【技术实现步骤摘要】
基于收发阵列模组的大动态范围混合固态激光雷达系统
[0001]本专利技术涉及一种基于收发阵列模组的大动态范围混合固态激光雷达系统，属于激光雷达
技术介绍
[0002]激光雷达是通过发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，工作在红外到紫外光谱段。激光雷达的发射系统发射激光信号，经过目标物体反射或散射后，由接收系统对该回波信号进行处理，完成测距与成像，具有抗干扰能力强、分辨率高等优点，广泛应用在自动驾驶领域。目前激光雷达的测距方法主要是飞行时间法，通过测量激光信号在激光雷达和目标物的飞行时间，根据飞行时间和光速确定位置。传统的激光雷达出射激光功率有限，当测量距离太近时，光信号太强，容易导致接收系统输出信号输出饱和；当测量距离较远时，光信号太弱，容易导致接收系统输出信号太弱，不利于下一步信号处理，动态范围有限。同时，传统的激光雷达由于考虑到光学系统和探测器的聚焦问题，占用空间大，结构设计复杂，导致激光雷达体积庞大，光机装调难度大。
技术实现思路
[0003]为解决目前导航类激光雷达增益动态范围不...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于收发阵列模组的大动态范围混合固态激光雷达系统，其特征在于：包括发射系统、收发一体光学系统、一维扫描装置、探测系统、信息处理系统；所述发射系统用于阵列激光信号输出；所述发射系统包括驱动电路、半导体阵列激光器、光束准直光学系统、分光镜和光电探测模块；所述收发一体光学系统和一维扫描装置用于接收目标物反射的回波信号，所述的收发一体光学系统包括光纤阵列和透镜组；所述光纤阵列中单个光纤根据系统要求进行位置排列，通过调整光纤排列调整系统预定位置的分辨率；所述的一维扫描装置优选一维振镜、MEMS镜或者棱镜；与传统的收发光学系统相比，所述的收发一体光学系统能够实现光学系统与APD探测器的分离，无需对焦，使得激光雷达结构紧凑，减小装调难度，降低结构实现难度；所述探测系统用于将光信号转化为电信号；所述探测系统包括APD探测器、温度补偿模块、高压反偏电路和保护电路；APD探测器与收发一体光学系统通过光纤完成耦合，能够降低对APD探测器空间排列要求，简化系统结构，减小装调难度；所述温度补偿模块用于检测APD工作温度并输出相应信号调节高压反偏电路；APD的雪崩增益系数与所施加的反向偏置电压和工作温度密切相关，且雪崩增益与反向偏压正相关，与工作温度负相关；温度传感器放置在紧邻线性APD探测器的位置采集其工作温度，将温度信息转化为电信号传输给信息处理电路，同时信息处理电路采集高压反偏电路的电压，通过对APD温度、反偏电压的综合拟合计算，调整高压反偏电路给APD施加的反偏电压，从而稳定APD的雪崩增益；所述信息处理系统主要功能为：一是控制发射系统信号的触发；二是放大探测系统的探测信号，通过信号处理与控制电路和增益电路使得主放大电路的放大倍数随时间改变，能够有效改善回波信号强度失真问题，增加测距动态范围；三是用于飞行时间信息与点云处理；所述信息处理系统包括增益电路、时间处理电路、强度处理电路、信息处理控制电路、上位机；所述增益电路将探测系统中APD输出的光电流信号转化为放大的电压信号，该电压信号分别传输给时间处理电路和强度处理电路，时间处理电路通过对该信号处理得到停止计时信号(stop信号)，传输给信息处理控制电路计算飞行时间，进一步确定探测目标的距离；强度处理电路对增益电路输出的电压信号进行峰值保持和采集，进一步传输给信息处理控制电路得到探测目标反射回波的强度信息；所述信息处理控制电路产生与时间相关的周期信号，该信号在一个周期内随设定时间的变化而选通增益电路中主放大电路增益控制模块的不同通道，使增益电路的放大倍数在一个时间周期内随时间的变化而变化，能够有效改善回波信号强度失真问题，增加测距动态范围。2.如权利要求1所述的基于收发阵列模组的大动态范围混合固态激光雷达系统，其特征在于：信息处理控制电路产生与时间相关的周期信号通过增益控制模...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝群，曹杰，李晶晶，李鲲，郭佳奇，张凯莉，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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