一种激光雷达接收系统和激光雷达技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种激光雷达接收系统，该系统用于接收激光雷达的反射光束；该系统包括；感光接收阵面，感光接收阵面上设置有至少两行/列并行设置的感光阵列；每个感光阵列均包括至少一个感光单元；激光雷达的反射光束照射在感光接收阵面上时形成的反射光斑能够同时击中至少两行/列感光阵列；相邻两行/列感光阵列中的感光单元具有不同的光敏面面积，以使得相邻两行/列感光阵列中位于同一列/行的感光单元被同一反射光斑击中时能够分别输出具有不同增益的采样信号。本发明专利技术还提供一种激光雷达。本发明专利技术有效提高了采样信号的信噪比，并节省空间降低成本。

A lidar receiving system and lidar

【技术实现步骤摘要】
一种激光雷达接收系统和激光雷达
本专利技术涉及激光
，尤其涉及一种激光雷达接收系统和激光雷达。
技术介绍
激光雷达以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，在自动驾驶领域中应用广泛。其工作原理是向目标发射探测采样信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的采样信号(目标回波)与发射采样信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对目标进行探测、跟踪和识别。激光雷达需要探测的环境复杂，激光雷达接收到的回波采样信号强弱不一，在实际工作中，对回波采样信号采用同一种采样信号增益调节方式，可能对某些采样信号放大倍数过大形成饱和采样信号，也可能对某些采样信号放大倍数过小则造成增益不足，造成测距误差过大，影响测量精度。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提出了一种激光雷达接收系统和激光雷达。一种激光雷达接收系统，所述系统用于接收激光雷达的反射光束；所述系统包括：感光接收阵面，所述感光接收阵面上设置有至少两行/列并行设置的感光阵列；每个所述感光阵列均包括至少一个感光单元；所述激光雷达的反射光束照射在所述感光接收阵面上时形成的反射光斑能够同时击中至少两行/列所述感光阵列；相邻两行/列所述感光阵列中的所述感光单元具有不同的光敏面面积，以使得相邻两行/列所述感光阵列中位于同一列/行的所述感光单元被同一反射光斑击中时能够分别输出具有不同增益的采样信号。其中，所述系统还包括增益选择电路，所述增益选择电路用于从所述感光接收阵面输出的具有不同增益的采样信号中确定一个为目标采样信号并输出。其中，所述激光雷达接收系统还包括：计算电路，连接所述增益选择电路，用于根据所述增益选择电路输出的目标采样信号进行参数计算；所述参数包括被探测物体的距离、方位和速度中的至少一个参数。其中，所述增益选择电路还用于：选择所述感光接收阵面输出的采样信号强度处于预设测量范围内的一路采样信号作为目标采样信号；和/或根据预设算法选择所述感光接收阵面输出的各采样信号中的一路作为目标采样信号。其中，所述系统还包括：至少两个选通开关，相邻两行/列感光阵列分别连接至不同的选通开关，且各所述感光阵列中的各感光单元通过各自独立的通道与相应的选通开关连接；控制电路，分别与所述至少两个选通开关连接，所述控制电路用于根据所述反射光斑的预测位置控制各选通开关的选通状态，使得仅被同一反射光斑击中的位于不同行的感光阵列的感光单元所在的通道被选通。其中，所述系统还包括设置于相邻两行/列感光阵列中具有较大光敏面面积的感光阵列的各个感光单元的输出端的多个第一放大器，所述第一放大器的输出端与所述选通开关的输入端连接；和/或所述系统还包括至少两个第二放大器，每个所述第二放大器的输入端与一个所述选通开关的输出端连接，每个所述第二放大器的输出端与所述增益选择电路连接。其中，所述选通开关为开关阵列，所述开关阵列中的开关通道的数量与连接的感光阵列中的感光单元的数量相同。其中，在所述感光接收阵面上，同列/行上的具有相同光敏面面积的感光单元并联后通过同一通道与相应选通开关连接。一种激光雷达，包括：激光反射模块，用于生产激光光束后向目标扫描区域进行扫描，所述目标扫描区域内的物体对所述激光光束进行反射得到反射光束；以及激光雷达接收系统，采用如上所述的激光雷达接收系统。其中，所述激光反射模块反射的激光光束的光斑大小与所述预设值相适应。本专利技术提供的激光雷达接收系统的感光接收阵面包括至少两行/列感光阵列，相邻的两行感光阵列具有不同的光敏面面积，从而具有不同的感光能力，使得感光接收阵面接收强度不同的反射光束时，被同一反射光斑所击中的不同行/列的感光阵列可以分别生成增益不同的采样信号，从而使得该激光雷达接收系统接收强度不同的反射光束时生成的采样信号中至少存在一路增益合适的采样信号，有效提高了采样信号的信噪比，并节省空间降低成本。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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。其中：图1是本专利技术提供的激光雷达接收系统的第一实施例的结构示意图；图2是本专利技术提供的激光雷达接收系统中感光接收阵面的一实施例的结构示意图；图3是本专利技术提供的激光雷达接收系统的第二实施例的结构示意图；图4是本专利技术提供的激光雷达接收系统的第三实施例的结构示意图；图5是本专利技术提供的激光雷达的一实施例的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。激光雷达利用发射的激光光束和接收到的反射光束进行测距以及障碍物探测。激光雷达的反射光束的信号强度往往会受到探测到的物体的距离远近、物体自身的光反射能力能力以及环境中的干扰信号的强度等因素的影响。比如，远距离的物体形成的反射光束的强度较弱，而近距离的物体形成的反射光束的强度较强，相同距离下具有高反射率的物体形成的反射光束的强度较强。激光雷达根据反射光束采集到的采样信号强弱不一，如果对采样信号采用同一种采样信号增益调节方式，可能对采样信号放大倍数过大或过小，导致容易形成饱和信号或者信号增益不足，造成测距误差过大，影响测量精度。在本实施例中，为了解决上述问题，提供了一种激光雷达接收系统，可以提高采样信号分析结果的精确度。请参阅图1，图1是本专利技术提供的激光雷达接收系统的第一实施例的结构示意图。激光雷达接收系统10包括感光接收阵面11。感光接收阵面11上设置有两行并列设置的感光阵列111和112。感光阵列111包括至少一个感光单元，在本实施场景中是8个：感光单元1111-1118，感光阵列112具有和感光阵列111相同的感光单元数，因此，在本实施场景中感光阵列112包括感光单元1121-1128。感光阵列111和感光阵列112之间的间距符合预设要求，使得激光雷达的反射光束照射在感光接收阵面11上时形成的反射光斑能够同时击中感光阵列111和感光阵列112。感光阵列111和感光阵列112中的感光单元具有不同的光敏面面积，如图1所示的，感光单元1111-1118的光敏面面积小于感光单元1121-1128的光敏面面积。不同的光敏面面积具有不同的感光能力，即针对同一反射光斑，输出的采样信号具有不同的增益。在本实施场景中，感光单元1111-1118的光敏面面积小于感光单元1121-1128的光敏面面积。若反射光束是由较近的目标反射或者是由高反射率的目标反射，则该反射光束较强，感光阵列111的光敏面面积小，感光能力较本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光雷达接收系统，其特征在于，所述系统用于接收激光雷达的反射光束；所述系统包括；/n感光接收阵面，所述感光接收阵面上设置有至少两行/列并行设置的感光阵列；每个所述感光阵列均包括至少一个感光单元；所述激光雷达的反射光束照射在所述感光接收阵面上时形成的反射光斑能够同时击中至少两行/列所述感光阵列；相邻两行/列所述感光阵列中的所述感光单元具有不同的光敏面面积，以使得相邻两行/列所述感光阵列中位于同一列/行的所述感光单元被同一反射光斑击中时能够分别输出具有不同增益的采样信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达接收系统，其特征在于，所述系统用于接收激光雷达的反射光束；所述系统包括；
感光接收阵面，所述感光接收阵面上设置有至少两行/列并行设置的感光阵列；每个所述感光阵列均包括至少一个感光单元；所述激光雷达的反射光束照射在所述感光接收阵面上时形成的反射光斑能够同时击中至少两行/列所述感光阵列；相邻两行/列所述感光阵列中的所述感光单元具有不同的光敏面面积，以使得相邻两行/列所述感光阵列中位于同一列/行的所述感光单元被同一反射光斑击中时能够分别输出具有不同增益的采样信号。


2.根据权利要求1所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述系统还包括增益选择电路，所述增益选择电路用于从所述感光接收阵面输出的具有不同增益的采样信号中确定一个为目标采样信号并输出。


3.根据权利要求2所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述激光雷达接收系统还包括：
计算电路，连接所述增益选择电路，用于根据所述增益选择电路输出的目标采样信号进行参数计算；所述参数包括被探测物体的距离、方位和速度中的至少一个参数。


4.根据权利要求2所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述增益选择电路还用于：
选择所述感光接收阵面输出的采样信号强度处于预设测量范围内的一路采样信号作为目标采样信号；和/或
根据预设算法选择所述感光接收阵面输出的各采样信号中的一路作为目标采样信号。


5.根据权利要求2所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述系统还包括：
至少两个选通开关，相邻两行/列感光阵列分别连接至不同的选通开关，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小波，沈俭，
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