一种激光雷达系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及激光雷达领域，具体涉及一种激光雷达系统及其控制方法。所述系统包括用于测量目标物距离的测距模块，还包括扫描模块，测距模块通过扫描模块扫描目标区域，并获取目标区域中外部光通信模块的位置信息；空间光通信模块，用于与外部光通信模块通信连接以实现数据传输；以及主控模块，主控模块分别与测距模块、扫描模块和空间光通信模块连接，控制测距模块通过扫描模块扫描目标区域，获取目标区域中外部光通信模块的位置信息，并根据获取的位置信息调整空间光通信模块的指向角度，以对准外部光通信模块进行数据传输。本发明专利技术能实现激光雷达系统与外界的高速数据传输，简化数据传输操作，数据定向性和保密性良好，无相互干扰，降低人工成本。

A lidar system and its control method

The invention relates to the field of lidar, in particular to a lidar system and a control method thereof. The system includes a ranging module for measuring the distance of the target object, and a scanning module. The ranging module scans the target area through the scanning module and obtains the position information of the external optical communication module in the target area; the spatial optical communication module is used to communicate and connect with the external optical communication module to realize data transmission; and the main control module, which is respectively connected with the ranging module The scanning module is connected with the spatial optical communication module, and the control ranging module scans the target area through the scanning module to obtain the position information of the external optical communication module in the target area, and adjusts the direction angle of the spatial optical communication module according to the acquired position information to align with the external optical communication module for data transmission. The invention can realize the high-speed data transmission between the lidar system and the outside, simplify the data transmission operation, have good data directionality and confidentiality, have no mutual interference, and reduce the labor cost.

【技术实现步骤摘要】
一种激光雷达系统及其控制方法
本专利技术涉及激光雷达领域，具体涉及一种激光雷达系统及其控制方法。
技术介绍
自动驾驶等技术高速发展，其中一项重要配套传感器激光雷达，为了满足各种特定需求，涌现出各种类型的方案。各种自动驾驶系统和各个自动驾驶车辆以及周边各个数据节点之间需要更高效的互联互通。自动驾驶汽车每天采集到大量的各种类型的宝贵数据，分析和收集这些数据有利于大幅度提高自动驾驶汽车的智能水平和数字化世界的建设水平。无人驾驶车辆在作业之后要将数据下载至服务器存储和分析。常规激光雷达只具备环境测量感知能力。目前，每天自动驾驶汽车作业完毕采集到的数据往往通过线缆的形式，或者拆卸车载存储器的方式进行下载。还有一种方式是通过无线电传输的形式实现，通过无线网络完成数据下载。常规激光雷达系统不具备对外的可靠、高速数据直接通信能力，限制了装备有激光雷达的无人车系统的互联水平和智能水平。另外，数据下载转存储方面，通过拆卸车载存储器或者接通线缆进行数据下载，可以功能上实现数据的存储转移，但是都需要人工干预，不同程度的存在着复杂操作。对于无人车系统来说还是无法做到真正的无人操作。通过无线网络的形式可以无需人工干预的实现数据传输，缺点是数据传输“定向性”差，存在数据泄露风险；且容易被干扰或存在多台车之间的相互干扰。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种激光雷达系统及其控制方法，克服现有的激光雷达系统的数据传输操作复杂，容易受外界的干扰，且存在数据泄露风险的问题。r>本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种激光雷达系统，包括用于测量目标物距离的测距模块，还包括：扫描模块，所述测距模块通过扫描模块扫描目标区域，并获取目标区域中外部光通信模块的位置信息；空间光通信模块，用于与外部光通信模块通信连接以实现数据传输；以及主控模块，所述主控模块分别与测距模块、扫描模块和空间光通信模块连接，控制测距模块通过扫描模块扫描目标区域，获取目标区域中外部光通信模块的位置信息，并根据获取的位置信息调整空间光通信模块的指向角度，以对准外部光通信模块进行数据传输。本专利技术的更进一步优选方案是：所述主控模块通过控制扫描模块工作带动空间光通信模块旋转，以调整空间光通信模块指向对准外部光通信模块。本专利技术的更进一步优选方案是：述测距模块包括激光发射单元，所述激光雷达系统还包括分别与主控模块和激光发射单元连接的测距驱动单元和通信驱动单元，所述测距驱动单元驱动激光发射单元发射测距激光信号以测量获取外部光通信模块的位置信息，所述通信驱动单元驱动激光发射单元发射通信激光信号以与外部光通信模块进行通信连接。本专利技术的更进一步优选方案是：其特征在于，所述测距模块还包括用于接收外部光信号的激光接收单元，所述激光雷达系统还包括分别与主控模块和激光接收单元连接的信号处理单元，所述信号处理单元获取激光接收单元接收的光信号，并处理后输出不同类型的信息。本专利技术的更进一步优选方案是：所述测距模块包括依次设置的测距激光光源、合束器和准直器，所述空间光通信模块包括通信激光光源，所述测距激光光源产生的光信号和通信激光光源产生的光信号经合束器合束后，再经准直器准直后输出。本专利技术的更进一步优选方案是：所述测距模块还包括依次设置的测距光接收器件、第一分光器件和第一聚焦器件，所述空间光通信模块包括通信光接收器件，外部光信号经第一聚焦器件后，入射至第一分光器件分成后两部分光，第一部分光入射至测距光接收器件，第二部分光入射至通信光接收器件。本专利技术的更进一步优选方案是：所述空间光通信模块包括通信激光光源、通信光接收器件、第二分光器件，以及第二聚焦器件，所述通信激光光源产生的光信号经第二分光器件后，再经第二聚焦器件聚焦后与外部光通信模块通信连接，所述通信光接收器件通过第二分光器件和第二聚焦器件接收外部光通信模块的光信号进行通信连接。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种激光雷达系统的控制方法，应用于上述所述的激光雷达系统的控制，所述控制方法包括步骤：扫描目标区域，获取目标区域中外部光通信模块的位置信息；根据获取的位置信息，调整空间光通信模块的指向角度以对准外部光通信模块，与外部光通信模块进行数据传输。本专利技术的更进一步优选方案是：所述控制方法还包括步骤：在扫描目标区域之后，判断是否允许进入数据传输模式；若允许进入数据传输模式，扫描获取目标区域中外部光通信模块的位置信息；若不允许进入数据传输模式，判断是否停止激光雷达系统的扫描控制；若不停止激光雷达系统的扫描控制，控制重新扫描目标区域。本专利技术的更进一步优选方案是：所述控制方法还包括步骤：在空间光通信模块与外部光通信模块完成数据传输后，判断是否停止激光雷达系统的扫描控制；若不停止激光雷达系统的扫描控制，控制重新扫描目标区域。本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，通过设置测距模块，扫描模块，空间光通信模块和主控模块，测距模块通过扫描模块扫描目标区域，获取目标区域中外部光通信模块的位置信息，主控模块根据获取的外部光通信模块的位置信息控制调整空间光通信模块的指向角度，以对准外部光通信模块，与外部光通信模块建立通信连接实现数据传输，利用高速光通信的优势，实现激光雷达系统与外界的数据传输，无需外部人工干预，简化数据传输操作，且数据定向性和保密性良好，无相互干扰，进一步降低人工成本并增强激光雷达系统的智能水平；以及，通过控制扫描模块工作带动空间光通信模块旋转，以调整空间光通信模块指向对准外部光通信模块，共用扫描模块，使激光雷达系统整体体积小。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术的激光雷达系统的结构框图；图2是大水平视场角扫描范围示意图；图3是给定水平和垂直视场角扫描范围示意图；图4是本专利技术空间光通信模块与测距模块共用激光发射单元的结构示意图；图5是本专利技术空间光通信模块与测距模块共用激光接收单元的结构示意图；图6是本专利技术空间光通信模块与测距模块共用第一聚焦器件的结构示意图；图7是本专利技术空间光通信模块与测距模块共用准直器的结构示意图；图8是本专利技术空间光通信模块中收发共用第二聚焦器件的结构示意图；图9是本专利技术激光雷达系统的控制方法的流程框图。具体实施方式现结合附图，对本专利技术的较佳实施例作详细说明。如图1所示，本专利技术提供一种激光雷达系统的优选实施例。一种激光雷达系统，包括用于测量目标物距离的测距模块20，还包括：扫描模块10，所述测距模块20通过扫描模块10扫描目标区域，并获取目标区域中外部光通信模块的位置信息；空间光通信模块30，用于与外部光通信模块通信连接以实现数据传输；以及主控模块40，所述主控模块40分别与测距模块20、扫描模块10和空间光通信模块30连接，控制测距模块20通过扫描本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光雷达系统，包括用于测量目标物距离的测距模块，其特征在于，所述激光雷达系统还包括：/n扫描模块，所述测距模块通过扫描模块扫描目标区域，并获取目标区域中外部光通信模块的位置信息；/n空间光通信模块，用于与外部光通信模块通信连接以实现数据传输；以及/n主控模块，所述主控模块分别与测距模块、扫描模块和空间光通信模块连接，控制测距模块通过扫描模块扫描目标区域，获取目标区域中外部光通信模块的位置信息，并根据获取的位置信息调整空间光通信模块的指向角度，以对准外部光通信模块进行数据传输。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达系统，包括用于测量目标物距离的测距模块，其特征在于，所述激光雷达系统还包括：
扫描模块，所述测距模块通过扫描模块扫描目标区域，并获取目标区域中外部光通信模块的位置信息；
空间光通信模块，用于与外部光通信模块通信连接以实现数据传输；以及
主控模块，所述主控模块分别与测距模块、扫描模块和空间光通信模块连接，控制测距模块通过扫描模块扫描目标区域，获取目标区域中外部光通信模块的位置信息，并根据获取的位置信息调整空间光通信模块的指向角度，以对准外部光通信模块进行数据传输。


2.根据权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，所述主控模块通过控制扫描模块工作带动空间光通信模块旋转，以调整空间光通信模块指向对准外部光通信模块。


3.根据权利要求1或2所述的激光雷达系统，其特征在于，所述测距模块包括激光发射单元，所述激光雷达系统还包括分别与主控模块和激光发射单元连接的测距驱动单元和通信驱动单元，所述测距驱动单元驱动激光发射单元发射测距激光信号以测量获取外部光通信模块的位置信息，所述通信驱动单元驱动激光发射单元发射通信激光信号以与外部光通信模块进行通信连接。


4.根据权利要求3所述的激光雷达系统，其特征在于，所述测距模块还包括用于接收外部光信号的激光接收单元，所述激光雷达系统还包括分别与主控模块和激光接收单元连接的信号处理单元，所述信号处理单元获取激光接收单元接收的光信号，并处理后输出不同类型的信息。


5.根据权利要求1或2所述的激光雷达系统，其特征在于，所述测距模块包括依次设置的测距激光光源、合束器和准直器，所述空间光通信模块包括通信激光光源，所述测距激光光源产生的光信号和通信激光光源产生的光信号经合束器合束后，再经准直器准直后输出。

【专利技术属性】
技术研发人员：虞爱华，任建峰，
申请(专利权)人：昂纳信息技术深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44