一种激光雷达探测系统技术方案

一种激光雷达探测系统，其特征在于，包含驱动信号发生部，所述驱动信号发生部生成驱动信号以驱动激光源来发射脉冲型探测激光序列；阵列型返回光接收模块，接收经由视场内被探测物反射的返回光信号，并产生返回信号；计数序列生成模块，所述计数序列生成模块依据所述返回信号生成自适应计数序列；处理模块，所述处理模块依据所述驱动信号发生部生成的驱动信号产生调制信号，并基于所述调制信号和所述自适应计数序列获得距离相关的信号，所述处理模块依照所述距离相关的信号输出最终被探测物的距离信息，通过如此设计，可以增强雷达探测系统的抗干扰能力。系统的抗干扰能力。系统的抗干扰能力。

【技术实现步骤摘要】
一种激光雷达探测系统


[0001]本申请涉及探测
，特别涉及一种激光雷达探测系统。

技术介绍

[0002]距离探测尤其利用激光源实现的主动型探测系统，其原理为通过光源主动发射探测的发射光，例如近红外类型的探测光，其波长可以选择为 800
‑
1200nm范围内，此处并不限定于此，采用近红外类型的探测波也能够保证在视场内存在以人为对象时的安全性，因此近红外类型的主动探测系统越来越普遍地应用于各种场景中，例如后续的自动驾驶、智能门锁、安防摄像、手机三维摄像等等。
[0003]飞行时间(“TOF”)光检测和测距(“LIDAR”)是一种用于远程距离测量的技术。TOF LIDAR传感器通过测量激光脉冲在仪器和物体之间传播所需的时间来确定包括传感器和物体的仪器之间的距离。
[0004]目前应用较广泛的探测方法包含间接飞行时间(ITOF)测量方案和直接飞行时间(DTOF)测量方案。大部分的间接飞行时间测量方案都是采用了测相位偏移的方法，即发射波与接收波之间的相位差，发射和接收波的横坐标是时间t，纵坐标是光强，根据二者的相位差便可获得飞行时间t，从而根据D＝ct/2计算获得探测物体的距离。直接飞行时间测量方案一般通过皮秒级分辨率的测量系统(多采用SPAD+TDC)，直接获得发射与对应的接收端触发的时间差，即为飞行时间t，从而计算探测物体的距离。当然还有一种类型称为相干探测，相干的激光信号和本机激光振荡信号在满足波前匹配的条件(即在整个激光探测器的光敏表面上保持相同的相位关系)下，一起入射到探测器光敏表面上，产生拍频或相干叠加，探测器输出电信号大小正比于待测激光信号波和本机激光振荡波之和的平方的探测方式，当然上述的探测方式有其自身优势，但是对于像素级、快速处理和发射能量的高效利用方面还是具有很大的不足。
[0005]近年来一些直接飞行时间探测(非相干)的激光雷达原理也被开发出来，逐渐变成了一种为更多人所了解的探测技术，专利申请号 CN202010604232.3名称为一种新型激光测距方法及激光雷达系统，提出了一种新类型的探测机理，在光路上不采用相干光原理，而在电信号阶段进行相关运算，进一步通过电信号的相关运算获得最终的被探测物的距离或者其他信息，然而实际上这种方法还存在如下的局限性特点(1)由非相干啁啾信号调幅连续波激光三维成像原理可知，差频信号由延迟的啁啾信号与本振信号相乘产生。从能量利用角度看，由于需要对探测器的增益进行高速调制，因此造成现有技术的探测效率较低，测距范围较小；(2)现有技术采用了宽带放大器、混频器和A/D等器件，这些器件的动态范围限制了接收激光信号的动态范围，从而限制了现有技术的动态接收范围；(3)利用现有技术实现的激光三维成像系统性能受啁啾信号调频线性度和调频平坦度影响较大。
[0006]因此为了克服前述的技术问题，亟需开发一种更高效的探测方法和探测系统，在能效上能够更大限度地利用发射激光的回波能量，在抗干扰方面能够适应更多探测系统存在于视场内的状况下高效地识别出被探测物，并且能给出准确的距离信息。

技术实现思路

[0007]本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种获取距离的激光雷达探测系统，以准确稳定地输出视场内各个距离范围内被探测物的稳定且准确的距离结果。
[0008]为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
[0009]本申请实施例提供了种激光雷达探测系统，其特征在于，包含驱动信号发生部，所述驱动信号发生部生成驱动信号以驱动激光源来发射脉冲型探测激光序列；阵列型返回光接收模块，接收经由视场内被探测物反射的返回光信号，并产生返回信号；计数序列生成模块，所述计数序列生成模块依据所述返回信号生成自适应计数序列；处理模块，所述处理模块依据所述驱动信号发生部生成的驱动信号产生调制信号，并基于所述调制信号和所述自适应计数序列获得距离相关的信号，所述处理模块依照所述距离相关的信号输出最终被探测物的距离信息。
[0010]可选的，，所述返回信号为所述返回的脉冲光序列激发产生的光子计数序列。
[0011]可选的，所述计数序列生成模块按照所述返回信号的均值和/或所述返回信号的和生成自适应修正序列。
[0012]可选的，所述自适应修正序列与所述返回信号按照预设规则生成所述自适应计数序列。
[0013]可选的，所述预设规则包含将所述自适应修正序列插入所述返回信号得到的光子计数序列中。
[0014]可选的，所述预设规则包含所述返回信号得到的光子计数序列与所述自适应修正序列按照相加的运算得到所述自适应计数序列。
[0015]可选的，所述预设规则包含根据所述返回信号得到的光子计数序列的特性得到阈值，根据所述阈值分辨并剔除由非自然背景光干扰产生的高值元素，得到所述自适应计数序列。
[0016]可选的，所述自适应修正列序列服从二项式分布。
[0017]可选的，所述计数序列生成模块实时生成所述自适应计数序列。
[0018]可选的，所述计数序列生成模块预先生成所述自适应计数序列。
[0019]本申请的有益效果是：本专利技术提供一种激光雷达探测系统，其特征在于，包含驱动信号发生部，所述驱动信号发生部生成驱动信号以驱动激光源来发射脉冲型探测激光序列；阵列型返回光接收模块，接收经由视场内被探测物反射的返回光信号，并产生返回信号；计数序列生成模块，所述计数序列生成模块依据所述返回信号生成自适应计数序列；处理模块，所述处理模块依据所述驱动信号发生部生成的驱动信号产生调制信号，并基于所述调制信号和所述自适应计数序列获得距离相关的信号，所述处理模块依照所述距离相关的信号输出最终被探测物的距离信息，通过如此设计，可以增强雷达探测系统的抗干扰能力。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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
surface
‑
emitting laser)或者边发射半导体激光器EEL(edge
‑
emitting laser)，此处仅为示例性说明并不作具体限定，光源模块110发射出正弦波或者方波或者三角波，或者脉冲波等等，在测距应用中多为具有一定波长的激光，例如950nm等等的红外激光(最优地为近红外激光)，发射光被投射向视场内，视场内存在的被探测物140可以反射投射的激光进而形成返回光，返回光进入探测系统中被光接收模块130捕获，所述光接收模块130可以包含光电转化部，其中ITOF 测距中其可以最常用的四相位延时接收获得0
°
、90
°
、180
°
和270
°
的延时接收信号，利用四相位的距离计算方案此处以正弦波的方法为示例进行说明，在四个等距点(例如90
°
或1/4λ的间隔)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达探测系统，其特征在于，包含驱动信号发生部，所述驱动信号发生部生成驱动信号以驱动激光源来发射脉冲型探测激光序列；阵列型返回光接收模块，接收经由视场内被探测物反射的返回光信号，并产生返回信号；计数序列生成模块，所述计数序列生成模块依据所述返回信号生成自适应计数序列；处理模块，所述处理模块依据所述驱动信号发生部生成的驱动信号产生调制信号，并基于所述调制信号和所述自适应计数序列获得距离相关的信号，所述处理模块依照所述距离相关的信号输出最终被探测物的距离信息。2.根据权利要求1所述的激光雷达探测系统，其特征在于，所述返回信号为所述返回的脉冲光序列激发产生的光子计数序列。3.根据权利要求1所述的激光雷达探测系统，其特征在于，所述计数序列生成模块按照所述返回信号的均值和/或所述返回信号的和生成自适应修正序列。4.根据权利要求3所述的激光雷达探测系统，其特征在于，所述自适应修正序列与所述返回信号按照预设规则...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷述宇，宋一铄，
申请(专利权)人：刘琪，
类型：发明
国别省市：