电信号。进一步的，所述探测器包括硅探测器、面阵传感器或电荷耦合器件图像传感器。进一步的，所述发射单元包括：半导体激光器、光纤激光器、固体激光器或气体激光器。进一步的，所述发射单元的发射功率为P，1W≤P≤100W。本技术通过发射单元发射第一激光光束，第一激光光束照射至目标物体后反射至转换单元，转换单元将反射的第一激光光束转换为第二激光光束，接收单元接收第二激光光束，其中，第一激光光束的频率小于第二激光光束，信号处理单元将第一时间和第二时间进行比较得到时间差，进而根据所述时间差获取所述激光雷达系统和所述目标物体的距离，其中，第一时间为发射单元发射第一激光光束的时间，第二时间为接收单元接收第二激光光束的时间，或，信号处理单元根据第一激光光束和第二激光光束之间的相位差获取激光雷达系统和目标物体的距离，解决现有技术中如果采用可见光作为光源，会伤害人的视网膜，如果采用红外探测器，成本高，不利于产品化；且激光器的发射功率过小时，探测距离就会较近的问题，实现在满足人眼安全的前提下，降低成本，提高探测效率，同时提高探测距离的效果。附图说明图1为本技术实施例提供的一种激光雷达系统的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种激光雷达系统包括滤光单元的结构示意图；图3为本技术实施例提供的一种激光雷达系统的测距方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本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技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。图1为本技术实施例一提供的一种激光雷达系统的结构示意图，激光雷达系统包括发射单元10、转换单元20、接收单元30以及信号处理单元40；发射单元10以及接收单元30均与信号处理单元40连接；发射单元10用于发射第一激光光束；第一激光光束照射至目标物体50后反射至转换单元20；转换单元20用于将经目标物体50反射的第一激光光束转换为第二激光光束；第一激光光束的频率小于第二激光光束的频率；接收单元30用于接收第二激光光束；信号处理单元40用于根据第一时间和第二时间差值与光速的乘积获取激光雷达系统和目标物体50的距离，其中，第一时间为发射单元10发射第一激光光束的时间，第二时间为接收单元30接收第二激光光束的时间。其中，第一激光光束可为经过调制后的，具有特定的频率(波长)和相位的激光光束。转换单元20包括可以转换激光光束频率的单元，本实施例中发射单元10发射的第一激光光束照射至目标物体50后反射至转换单元20，转换单元20将接收的第一激光光束转换为比第一激光光束频率大的第二激光光束，接收单元30接收第二激光光束，信号处理单元40通过比较发射单元10发射第一激光光束的时间和接收单元30接收第二激光光束的时间得到两个时间的差值，然后将此时间差值乘以激光的传播速度，进而得到激光雷达系统和目标物体50之间的距离，示例性的，发射单元10发射第一激光光束的时间为t1，接收单元30接收第二激光光束的时间为t2，激光在空气中传播速度为300000km/s，则激光雷达系统和目标物体50之间的距离为(t2-t1)*300000/2。或者，信号处理单元40根据第一激光光束和第二激光光束之间的相位差获取激光雷达系统和目标物体50的距离。本实施例的技术方案，通过发射单元发射第一激光光束，第一激光光束照射至目标物体后反射至转换单元，转换单元将反射的第一激光光束转换为第二激光光束，接收单元接收第二激光光束，其中，第一激光光束的频率小于第二激光光束，信号处理单元将第一时间和第二时间进行比较得到时间差，进而根据时间差获取激光雷达系统和目标物体的距离，其中，第一时间为发射单元发射第一激光光束的时间，第二时间为接收单元接收第二激光光束的时间，或者，信号处理单元根据第一激光光束和第二激光光束之间的相位差获取激光雷达系统和目标物体的距离，解决现有技术中如果采用可见光作为光源，会伤害人的视网膜，如果采用红外探测器，成本高，不利于产品化；且激光器的发射功率过小时，探测距离就会较近的问题，实现在满足人眼安全的前提下，降低成本，提高探测效率，同时提高探测距离的效果。在上述技术方案的基础上，可选的，图2为本技术实施例提供的一种激光雷达系统包括滤光单元的结构示意图，如图2所示，激光雷达系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光雷达系统，其特征在于，包括：发射单元、转换单元、接收单元以及信号处理单元；所述发射单元以及所述接收单元均与所述信号处理单元连接；/n所述发射单元用于发射第一激光光束；/n所述第一激光光束照射至目标物体后反射至所述转换单元；所述转换单元用于将经所述目标物体反射的所述第一激光光束转换为第二激光光束；所述第一激光光束的频率小于所述第二激光光束的频率；/n所述接收单元用于接收所述第二激光光束；/n所述信号处理单元用于将第一时间和第二时间进行比较得到时间差，进而根据所述时间差获取所述激光雷达系统和所述目标物体的距离，其中，所述第一时间为所述发射单元发射所述第一激光光束的时间，所述第二时间为所述接收单元接收所述第二激光光束的时间；/n或，所述信号处理单元用于根据所述第一激光光束和所述第二激光光束之间的相位差获取所述激光雷达系统和所述目标物体的距离。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达系统，其特征在于，包括：发射单元、转换单元、接收单元以及信号处理单元；所述发射单元以及所述接收单元均与所述信号处理单元连接；
所述发射单元用于发射第一激光光束；
所述第一激光光束照射至目标物体后反射至所述转换单元；所述转换单元用于将经所述目标物体反射的所述第一激光光束转换为第二激光光束；所述第一激光光束的频率小于所述第二激光光束的频率；
所述接收单元用于接收所述第二激光光束；
所述信号处理单元用于将第一时间和第二时间进行比较得到时间差，进而根据所述时间差获取所述激光雷达系统和所述目标物体的距离，其中，所述第一时间为所述发射单元发射所述第一激光光束的时间，所述第二时间为所述接收单元接收所述第二激光光束的时间；
或，所述信号处理单元用于根据所述第一激光光束和所述第二激光光束之间的相位差获取所述激光雷达系统和所述目标物体的距离。


2.根据权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，还包括滤光单元；
所述滤光单元设置于所述目标物体和所述转换单元之间的光线传播的路径上，用于滤除经所述目标物体反射的所述第一激光光束中的干扰光束。


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【专利技术属性】
技术研发人员：周晓庆，贾相飞，
申请(专利权)人：北京瑞特森传感科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11