多脉冲激光发射电路、激光雷达以及发射激光束的方法技术

技术编号:28416695 阅读:17 留言:0更新日期:2021-05-11 18:23
本发明专利技术提供一种多脉冲激光发射电路,包括:多个储能电路、多个第一开关、多个升压电容及多组激光器,其中:所述储能电路配置成可储存电能;每个所述第一开关的一端连接到所述多个储能电路中的每一个的输出端,另一端分别连接到其中一组激光器和其中一个升压电容;其中,所述多个第一开关配置成在同一时刻仅允许其中一个第一开关导通,以使得所述多个储能电路中的一个或多个分别对与所述导通的第一开关连接的升压电容充电,并由被充电的所述升压电容驱动与被充电的所述升压电容相连接的一组激光器。

【技术实现步骤摘要】
多脉冲激光发射电路、激光雷达以及发射激光束的方法
本专利技术大致涉及光电
,尤其涉及一种多脉冲激光发射电路、包括其的激光雷达以及使用该多脉冲激光发射电路发射激光束的方法。
技术介绍
随着人工智能的发展,自动驾驶技术也日臻成熟。对于自动驾驶,环境感知是实现自动驾驶的必要前提,而障碍物检测是环境感知的重要组成部分。常见的障碍物检测设备,即车载探测设备包括:激光雷达、相机、毫米波雷达、超声波等传感设备等。激光雷达通过测量发射的激光信号和从障碍物表面反射的激光信号之间的时间差来测量距离,可以获取障碍物的距离数据,且不容易受到光照、烟雾、环境的影响,故被广泛地应用于自动驾驶等各种领域。自动驾驶车辆通过采用激光雷达、相机、红外光探测或者超声波探测等车载探测设备,对车辆周围的物体进行探测,及时改变驾驶策略,选择减速、转向、急停车等,以实现安全驾驶。典型的单脉冲谐振式激光驱动电路的控制框图如图1A所示。但是在多线数激光雷达的设计当中,使用谐振式激光驱动电路有光电转化效率高,激光光强动态调节范围大等优点,实现多脉冲(三脉冲以及更多脉冲)编码时往往会遇到成本过高,模块所需的电路面积过大的问题。谐振式激光驱动电路可以简单的分为两个部分,脉冲式高压生成电路和高压区域,由于生成激光发光所需的高压需要进行一个长达数百纳秒给储能电感充电的过程,所以需要连续发出多个带编码的光脉冲就需要多个脉冲式高压生成电路,如图1B所示。在大多数线数的激光雷达中,每一个高压区域都会对应配和多路的脉冲式高压生成电路,来实现多线数多脉冲编码的功能。由于典型的谐振式激光驱动电路中每个高压区域需要对应多个脉冲式高压生成电路,所以脉冲式高压生成电路会随着激光雷达的线数增加成倍数增加。对于多线数的激光雷达,使用典型的谐振式激光驱动电路,成本会很高,同时需要的电路布板面积也很大,这大大限制了激光雷达的集成度。
技术介绍
部分的内容仅仅是专利技术人所知晓的技术,并不当然代表本领域的现有技术。
技术实现思路
有鉴于现有技术的至少一个缺陷,本专利技术提供一种多脉冲激光发射电路,包括:多个储能电路、多个第一开关、多个升压电容及多组激光器,其中:所述储能电路配置成可储存电能;每个所述第一开关的一端连接到所述多个储能电路中的每一个的输出端,另一端分别连接到其中一组激光器和其中一个升压电容;其中,所述多个第一开关配置成在同一时刻仅允许其中一个第一开关导通,以使得所述多个储能电路中的一个或多个分别对与所述导通的第一开关连接的升压电容充电,并由被充电的所述升压电容驱动与被充电的所述升压电容相连接的一组激光器。根据本专利技术的一个专利技术,每组激光器包括一个或多个并联的激光器支路,每个激光器支路包括第二开关和与第二开关连接的激光器,当每个第二开关闭合时,与所述第二开关连接的激光器被相连接的升压电容驱动,发射出激光束。根据本专利技术的一个专利技术,所述储能电路包括电感、第三开关和二极管;所述第三开关的一端与所述电感及所述二极管耦接,另一端接地;所述第一开关耦接在所述二极管与所述升压电容之间。根据本专利技术的一个专利技术,所述多脉冲编码激光发射电路包括三个储能电路和四组激光器,每组激光器包括四个激光器。根据本专利技术的一个专利技术,所述多脉冲激光发射电路还包括控制单元,所述控制单元耦接到所述第一开关,并配置成依次导通全部第一开关,使得所述多组激光器轮巡发光。根据本专利技术的一个专利技术,所述控制单元耦接到所述第三开关,并配置成当其中一个第一开关导通时,依次控制所述第三开关导通,使得所述多个储能电路依次对与所述导通的第一开关连接的升压电容充电,并由所述充电的升压电容驱动与其相连接的一组激光器。根据本专利技术的一个专利技术,所述控制单元耦接到所述第二开关,所述控制单元配置成通过控制所述第一开关、第二开关和第三开关,使得每个所述激光器以多脉冲的方式发射出激光束。根据本专利技术的一个专利技术,所述控制单元可控制所述激光器的多脉冲的脉冲间隔时间,从而对所述多脉冲进行编码。根据本专利技术的一个专利技术,所述控制单元配置成可通过控制所述第一开关、第二开关和第三开关,控制所述多脉冲的脉冲数量。根据本专利技术的一个专利技术,所述第一开关为高边开关,通过高边驱动器进行驱动。本专利技术还提供一种激光雷达,包括如上所述的多脉冲激光发射电路。本专利技术还提供一种使用如上所述的多脉冲激光发射电路发射激光束的方法。本专利技术的实施例中,使用半桥驱动电路中的高边驱动器和N-MOS管实现能高边区域切换,从而复用脉冲式高压生成电路,优点有过大电流,高耐压,低损耗、速度高,成本低,布板面积小。使用三路脉冲式高压生成电路实现多脉冲编码(大于等于三脉冲),使用最少的电路实现多脉冲编码,增加雷达的集成度。使用半桥驱动电路中的高边驱动器和N-MOS管实现能高边区域切换,从而复用脉冲式高压生成电路,优点有过大电流,高耐压,低损耗、速度高,成本低,布板面积小,增加雷达的集成度并且降低了成本附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解,本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术,并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中:图1A示出了典型的单脉冲谐振式激光驱动电路的控制框图;图1B示出了典型的多脉冲谐振式激光驱动电路的控制框图;图2示出了激光发射电路的示意图;图3示出了根据本专利技术一个实施例的一种多脉冲激光发射电路;图4示出了根据本专利技术一个实施例的多脉冲激光发射电路的时序图。具体实施方式在下文中,仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样,在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下,可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此,附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。在本专利技术的描述中,需要理解的是,术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本专利技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本专利技术的限制。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一个或者更多个所述特征。在本专利技术的描述中,"多个"的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。在本专利技术的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接:可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种多脉冲激光发射电路,包括:多个储能电路、多个第一开关、多个升压电容及多组激光器,其中:/n所述储能电路配置成可储存电能;/n每个所述第一开关的一端连接到所述多个储能电路中的每一个的输出端,另一端分别连接到其中一组激光器和其中一个升压电容;/n其中,所述多个第一开关配置成在同一时刻仅允许其中一个第一开关导通,以使得所述多个储能电路中的一个或多个分别对与所述导通的第一开关连接的升压电容充电,并由被充电的所述升压电容驱动与被充电的所述升压电容相连接的一组激光器。/n

【技术特征摘要】
1.一种多脉冲激光发射电路,包括:多个储能电路、多个第一开关、多个升压电容及多组激光器,其中:
所述储能电路配置成可储存电能;
每个所述第一开关的一端连接到所述多个储能电路中的每一个的输出端,另一端分别连接到其中一组激光器和其中一个升压电容;
其中,所述多个第一开关配置成在同一时刻仅允许其中一个第一开关导通,以使得所述多个储能电路中的一个或多个分别对与所述导通的第一开关连接的升压电容充电,并由被充电的所述升压电容驱动与被充电的所述升压电容相连接的一组激光器。


2.根据权利要求1所述的多脉冲激光发射电路,其中每组激光器包括一个或多个并联的激光器支路,每个激光器支路包括第二开关和与第二开关连接的激光器,
当每个第二开关闭合时,与所述第二开关连接的激光器被相连接的升压电容驱动,发射出激光束。


3.根据权利要求1或2所述的多脉冲激光发射电路,所述储能电路包括电感、第三开关和二极管;所述第三开关的一端与所述电感及所述二极管耦接,另一端接地;所述第一开关耦接在所述二极管与所述升压电容之间。


4.根据权利要求1或2所述的多脉冲激光发射电路,所述多脉冲编码激光发射电路包括三个储能电路和四组激光器,每组激光器包括四个激光器。


5.根据权利要求3所述的多脉冲激光发射电路,还包括控制单元,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:费凡向少卿
申请(专利权)人:上海禾赛科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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