一种基于砷化镓铟探测的固态雷达装置制造方法及图纸

本申请涉及一种基于砷化镓铟探测的固态雷达装置，主要包括基板、发射单元、接收单元和控制单元。其中，发射单元中的短波红外光源阵列能够产生短波红外波段的激光，则利用短波红外激光的频率高、带宽宽、波束窄等特点能够在处理分析短波红外激光回波后获取外部空间中目标物体的结构细节，从而增强短波红外固态雷达的主动探测能力和物体识别性能；另外，发射单元中的反光镜组对准直后的短波红外激光进行反射和汇聚，如此不仅使得各组件排列紧凑以达到减小装置体积的目的，还能够提高汇聚激光的能量强度和偏振角度，从而增强短波红外激光对外部空间的探测能力。对外部空间的探测能力。对外部空间的探测能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于砷化镓铟探测的固态雷达装置


[0001]本申请涉及激光雷达
，具体涉及一种基于砷化镓铟探测的固态雷达装置。

技术介绍

[0002]随着传感器技术、人工智能、模式识别和智能控制等技术的发展，工业自动化已被广大制造类企业接受和应用，先进制造已成为制造业的未来发展趋势，作为信息采集和传输的前端，各式传感器是智能系统中不可或缺的核心器件。其中，激光雷达是一种以发射激光束来探测目标物体的位置、速度、角位置等特征量的传感器，其工作原理是向目标物体发射激光束，然后接收从目标物体反射回来的激光回波并与发射信息进行比对和处理后，获得目标物体的有关信息，从而对目标物体进行探测、跟踪和识别。
[0003]当前，常规的激光雷达存在一些缺点，受天气影响较大，雨、雪、雾会导致探测距离大幅度下降，另外，烟雾、沙尘也会影响到此类雷达的探测距离。虽然一些技术人员也尝试使用短波红外波段的激光增强常规激光雷达的探测性能，但是由于短波红外激光的特殊性，对雷达设备的结构和信号处理方面都有很高的要求，所以现有的短波红外激光雷达技术还不够成熟，存在许多产品结构和性能上的不足，严重影响的产品可靠性，尚无法在广大领域进行推广应用。

技术实现思路

[0004]为了克服常规激光雷达的缺点，本申请提出了基于砷化镓铟探测的固态雷达，接收单元灵敏度高，极限量程大，动态范围大，光子效能高。本申请极大地减少了激光发射和接收的线数，也随之降低了对焦与标定的复杂度，因此生产效率得以大幅提升。大幅提升垂直与水平方向视场角、减小盲区、提高近处精度，为机器人带来更全面的视野。不像机械式激光雷达一样让收发模块在进行转动，从而避免了类似机械旋转式激光雷达的多次校准。无需繁复耗时的多线激光校准流程，降低了生产过程中光学校准的难度，在提高性能的同时实现自动化量产。
[0005]在一个实施例中，本申请提出一种基于砷化镓铟探测的固态雷达装置，其包括基板、发射单元、接收单元和控制单元；所述基板用于装配所述发射单元和所述接收单元；所述发射单元包括短波红外光源阵列、准直镜组、反光镜组和振镜；所述短波红外光源阵列用于以阵列方式多点发射短波红外激光，多点发射的短波红外激光分别经过所述准直镜组中的各个准直镜，出射的各路准直激光分别在所述反光镜组中的各个反光镜上进行反射和汇聚，汇聚激光到达所述振镜并以预设角度发射到外部空间中；所述接收单元包括镜头、透镜、滤光镜和探测器；所述镜头用于接收来自所述外部空间的短波红外激光回波，短波红外激光回波经过设于所述镜头内的所述透镜和所述滤光镜后形成待测激光，所述探测器用于将所述待测激光转换为电信号；所述控制单元用于调控所述短波红外光源阵列多点发射短波红外激光的参数，和调控所述振镜的振动参数，以及对所述探测器产生的电信号进行处
理以得到雷达探测图像。
[0006]所述发射单元还包括光源支架、第一固定架和第二固定架；所述光源支架固定在所述基板的一端，所述短波红外光源阵列可拆卸连接在所述光源支架上，且所述短波红外光源阵列中的各个激光发射探头指向所述基板的另一端；所述第一固定架安装在所述基板的中部，在所述第一固定架上设有指向所述基板两端的镜组通道，所述准直镜组设于所述镜组通道内，所述准直镜组中的各个准直镜的光路分别与所述短波红外光源阵列中的各个激光发射探头一一对齐；所述基板的另一端设有向端部倾斜的坡面，所述第二固定架可拆卸连接在所述坡面上，所述第二固定架具有相对于所述坡面的多个立壁且多个立壁面向所述准直镜组的那一侧形成内陷的折线弧面，所述反光镜组中的各个反光镜分别设于各个所述立壁上且能够对各个准直镜出射的准直激光进行平行于所述坡面的反射，以及将反射的准直激光在所述第一固定架的上端空间进行汇聚且形成汇聚激光。
[0007]所述发射单元还包括第三固定架和固定盖，所述第三固定架安装在所述第一固定架的上端；所述第三固定架上设有面向所述反光镜组的振镜通道，所述固定盖将所述振镜固定在所述振镜通道内，所述振镜能够接收所述汇聚激光。
[0008]所述反光镜组中的各个反光镜上设有镀膜，所述镀膜用于对射到反光镜上的准直激光进行反射。
[0009]所述接收单元还包括镜头支架、透镜压环；所述镜头支架安装在所述基板的周边，所述镜头支架上设有镜头通道，所述镜头固定在所述镜头通道内；所述透镜压环将所述透镜固定在所述镜头的一端，所述滤光镜固定在所述镜头的另一端。
[0010]所述的基于砷化镓铟探测的固态雷达装置包括多个所述接收单元，各个所述接收单元以不同角度接收来自所述外部空间的短波红外激光回波。
[0011]所述控制单元包括驱动电路、前端处理电路、信号调理电路和中央处理电路；所述驱动电路与所述短波红外光源阵列、所述振镜连接，用于驱动所述短波红外光源阵列中的各个激光发射探头产生短波红外激光，以及驱动所述振镜产生预设的振动角度；所述前端处理电路与所述探测器连接，用于对所述探测器产生的电信号进行运算放大、滤波和模数转换，得到检测信号；所述信号调理电路与所述前端处理电路连接，用于对所述前端处理电路输出的检测信号进行标准化转换，得到所述中央处理电路能够识别的标准信号；所述中央处理电路与所述驱动电路和所述信号调理电路连接，用于向所述驱动电路下发所述短波红外光源阵列的驱动参数，以及对所述信号调理电路产生的标准信号进行数字分析以得到所述雷达探测图像。
[0012]所述控制单元包括多个所述前端处理电路，各个所述前端处理电路分别用于连接多个所述接收单元，以及对各个所述接收单元产生的电信号进行处理以得到对应的检测信号；所述信号调理电路与各个所述前端处理电路连接，用于循环切换输入各个所述前端处理电路中的一路检测信号，且将该路检测信号进行标准化转换。
[0013]所述控制单元还包括与所述中央处理电路连接的外围辅助电路，所述外围辅助电路包括供电模组、通信模组、定位导航模组中的一者或多者。
[0014]所述的基于砷化镓铟探测的固态雷达装置还包括壳体，所述壳体内形成有空腔，所述空腔用于装配所述基板、所述发射单元、所述接收单元和所述控制单元；所述壳体的表面设有所述发射单元出射汇聚激光的通孔，以及设有所述接收单元接收短波红外激光回波
的通孔。
[0015]本申请的有益效果是：
[0016]依据上述实施例的一种基于砷化镓铟探测的固态雷达装置，主要包括基板、发射单元、接收单元和控制单元。其中，发射单元中的短波红外光源阵列能够产生短波红外波段的激光，则利用短波红外激光的频率高、带宽宽、波束窄等特点能够在处理分析短波红外激光回波后获取外部空间中目标物体的结构细节，从而增强短波红外固态雷达的主动探测能力和物体识别性能；此外，发射单元中的反光镜组对准直后的短波红外激光进行反射和汇聚，如此不仅使得各组件排列紧凑以达到减小装置体积的目的，还能够提高汇聚激光的能量强度和偏振角度，从而增强短波红外激光对外部空间的探测能力。其中，接收单元能够对短波红外激光回波进行透光、滤光和光电转换的处理，不仅增大短波红外激光的进光角度，还能够提高对短波红外激光的探测转换能力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于砷化镓铟探测的固态雷达装置，其特征在于，包括基板、发射单元、接收单元和控制单元；所述基板用于装配所述发射单元和所述接收单元；所述发射单元包括短波红外光源阵列、准直镜组、反光镜组和振镜；所述短波红外光源阵列用于以阵列方式多点发射短波红外激光，多点发射的短波红外激光分别经过所述准直镜组中的各个准直镜，出射的各路准直激光分别在所述反光镜组中的各个反光镜上进行反射和汇聚，汇聚激光到达所述振镜并以预设角度发射到外部空间中；所述接收单元包括镜头、透镜、滤光镜和探测器；所述镜头用于接收来自所述外部空间的短波红外激光回波，短波红外激光回波经过设于所述镜头内的所述透镜和所述滤光镜后形成待测激光，所述探测器用于将所述待测激光转换为电信号；所述控制单元用于调控所述短波红外光源阵列多点发射短波红外激光的参数，和调控所述振镜的振动参数，以及对所述探测器产生的电信号进行处理以得到雷达探测图像。2.如权利要求1所述的基于砷化镓铟探测的固态雷达装置，其特征在于，所述发射单元还包括光源支架、第一固定架和第二固定架；所述光源支架固定在所述基板的一端，所述短波红外光源阵列可拆卸连接在所述光源支架上，且所述短波红外光源阵列中的各个激光发射探头指向所述基板的另一端；所述第一固定架安装在所述基板的中部，在所述第一固定架上设有指向所述基板两端的镜组通道，所述准直镜组设于所述镜组通道内，所述准直镜组中的各个准直镜的光路分别与所述短波红外光源阵列中的各个激光发射探头一一对齐；所述基板的另一端设有向端部倾斜的坡面，所述第二固定架可拆卸连接在所述坡面上，所述第二固定架具有相对于所述坡面的多个立壁且多个立壁面向所述准直镜组的那一侧形成内陷的折线弧面，所述反光镜组中的各个反光镜分别设于各个所述立壁上且能够对各个准直镜出射的准直激光进行平行于所述坡面的反射，以及将反射的准直激光在所述第一固定架的上端空间进行汇聚且形成汇聚激光。3.如权利要求2所述的基于砷化镓铟探测的固态雷达装置，其特征在于，所述发射单元还包括第三固定架和固定盖，所述第三固定架安装在所述第一固定架的上端；所述第三固定架上设有面向所述反光镜组的振镜通道，所述固定盖将所述振镜固定在所述振镜通道内，所述振镜能够接收所述汇聚激光。4.如权利要求2所述的基于砷化镓铟探测的固态雷达装置，其特征在于，所述反光镜组中的各个反光镜上设有镀膜，所述镀膜用于对射到...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪鹏辉，周雪颖，闫永永，洪宝璇，洪鹏达，
申请(专利权)人：深圳市矽赫科技有限公司，
类型：发明
国别省市：