激光雷达系统及其接收装置制造方法及图纸

本申请提供了一种激光雷达系统及其接收装置，接收装置包括单光子接收器、控制电路以及与控制电路连接的出光装置，出光装置根据控制电路输出的出光控制信号向单光子接收器发出死区光，以使得单光子接收器在被所述死区光照射后进入死区状态，且所述单光子接收器在接收目标物体反射的回波信号之前已经处于非死区状态，处于所述非死区状态单光子接收器用于接收所述回波光信号，并将其转换成对应的测距信号输出。由于单光子接收器在接收回波光信号前已经进入非死区状态，从而可以探测出近距离回波光信号，有效的缩小了近距离探测盲区的范围。围。围。

【技术实现步骤摘要】
激光雷达系统及其接收装置


[0001]本申请涉及光电检测
，尤其涉及一种激光雷达系统及其接收装置。

技术介绍

[0002]激光雷达系统常用于目标物体的距离探测，其探测距离的过程为：激光雷达系统中的激光发射装置发射出激光后，经由激光雷达系统的扫描装置对激光的照射角度进行偏转，被偏转的激光照射至目标物体，由目标物体反射出回波光信号，再由接收装置接收该回波光信号，并将所述回波光信号转换成回波电信号，然后再根据回波电信号的大小输出对应大小的距离信号。显然，作为激光雷达系统关键构成部分的接收装置的性能，对激光雷达系统的探测距离以及测距精准度的影响至关重要。
[0003]单光子接收器由于具有探测效率高、功耗低以及可靠性高等优点，近年来被用作激光雷达系统中接收装置的光电转换器。然而，由于单光子接收器在死区时间期间探测不出回波信号，现有的基于单光子接收器的激光雷达系统存在较宽的近距离探测盲区。

技术实现思路

[0004]为解决存在上述存在的问题，本申请提供了一种探测效率高且近距离探测盲区较窄的激光雷达系统及其接收装置。
[0005]一种激光雷达系统的接收装置，包括单光子接收器、出光装置以及控制电路；
[0006]所述单光子接收器具有死区状态和非死区状态，所述单光子接收器在接收目标物体反射回的回波光信号前已经处于所述非死区状态，处于所述非死区状态的所述单光子接收器用于接收所述回波光信号，并将所述回波光信号转换成回波电信号输出给所述控制电路的回波输入端；
[0007]所述出光装置与所述控制电路的出光控制输出端连接，所述出光装置在所述控制电路的出光控制输出端输出相应的出光控制信号的时刻，向所述单光子接收器发出预设时间的死区光，所述单光子接收器被所述死区光照射所述预设时间后处于所述死区状态，所述单光子接收器在死区时间结束后处于所述非死区状态；
[0008]所述控制电路包括距离输出端，所述距离输出端用于输出与所述回波电信号对应的距离信号。
[0009]在一些实施例中，所述出光装置包括与所述控制电路连接的发光光源，所述发光光源用于发出所述死区光。
[0010]在一些实施例中，所述出光装置包括与所述控制电路连接的分光单元；
[0011]所述分光单元设置在所述激光雷达系统的激光发射装置和所述单光子接收器之间，用于将所述激光发射装置发射出的激光进行分光，并在所述控制电路的出光控制输出端输出相应的出光控制信号时，将第一分光光束发射至所述单光子接收器，以作为所述死区光，以及在所述控制电路的出光控制输出端输出相应的出光控制信号的时间达到预设时间时，将第二分光光束发射至所述扫描装置。
[0012]在一些实施例中，所述分光单元包括分光镜、第一电控光阑、反射镜以及激光电控光阑；
[0013]所述分光镜用于将所述激光发射装置发射出的激光进行分光，以发出第一分光光束和第二分光光束，所述第一分光光束经由处于通光状态的第一电控光阑照射至所述反射镜的反射面，所述第二分光光束经由处于通光状态的第二电控光阑照射至扫描装置；
[0014]所述第一电控光阑设置在所述分光镜和所述反射镜之间，且与所述控制电路连接，所述第一电控光阑的挡光状态或所述通光状态受控于所述控制电路，且所述第一电控光阑的受控端与所述控制电路连接，处于所述挡光状态的所述第一电控光阑阻挡所述第一分光光束照射至所述反射镜；
[0015]所述反射镜用于将接收的所述第一分光光束进行反射，以形成所述死区光；
[0016]所述第二电控光阑设置在所述分光镜和扫描装置之间，且与所述控制电路连接，所述第二电控光阑的挡光状态或所述通光状态受控于所述控制电路，且所述第二电控光阑的受控端与所述控制电路连接，处于所述挡光状态的所述第二电控光阑阻挡所述第二分光光束照射至所述扫描装置。
[0017]在一些实施例中，所述控制电路包括控制器和计时器；
[0018]所述控制器具有所述回波输入端、计时输入端、所述出光控制输出端、连接到所述激光雷达系统中激光发射装置的发射控制输出端以及距离输出端，所述计时输入端与所述计时器的输出端连接，所述出光控制输出端用于输出与所述预设时间对应的出光控制信号，以驱动所述出光装置发出所述死区光；
[0019]所述计时器的计时使能端连接到所述控制器的出光控制输出端，所述计时器用于在所述出光控制输出端输出所述出光控制信号的时刻开始计时，并向所述控制器输出相应的计时信号；
[0020]所述控制器用于在所述计时信号的值达到预设计时值的时刻，由经所述发射控制输出端输出用于驱动所述激光发射装置发射激光的发射控制信号。
[0021]在一些实施例中，所述接收装置还包括接收光学系统，所述接收光学系统用于将所述死区光或所述回波光信号进行聚光后，发射至所述单光子接收器。
[0022]在一些实施例中，所述的接收装置还包括连接在所述单光子接收器的输出端和所述控制电路的回波输入端之间的放大电路；
[0023]所述放大电路用于将所述回波电信号放大成放大回波电信号后输入至所述控制电路的回波输入端。
[0024]在一些实施例中，所述的接收装置还包括连接在所述单光子接收器的输出端和所述放大电路的输入端之间的微分电路；和/或，
[0025]还包括连接在所述放大电路的输出端和所述控制电路的回波输入端之间的模数转换电路。
[0026]一种激光雷达系统，包括激光发射装置、扫描装置和如上述任意一项所述的接收装置；
[0027]所述激光发射装置用于发射激光；
[0028]所述扫描装置用于将所述激光发射装置发射出的激光偏转后扫描至目标物体，扫描至所述目标物体的所述激光所述目标物体反射后形成所述回波光信号。
[0029]在一些实施例中，所述的激光雷达系统还包括与所述接收装置中的所述控制电路连接的显示装置，所述显示装置用于显示所述距离信号的信息；和/或，
[0030]所述发射装置包括与所述接收装置中的所述控制电路连接的激光驱动器、与所述激光驱动器连接的激光器以及发射光学系统，所述激光驱动器用于向所述激光器输出发射驱动信号，所述激光器在所述发射驱动信号的驱动下发射激光，并经由所述发射光学系统将所述激光发射至所述扫描装置；和/或，
[0031]所述扫描装置包括与所述接收装置中的所述控制电路连接的振镜驱动回路、与所述振镜驱动回路连接的振镜以及反馈电路，所述振镜驱动回路用于向所述振镜输出振镜偏转驱动信号，所述振镜在所述振镜驱动信号的驱动下进行相应的偏转，以将所述激光发射装置发出的所述激光偏转后扫描至所述目标物体，所述反馈电路与所述接收装置中的所述控制电路连接，用于向所述控制电路输出所述振镜的偏转角度反馈信号。
[0032]由上可见，在本申请提供的激光雷达系统及其接收装置中，接收装置包括单光子接收器、控制电路以及与控制电路连接的出光装置，出光装置根据控制电路输出的出光控制信号向单光子接收器发出死区光，以使得单光子接收器在被所述死区光照射后进入死区状态，且所述单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达系统的接收装置，其特征在于，包括单光子接收器(31)、出光装置(32)以及控制电路(33)；所述单光子接收器(31)具有死区状态和非死区状态，所述单光子接收器(31)在接收目标物体(4)反射回的回波光信号前已经处于所述非死区状态，处于所述非死区状态的所述单光子接收器(31)用于接收所述回波光信号，并将所述回波光信号转换成回波电信号输出给所述控制电路(33)的回波输入端(D)；所述出光装置(32)与所述控制电路(33)的出光控制输出端(C)连接，所述出光装置(32)在所述控制电路(33)的出光控制输出端(C)输出相应的出光控制信号的时刻，向所述单光子接收器(31)发出预设时间的死区光，所述单光子接收器(31)被所述死区光照射所述预设时间后处于所述死区状态，所述单光子接收器(31)在死区时间结束后处于所述非死区状态；所述控制电路(33)包括距离输出端(E)，所述距离输出端(E)用于输出与所述回波电信号对应的距离信号。2.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于，所述出光装置(32)包括与所述控制电路(33)连接的发光光源(321)，所述发光光源(321)用于发出所述死区光。3.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于，所述出光装置(32)包括与所述控制电路(33)连接的分光单元(322)；所述分光单元(322)设置在所述激光雷达系统的激光发射装置(1)和所述单光子接收器(31)之间，用于将所述激光发射装置(1)发射出的激光进行分光，并在所述控制电路(33)的出光控制输出端(C)输出相应的出光控制信号时，将第一分光光束发射至所述单光子接收器(31)，以作为所述死区光，以及在所述控制电路(33)的出光控制输出端(C)输出相应的出光控制信号的时间达到预设时间时，将第二分光光束发射至扫描装置(2)。4.根据权利要求3所述的接收装置，其特征在于，所述分光单元(322)包括分光镜(3221)、第一电控光阑(3222)、反射镜(3223)以及激光电控光阑(3224)；所述分光镜(3221)用于将所述激光发射装置(1)发射出的激光进行分光，以发出第一分光光束和第二分光光束，所述第一分光光束经由处于通光状态的第一电控光阑(3222)照射至所述反射镜(3223)的反射面，所述第二分光光束经由处于通光状态的第二电控光阑(3224)照射至所述扫描装置(2)；所述第一电控光阑(3222)设置在所述分光镜(3221)和所述反射镜(3223)之间，且与所述控制电路(33)连接，所述第一电控光阑(3222)的挡光状态或所述通光状态受控于所述控制电路(33)，且所述第一电控光阑(3222)的受控端与所述控制电路(33)连接，处于所述挡光状态的所述第一电控光阑(3222)阻挡所述第一分光光束照射至所述反射镜(3223)；所述反射镜(3223)用于将接收的所述第一分光光束进行反射，以形成所述死区光；所述第二电控光阑(3224)设置在所述分光镜(3221)和扫描装置(2)之间，且与所述控制电路(33)连接，所述第二电控光阑(3224)的挡光状态或所述通光状态受控于所述控制电路(33)，且所述第二电控光阑(3224)的受控端与所述控制电路(33)连接，处于所述挡光状态的所述第二电控光阑(3224)阻挡所述第二分光光束照射至所述扫描装置(2)。5.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于，所述控制电路(33)包括控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜双伟，范英豪，陈烨伟，徐丹慧，
申请(专利权)人：睿创微纳无锡技术有限公司，
类型：新型
国别省市：