多线激光雷达制造技术

本发明专利技术涉及一种多线激光雷达，包括：激光发射阵列，用于发射多路激光；激光接收阵列，用于接收由目标物体反射的多路激光回波；回波采样装置，用于采用时分复用方式对所述多路激光回波进行采样并输出采样数据流；控制系统，分别与所述激光发射阵列、所述激光接收阵列以及所述回波采样装置连接；所述控制系统用于对所述激光发射阵列和所述激光接收阵列的工作进行控制，并根据所述采样数据流确定测量数据；以及输出装置，用于输出所述测量数据。上述多线激光雷达，回波采样装置通过时分复用方式进行采样后通过控制系统进行实时处理，有利于提高测量过程的实时性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种多线激光雷达，包括：激光发射阵列，用于发射多路激光；激光接收阵列，用于接收由目标物体反射的多路激光回波；回波采样装置，用于采用时分复用方式对所述多路激光回波进行采样并输出采样数据流；控制系统，分别与所述激光发射阵列、所述激光接收阵列以及所述回波采样装置连接；所述控制系统用于对所述激光发射阵列和所述激光接收阵列的工作进行控制，并根据所述采样数据流确定测量数据；以及输出装置，用于输出所述测量数据。上述多线激光雷达，回波采样装置通过时分复用方式进行采样后通过控制系统进行实时处理，有利于提高测量过程的实时性。【专利说明】多线激光雷达
本专利技术涉及激光探测
，特别是涉及一种多线激光雷达。
技术介绍
“雷达”是一种利用电磁波探测目标的位置的电子装置，主要用于探测目标的距离、速度、角位置等运动参数。雷达包括超声波雷达、微波雷达以及激光雷达。激光雷达是利用激光光波来完成探测任务。传统的激光雷达多应用于定点测量。当多线测量时测量速度达不到要求，无法满足实时性要求。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种实时性较高的多线激光雷达。—种多线激光雷达，包括:激光发射阵列，用于发射多路激光;激光接收阵列，用于接收由目标物体反射的多路激光回波；回波采样装置，用于采用时分复用方式对所述多路激光回波进行采样并输出采样数据流;控制系统，分别与所述激光发射阵列、所述激光接收阵列以及所述回波采样装置连接;所述控制系统用于对所述激光发射阵列和所述激光接收阵列的工作进行控制，并根据所述采样数据流确定测量数据；以及输出装置，用于输出所述测量数据。在其中一个实施例中，所述回波采样装置为模数转换回波采样装置;所述控制系统包括波形筛选系统以及时分复用数字信号处理阵列;所述波形筛选系统用于从所述采样数据流中筛选出满足预设波形条件的回波并将筛选结果输出给所述时分复用数字信号处理阵列;所述时分复用数字信号处理阵列用于根据所述筛选结果处理得的时间间隔信息并根据所述时间间隔信息确定出目标物体的距离信息。在其中一个实施例中，所述回波采样装置的采样频率为每秒千兆次采样级的采样频率。在其中一个实施例中，所述控制系统还包括依次连接的接收功率评估系统、自动功率控制系统和激光发射控制系统;所述接收功率评估系统用于根据所述波形筛选系统的筛选结果计算回波的功率值;所述自动功率控制系统用于根据所述功率值计算得到功率补偿值;所述激光发射控制系统用于根据所述功率补偿值对所述激光发射阵列的发射功率进行控制。在其中一个实施例中，还包括:发射准直光学系统，设置在所述激光发射阵列的出射光侧，用于对所述激光发射阵列发射的多路激光进行准直；以及激光接收聚焦系统，设置在所述激光接收阵列的入射光侧，用于对由目标物体反射的各路激光回波进行聚焦。在其中一个实施例中，所述多线激光雷达包括固定部、旋转部以及旋转机构;所述固定部和所述旋转部之间通过旋转机构连接;所述激光发射阵列、所述发射准直光学系统、所述激光接收聚焦系统、所述激光接收阵列、所述回波采样装置均固定设置在所述旋转部；所述控制系统包括FPGA主控系统和FPGA数据集成系统;所述FPGA主控系统设置在所述旋转部;所述FPGA数据集成系统设置在所述固定部;所述输出装置设置在所述固定部，且与所述FPGA数据集成系统连接;所述固定部还设置有旋转角测量系统;所述旋转角度测量系统与所述FPGA数据集成系统连接，用于测量旋转部的旋转角度信息；所述FPGA主控系统用于根据所述采样数据流确定测量数据并输出给所述FPGA数据集成系统;所述FPGA数据集成系统用于接收所述旋转角度信息以及所述测量数据，并生成带角度的测量数据后输出给所述输出装置。在其中一个实施例中，所述旋转结构上设置有无线通信系统，用于实现所述FPGA主控系统和所述FPGA数据集成系统之间的通信连接。在其中一个实施例中，所述旋转部还包括支架;所述激光发射阵列和所述激光接收阵列分别固定在所述支架的两侧且由所述支架分隔开来。在其中一个实施例中，还包括设置在所述旋转部的发射光路系统和接收光路系统;所述发射光路系统设置在所述激光发射阵列和所述发射准直光学系统之间；所述发射光路系统用于控制所述多路激光沿平行于所述激光发射阵列的出射光的方向射出；所述接收光路系统设置在所述激光接收阵列和所述激光接收聚焦系统之间;所述接收光路系统用于控制所述多路激光回波沿所述激光回波的入射方向输出至所述激光接收阵列。在其中一个实施例中，所述发射准直光学系统包括准直发射镜头;所述激光接收聚焦系统包括聚焦接收镜头;所述准直发射镜头和所述聚焦接收镜头均固定在弧形曲面上。上述多线激光雷达，激光发射阵列可以同时发出多路激光，激光接收阵列用于接收由目标物体反射回来的多路激光回波。回波采样装置通过时分复用方式对激光接收阵列接收到的多路激光回波进行采样，并输出采样数据流以供控制系统确定出测量数据后通过输出装置输出。上述多线激光雷达，回波采样装置通过时分复用方式进行采样后通过控制系统进行实时处理，有利于提高测量过程的实时性。【附图说明】图1为一实施例中的多线激光雷达的结构框图；图2为图1中的控制系统的结构框图；图3为另一实施例中的多线激光雷达的结构框图；图4为一实施例中的多线激光雷达的具体结构示意图；图5为图4的俯视图；图6为图4中的多线激光雷达的发射光路和接收光路的示意图；图7为图4中的发射准直光学系统的结构示意图；图8为图4中的激光接收聚焦系统的结构示意图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1为一实施例中的多线激光雷达的结构框图。该多线激光雷达包括激光发射阵列110、激光接收阵列120、回波采样装置130、控制系统140以及输出装置150。激光发射阵列110用于发射多路激光。其中，激光发射阵列110发射的激光为脉冲激光。激光发射阵列110包括多个阵列排布的激光发射器。激光接收阵列120则用于接收由目标物体反射来的多路脉冲激光。激光接收阵列120同样包括多个阵列排布的激光接收器。激光接收器的数量与激光发射器的数量相同。在其他的实施例中，激光发射阵列110和激光接收阵列120的排列方式可以根据实际需要进行设定。回波采样装置130与激光接收阵列120连接。回波采样装置130用于采用时分复用方式对激光接收阵列120接收到的激光回波进行采样，并生成采样数据流后输出。通过时分复用方式进行多路激光回波的采样，可以有效提高采样效率，且有利于提高测量过程的实时性。回波采样装置130的采样频率为GSPS(Gigabit Samples Per Second，即每秒千兆次采样)级，从而使得得到的采样数据流为GSPS级数据流(也可以称之为高速采样数据流)。在本实施例中，回波采集装置130为ADC采样装置(模数转换采样装置)，其采集到的数据流为600000次回波信号每秒的高速数据流。该数据流为8bit ADC量化后的数据流。控制系统140分别与激光发射阵列110、激光接收阵列120以及回波采样装置130连接。控制系统140用于对激光发射阵列110、激光接收阵列120以及回波采样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多线激光雷达，其特征在于，包括：激光发射阵列，用于发射多路激光；激光接收阵列，用于接收由目标物体反射的多路激光回波；回波采样装置，用于采用时分复用方式对所述多路激光回波进行采样并输出采样数据流；控制系统，分别与所述激光发射阵列、所述激光接收阵列以及所述回波采样装置连接；所述控制系统用于对所述激光发射阵列和所述激光接收阵列的工作进行控制，并根据所述采样数据流确定测量数据；以及输出装置，用于输出所述测量数据。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邱纯鑫，刘乐天，
申请(专利权)人：深圳市速腾聚创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44