相控阵检测装置、激光雷达和自动驾驶设备制造方法及图纸

本申请涉及雷达技术领域，公开了一种相控阵检测装置、激光雷达和自动驾驶设备。其中，该相控阵检测装置用于校准相控阵发射装置，包括：探测单元，设于相控阵发射装置的输出端，用于接收相控阵发射装置输出的多个探测信号，并将多个探测信号转换为电信号，其中，多个探测信号为相控阵发射装置发射的全部光信号的一部分；信号处理单元，与探测单元连接，用于根据电信号，生成控制信号；驱动电路，分别与信号处理单元、相控阵发射装置连接，用于根据控制信号，驱动相控阵发射装置；探测单元、信号处理单元和驱动电路持续工作直至相控阵发射装置满足预设初始状态。通过上述方式，能够校准相控阵，且无需外接摄像头和人工调制。

Phased array detection device, lidar and autopilot

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相控阵检测装置、激光雷达和自动驾驶设备
本申请涉及雷达
，特别涉及一种相控阵检测装置、激光雷达和自动驾驶设备。
技术介绍
激光雷达是以发射激光光束来探测目标的位置、速度等特征向量的雷达系统，其广泛应用于大气探测、城市测绘、海洋探测、自动驾驶、机器人技术、激光电视、激光三维成像等
目前，相控阵激光雷达通过多个发射单元发射的光束，在空间上产生干涉形成远场光束，通过远场光束来实现物体探测，然后再通过调整发射单元所发射的光的相位差的大小，来调整远场光束的方向，从而实现360度扫描。但是，在本申请专利技术人实现本申请的过程中，发现：相控阵激光雷达的光学相控阵存在相位误差，导致光斑成像质量很差，而目前校准相控阵通常采用外接摄像头接收光斑图像，将光斑图像转换为光斑的强度分布后，再通过算法来调整移相器，以得到理想的光斑分布。这种方法不仅需要外接摄像头，还需要人工调制。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种相控阵检测装置、激光雷达和自动驾驶设备，能够校准相控阵，且无需外接摄像头和人工调制。根据本申请实施例的一个方面，提供了一种相控阵检测装置，用于校准相控阵发射装置，所述相控阵检测装置包括：探测单元，设于所述相控阵发射装置的输出端，用于接收所述相控阵发射装置输出的多个探测信号，并将所述多个探测信号转换为电信号，其中，所述多个探测信号为所述相控阵发射装置发射的全部光信号的一部分；信号处理单元，与所述探测单元连接，用于根据所述电信号，生成控制信号；驱动电路，分别与所述信号处理单元、所述相控阵发射装置连接，用于根据所述控制信号，驱动所述相控阵发射装置；所述探测单元、信号处理单元和驱动电路持续工作直至所述相控阵发射装置满足预设初始状态。在一种可选的方式中，所述探测单元包括：若干阵列波导，设于所述相控阵发射装置的输出端，用于接收所述相控阵发射装置输出的所述多个探测信号；星型耦合器，设于所述若干阵列波导的输出端，用于将所述多个探测信号合成一总信号；探测器，设于所述星型耦合器的输出端，用于将所述总信号转换为所述电信号，并输出至所述信号处理单元。在一种可选的方式中，所述星型耦合器设有若干输入波导和一输出波导，一所述输入波导分别连接一所述阵列波导，一所述输出波导连接所述探测器的输入端；所述输入波导将所述多个探测信号传输到所述输出波导，以使所述多个探测信号在所述输出波导合成为所述总信号。在一种可选的方式中，各所述输入波导均匀排布在一圆弧上，所述输出波导设于所述圆弧的圆心，以使各所述输入波导到所述输出波导的距离相同。在一种可选的方式中，各所述探测信号在所述星型耦合器中传播的距离相同。在一种可选的方式中，所述信号处理单元包括：电压转换模块，与所述探测单元连接，用于将所述电信号转换为电压值；数模转换模块，与所述电压转换模块连接，用于根据所述电压值以及所述预设初始状态，生成所述控制信号，并输出至所述驱动电路。在一种可选的方式中，所述装置还包括：初始状态存储单元，与所述信号处理单元连接，用于储存所述预设初始状态。根据本申请实施例的再一个方面，提供了一种激光雷达，包括相控阵发射装置、相控阵接收装置、以及如上所述的相控阵检测装置，相控阵发射装置与所述相控阵检测装置连接，所述相控阵发射装置用于发射光信号，所述相控阵接收装置用于接收被测物体所反射的光信号。在一种可选的方式中，所述相控阵发射装置包括：激光单元，用于输出激光信号；相控阵单元，设于所述激光单元的输出端，用于将所述激光信号分成若干光信号，并分别发射到空间中的不同位置；所述探测单元与所述相控阵单元连接。在一种可选的方式中，所述相控阵单元包括：分光器，设于所述激光单元的输出端；若干移相器，设于所述分光器的输出端；若干发射天线，设于所述若干移相器的输出端，并连接所述探测单元。根据本申请实施例的又一个方面，提供了一种自动驾驶设备，包括上述的激光雷达以及车体，所述激光雷达设置于所述车体。在本申请实施例中，通过探测单元接收相控阵发射装置输出的多个探测信号，并将多个探测信号转换为电信号，信号处理单元根据电信号生成控制信号，驱动电路用于根据控制信号驱动相控阵发射装置100的移相器，直至相控阵发射装置中各路光信号之间的相位差为0，从而实现相控阵发射装置的相位校准，能够校准相控阵，且无需外接摄像头和人工调制。并且，相控阵检测装置仅仅接收相控阵发射装置没有发射出去的微弱信号就可以完成芯片上校准工作，不会对相控阵发射装置的正常工作产生影响。附图说明一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。图1示出了本申请实施例提供的一种激光雷达的结构示意图；图2示出了本申请实施例提供的一种相控阵单元的结构示意图；图3示出了本申请实施例提供的一种相控阵检测装置的结构示意图；图4示出了本申请实施例提供的一种相控阵检测装置的结构示意图；图5示出了图4中的星型耦合器的结构示意图；图6示出了本申请实施例提供的一种自动驾驶设备的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。图1示出了本申请实施例提供的一种激光雷达的结构示意图。该激光雷达300包括相控阵发射装置100和相控阵检测装置200。其中，相控阵发射装置100与相控阵检测装置200连接，相控阵发射装置100用于发射若干光源信号，相控阵检测装置200用于校准相控阵发射装置100，以使相控阵发射装置100满足预设初始状态。具体地，相控发射装置100包括：激光单元110和相控阵单元120。相控阵单元120设于激光单元110的输出端，激光单元110用于输出激光信号，相控阵单元120用于将激光信号分成若干光信号，并分别发射到空间中的不同位置。相控阵单元120还与相控阵检测装置200连接。其中，激光单元110可以为固定波长的激光器阵列。例如，固定波长的激光器阵列有红宝石激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、氦氖激光器、氩离子激光器、集成于芯片的激光器等。在本实施例中，激光单元110产生若干激光信号，并将该激光信号输出至相控阵单元120。在一些其他实施例中，激光单元110还可以为可调谐激光器，可以根据实际应用需求进行选择。其中，如图2所示，相控阵单元120包括：分光器121、若干移相器122和若干发射天线123。分光器121设于激光单元110的输出端，若干移相器122设于分光器121的输出端，若干发射天线123设于若干移相器122的输出端。其中，分光器121即光分路器。分光器121的输入端与激光单元110的输出端连接，分光器121的输出端与若干移相器122的输入端连接。其中，分光器121设有多个输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相控阵检测装置(200)，其特征在于，用于校准相控阵发射装置(100)，所述相控阵检测装置(200)包括：/n探测单元(210)，设于所述相控阵发射装置(100)的输出端，用于接收所述相控阵发射装置(100)输出的多个探测信号，并将所述多个探测信号转换为电信号，其中，所述多个探测信号为所述相控阵发射装置发射的全部光信号的一部分；/n信号处理单元(220)，与所述探测单元(210)连接，用于根据所述电信号，生成控制信号；/n驱动电路(230)，分别与所述信号处理单元(220)、所述相控阵发射装置(100)连接，用于根据所述控制信号，驱动所述相控阵发射装置(100)；/n所述探测单元(210)、信号处理单元(220)和驱动电路(230)持续工作直至所述相控阵发射装置(100)满足预设初始状态。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种相控阵检测装置(200)，其特征在于，用于校准相控阵发射装置(100)，所述相控阵检测装置(200)包括：
探测单元(210)，设于所述相控阵发射装置(100)的输出端，用于接收所述相控阵发射装置(100)输出的多个探测信号，并将所述多个探测信号转换为电信号，其中，所述多个探测信号为所述相控阵发射装置发射的全部光信号的一部分；
信号处理单元(220)，与所述探测单元(210)连接，用于根据所述电信号，生成控制信号；
驱动电路(230)，分别与所述信号处理单元(220)、所述相控阵发射装置(100)连接，用于根据所述控制信号，驱动所述相控阵发射装置(100)；
所述探测单元(210)、信号处理单元(220)和驱动电路(230)持续工作直至所述相控阵发射装置(100)满足预设初始状态。


2.根据权利要求1所述的装置(200)，其特征在于，所述探测单元(210)包括：
若干阵列波导(211)，设于所述相控阵发射装置(100)的输出端，用于接收所述相控阵发射装置(100)输出的所述多个探测信号；
星型耦合器(212)，设于所述若干阵列波导(211)的输出端，用于将所述多个探测信号合成一总信号；
探测器(213)，设于所述星型耦合器(212)的输出端，用于将所述总信号转换为所述电信号，并输出至所述信号处理单元(220)。


3.根据权利要求2所述的装置(200)，其特征在于，所述星型耦合器(212)设有若干输入波导(2121)和一输出波导(2122)，一所述输入波导(2121)分别连接一所述阵列波导(211)，一所述输出波导(2122)连接所述探测器(213)的输入端；
所述输入波导(2121)将所述多个探测信号传输到所述输出波导(2122)，以使所述多个探测信号在所述输出波导(2122)合成为所述总信号。


4.根据权利要求3所述的装置(200)，其特征在于，各所述输入波导(2121)均匀排布在一圆弧上，所述输出波导(2122)设于所述圆弧的圆心，以使各所述输入波导(2121)到所述输出波导(2122)的距离相同。


5...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪敬，任亚林，牛犇，朱琳，
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