激光雷达系统技术方案

本申请公开了一种激光雷达系统，所述激光雷达系统包括：发射接收装置和反射调节装置；所述发射接收装置用于发出第一探测光束，以使得所述第一探测光束在目标物体上沿第一方向对所述目标物体进行扫描探测；所述反射调节装置用于根据所述目标物体的反射光束，形成第二探测光束，以使得所述第二探测光束在所述目标物体上沿第二方向对所述目标物体进行扫描探测；其中，所述第一方向和所述第二方向相交。应用本申请提供的技术方案，结合静态扫描和非静态扫描的方式，具有扫描精度高且扫描速度快，可以实现混合固态的二维光束扫描。可以实现混合固态的二维光束扫描。可以实现混合固态的二维光束扫描。

【技术实现步骤摘要】
激光雷达系统


[0001]本技术涉及激光雷达
，尤其是涉及一种激光雷达系统。

技术介绍

[0002]激光雷达作为目前较为先进的传感器，在很多领域都有广泛的应用，如自动驾驶、物流运输、高精地图、智慧交通、机器人、工业自动化、无人机、测绘等领域。激光雷达由于抗干扰性强、成像清晰等特点，是自动驾驶的“眼睛”，被视为自动驾驶中最为重要的传感器之一。激光雷达可分为激光发射、激光接收、光束操纵和信息处理四大系统，可以通过分析激光信号描绘三维点云图，实现环境实时感知及避障功能。
[0003]激光雷达按照扫描方式可以分为整体旋转的机械式激光雷达、收发模块静止但光路旋转的半固态激光雷达以及固态式激光雷达。固态式激光雷达主要包括Flash激光雷达、光学相控阵(OpticalPhased Array，OPA)等，Flash激光雷达探测距离较短，应用场景受限，而硅基光学相控阵技术具有体积小、功耗低、成本低、扫描速度快等优势，可实现芯片级激光扫描器件，具有广阔的应用前景。
[0004]目前针对OPA器件的研究热度较高，但支持基于纯相位控制的二维扫描OPA器件在设计和工艺上难度较高，现阶段还难以展开广泛应用。因此，亟需提供一种基于光学相控阵实现二维扫描的混合固态激光雷达系统。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本技术提供了一种激光雷达系统，结合静态扫描和非静态扫描的方式，具有扫描精度高且扫描速度快，可以实现混合固态的二维光束扫描。
[0006]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0007]一种激光雷达系统，包括：发射接收装置和反射调节装置；
[0008]所述发射接收装置用于发出第一探测光束，以使得所述第一探测光束在目标物体上沿第一方向对所述目标物体进行扫描探测；
[0009]所述反射调节装置用于根据所述目标物体的反射光束，形成第二探测光束，以使得所述第二探测光束在所述目标物体上沿第二方向对所述目标物体进行扫描探测；
[0010]其中，所述第一方向和所述第二方向相交。
[0011]优选的，在上述的激光雷达系统中，所述第一方向和所述第二方向垂直。
[0012]优选的，在上述的激光雷达系统中，所述发射接收装置为静态扫描装置。
[0013]优选的，在上述的激光雷达系统中，所述静态扫描装置为光学相控阵或光芯片。
[0014]优选的，在上述的激光雷达系统中，还包括：控制装置，所述控制装置分别与所述发射接收装置和所述反射调节装置电连接。
[0015]优选的，在上述的激光雷达系统中，所述发射接收装置包括多个激光发射单元；
[0016]所述控制装置用于向所述激光发射单元提供电信号，以使得所述激光发射单元根据所述电信号出射所述第一探测光束。
[0017]优选的，在上述的激光雷达系统中，所述反射调节装置为非静态扫描装置。
[0018]优选的，在上述的激光雷达系统中，所述非静态扫描装置为MEMS振镜、机械振镜、转镜或棱镜中的任一种。
[0019]优选的，在上述的激光雷达系统中，所述非静态扫描装置具有反射面，所述反射面用于反射光线形成所述第二探测光束；所述非静态扫描装置能够基于平行于所述第二方向的转轴转动，以调节所述第二探测光束在所述目标物体上沿第二方向对所述目标物体进行扫描探测。
[0020]优选的，在上述的激光雷达系统中，还包括：输出设备，所述输出设备用于输出所述目标物体的相关信息；
[0021]所述相关信息包括距离、方位、高度和速度中的至少一种。
[0022]通过上述描述可知，本技术技术方案提供的激光雷达系统中，通过发射接收装置发出第一探测光束，以使得所述第一探测光束在目标物体上沿第一方向对所述目标物体进行扫描探测，反射调节装置根据被目标物体反射回来的反射光束，形成第二探测光束，以使得所述第二探测光束在目标物体上沿第二方向对所述目标物体进行扫描探测，从而可以实现混合固态的二维光束扫描。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本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技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0024]图1为本技术实施例提供的一种激光雷达系统的结构示意图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0026]光子集成(Photonic Integrated Circuit，PIC)芯片是指使用光子集成技术制成的芯片，也可称为光芯片。光子集成技术能够与现有的半导体CMOS(Complementary Metal
‑
Oxide
‑
Semiconductor，互补金属氧化物半导体)标准技术兼容，可与微电子集成电路集成，因此，集成光学芯片成为研究热点，在通讯、传感、计算、量子、生物等领域有广泛的应用。
[0027]在光学相控阵激光雷达系统中，相控阵发射器由若干发射接收单元组成阵列，可以通过改变加载在不同单元的电压，进而改变不同单元发射光波特性(如光强、相位)，实现对每个单元光波的独立控制，通过调节从每个相控单元辐射出的光波之间的相位关系，在设定方向上产生互相加强的干涉从而实现高强度光束，而其它方向上从各个单元射出的光波彼此相消，因此，辐射强度接近于零。组成相控阵的各相控单元在程序的控制下，可使一束或多束高强度光束的指向按设计的程序实现随机空域扫描。
[0028]与传统机械扫描技术相比，基于集成光学技术的光学相控阵扫描技术有三大优
势：1、扫描速度快：光学相控阵的扫描速度取决于所用材料的电子学特性和器件的结构，一般都可以达到MHz量级以上。2、扫描精度或指向精度高：光学相控阵的扫描精度取决于控制电信号的精度(一般为电压信号)，可以做到μrad(千分之一度)量级以上。3、可控性好：光学相控阵的光束指向完全由电信号控制，在允许的角度范围内可以做到任意指向，可以在感兴趣的目标区域进行高密度的扫描，在其他区域进行稀疏扫描，这对于自动驾驶环境感知非常有用。
[0029]通常，激光雷达需要对水平和竖直两个方向进行扫描。而采用光学相控阵技术实现二维的光束扫描，要么在两个维度均进行相控阵；或者一个维度通过光学相控阵扫描，另一个维度通过光源的波长切换进行扫描。第一个方案中，在两个维度均进行相控阵需要二维的相控阵天线阵列，阵元数是随着阵列的规模指数增长(例如N2个)，因此要做大阵列的光学相控阵矩阵是比较难的，特别是大阵列光学相控阵的光芯片的加工难度和对应控制电路的难度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达系统，其特征在于，所述激光雷达系统包括：发射接收装置和反射调节装置；所述发射接收装置用于发出第一探测光束，以使得所述第一探测光束在目标物体上沿第一方向对所述目标物体进行扫描探测；所述反射调节装置用于根据所述目标物体的反射光束，形成第二探测光束，以使得所述第二探测光束在所述目标物体上沿第二方向对所述目标物体进行扫描探测；其中，所述第一方向和所述第二方向相交。2.根据权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，所述第一方向和所述第二方向垂直。3.根据权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，所述发射接收装置为静态扫描装置。4.根据权利要求3所述的激光雷达系统，其特征在于，所述静态扫描装置为光学相控阵或光芯片。5.根据权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，还包括：控制装置，所述控制装置分别与所述发射接收装置和所述反射调节装置电连接。6.根据权利要求5所述的激光雷达系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：李中宇，
申请(专利权)人：光子集成科技香港有限公司，
类型：新型
国别省市：