一种激光雷达系统技术方案

本发明专利技术提供了一种激光雷达系统，其中，该激光雷达系统包括：偏振检测系统、发射装置、信号过滤装置和接收装置；发射装置用于向空气发射第一光束；偏振检测系统用于检测目标偏振光对应的偏振光特征，目标偏振光表示空气所散射的光；信号过滤装置设置在接收装置的入光侧，信号过滤装置能够基于偏振检测系统检测的偏振光特征，将第一光束经空气散射的当前偏振光过滤，并向接收装置投射过滤后的第一光束；当前偏振光表示与偏振光特征对应的偏振光。通过本发明专利技术实施例提供的激光雷达系统，计算复杂度低、处理速度快、准确率高，并且，其成本相比于使用图像处理方法的激光雷达系统也更低，更加符合市场需求。符合市场需求。符合市场需求。

【技术实现步骤摘要】
一种激光雷达系统


[0001]本专利技术涉及激光雷达
，具体而言，涉及一种激光雷达系统。

技术介绍

[0002]激光雷达在智能机器人，全自动驾驶，无人机等众多应用领域表现出极大的市场潜力。然而在恶劣天气(如雾霾)或恶劣应用环境(如火灾现场)中，在受到空气中微粒的散射作用的影响下，激光雷达的回波信号会产生较大的噪声或者错误信号，容易导致误码率提升、错误重构环境位置信息的结果，进而降低激光雷达的性能。
[0003]现有的激光雷达系统主要采用图像处理的方法(如卡尔曼滤波算法或卷积神经网络算法)，从算法层面判断环境中微粒的散射信号，从而消除其影响，以实现去雾的目的。但是，图像处理的方法计算复杂度高、处理速度慢、成本也高；随着激光雷达的发展，这种结合图像处理的激光雷达很难满足市场需求。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术实施例的目的在于提供一种激光雷达系统。
[0005]本专利技术实施例提供了一种激光雷达系统，包括：偏振检测系统、发射装置、信号过滤装置和接收装置；所述发射装置用于向空气发射第一光束；所述偏振检测系统用于检测所述目标偏振光对应的偏振光特征，所述目标偏振光表示空气所散射的光；所述信号过滤装置设置在所述接收装置的入光侧，所述信号过滤装置能够基于所述偏振检测系统检测的所述偏振光特征，将所述第一光束经所述空气散射的当前偏振光过滤，并向所述接收装置投射过滤后的第一光束；所述当前偏振光表示与所述偏振光特征对应的偏振光。
[0006]可选地，偏振检测系统包括：光源模组、收集装置和偏振检测器件；所述收集装置设置在所述光源模组的出光侧，所述偏振检测器件设置在所述收集装置远离所述光源模组的一侧；所述收集装置用于收集所述空气；所述光源模组用于向所述收集装置发射第二光束；所述第二光束经所述收集装置中的空气散射为目标偏振光，并射向所述偏振检测器件；所述偏振检测器件用于检测所述目标偏振光对应的偏振光特征，所述偏振光特征表示所述目标偏振光的不同偏振态对应的光强。
[0007]可选地，偏振检测器件包括：偏振探测超表面和像素单元；所述偏振探测超表面用于将所述目标偏振光分散为多个子光束，每个所述子光束对应所述目标偏振光中的一种偏振态；所述像素单元设置在所述偏振探测超表面的出光侧，用于接收多个所述子光束，并确定每个所述子光束的光强。
[0008]可选地，偏振探测超表面包括：第一超表面和第二超表面；所述像素单元包括：第一像素、第二像素、第三像素和第四像素；所述第一超表面用于将所述目标偏振光调制为x方向的偏振态对应的子光束以及y方向的偏振态对应的子光束，并将两种子光束分别射向所述第一像素和所述第二像素；所述第二超表面用于将所述目标偏振光调制为正45度方向的偏振态对应的子光束以及负45度方向的偏振态对应的子光束，并将两种子光束分别射向
所述第三像素和所述第四像素。
[0009]可选地，偏振探测超表面还包括：第三超表面；所述像素单元还包括：第五像素和第六像素；所述第三超表面用于将所述目标偏振光调制为左旋光的偏振态对应的子光束以及右旋光的偏振态对应的子光束，并将两种子光束分别射向所述第五像素和所述第六像素。
[0010]可选地，偏振探测超表面的工作波段为近红外波段。
[0011]可选地，偏振检测器件包括：偏振相机。
[0012]可选地，光源模组包括第一光源；所述第一光源包括光纤激光器、边发射激光阵列、垂直腔面发射激光阵列或者发光二极管。
[0013]可选地，光源模组包括：机械旋转装置和在所述机械旋转装置上固定设置的第二光源。
[0014]可选地，光源模组包括：第三光源和设置在所述第三光源出光侧的偏转角旋转装置。
[0015]可选地，信号过滤装置中的滤波片包括：检偏器、检偏器与1/4波片的组合、超表面偏振片或者能够过滤偏振光的多功能超表面中的一种。
[0016]可选地，该激光雷达系统还包括：处理装置；所述处理装置分别与所述偏振检测系统和所述信号过滤装置相连，用于根据所述偏振检测系统所检测的所述偏振光特征，指示所述信号过滤装置将所述第一光束经所述空气散射的当前偏振光过滤。
[0017]可选地，发射装置出射的所述第一光束与所述偏振检测系统中的所述第二光束相同。
[0018]本专利技术实施例上述提供的方案中，在需要去除空气中雾霾颗粒的散射所带来的回波信号误差的情况下，区别于传统的图像处理的方法，在该激光雷达系统中设置偏振检测系统，利用该偏振检测系统检测出空气所散射的光对应的偏振光特征，使得该激光雷达系统中的信号过滤装置能够将射入其中且具有该偏振光特征的当前偏振光过滤，进而使接收装置能够接收到更准确的回波信号。该激光雷达系统计算复杂度低、处理速度快、准确率高，并且，其成本相比于使用图像处理方法的激光雷达系统也更低，更加符合市场需求。
[0019]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利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专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1示出了本专利技术实施例所提供的一种激光雷达系统的示意图；
[0022]图2示出了本专利技术实施例所提供的激光雷达系统中，偏振检测系统的示意图；
[0023]图3示出了本专利技术实施例所提供的激光雷达系统中，偏振检测器件的示意图；
[0024]图4示出了本专利技术实施例所提供的激光雷达系统中，包括第一超表面和第二超表面的偏振检测器件的示意图；
[0025]图5示出了本专利技术实施例所提供的激光雷达系统中，包括第一超表面、第二超表面和第三超表面的偏振检测器件的示意图；
[0026]图6示出了本专利技术实施例所提供的激光雷达系统中，第一种光源模组的示意图；
[0027]图7示出了本专利技术实施例所提供的激光雷达系统中，第二种光源模组的示意图；
[0028]图8示出了本专利技术实施例所提供的激光雷达系统中，第三种光源模组的示意图；
[0029]图9示出了本专利技术实施例所提供的激光雷达系统中，包括处理装置的示意图。
[0030]图标：
[0031]1‑
偏振检测系统、2
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发射装置、3
‑
信号过滤装置、4
‑
接收装置、5
‑
处理装置、11
‑
光源模组、12
‑
收集装置、13
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偏振检测器件、131
‑
偏振探测超表面、132
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像素单元、131a
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第一超表面、131b
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第二超表面、131c
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第三超表面、132a
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【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，包括：偏振检测系统(1)、发射装置(2)、信号过滤装置(3)和接收装置(4)；所述发射装置(2)用于向空气发射第一光束；所述偏振检测系统(1)用于检测目标偏振光对应的偏振光特征，所述目标偏振光表示空气所散射的光；所述信号过滤装置(3)设置在所述接收装置(4)的入光侧，所述信号过滤装置(3)能够基于所述偏振检测系统(1)检测的所述偏振光特征，将所述第一光束经空气散射的当前偏振光过滤，并向所述接收装置(4)投射过滤后的第一光束；所述当前偏振光表示与所述偏振光特征对应的偏振光。2.根据权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，所述偏振检测系统(1)包括：光源模组(11)、收集装置(12)和偏振检测器件(13)；所述收集装置(12)设置在所述光源模组(11)的出光侧，所述偏振检测器件(13)设置在所述收集装置(12)远离所述光源模组(11)的一侧；所述收集装置(12)用于收集空气；所述光源模组(11)用于向所述收集装置(12)发射第二光束；所述第二光束经所述收集装置(12)中的空气散射为目标偏振光，并射向所述偏振检测器件(13)；所述偏振检测器件(13)用于检测所述目标偏振光对应的偏振光特征，所述偏振光特征表示所述目标偏振光的不同偏振态对应的光强。3.根据权利要求2所述的激光雷达系统，其特征在于，所述偏振检测器件(13)包括：偏振探测超表面(131)和像素单元(132)；所述偏振探测超表面(131)用于将所述目标偏振光分散为多个子光束，每个所述子光束对应所述目标偏振光中的一种偏振态；所述像素单元(132)设置在所述偏振探测超表面(131)的出光侧，用于接收多个所述子光束，并确定每个所述子光束的光强。4.根据权利要求3所述的激光雷达系统，其特征在于，所述偏振探测超表面(131)包括：第一超表面(131a)和第二超表面(131b)；所述像素单元(132)包括：第一像素(132a)、第二像素(132b)、第三像素(132c)和第四像素(132d)；所述第一超表面(131a)用于将所述目标偏振光调制为x方向的偏振态对应的子光束以及y方向的偏振态对应的子光束，并将两种子光束分别射向所述第一像素(132a)和所述第二像素(132b)；所述第二超表面(...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱瑞，郝成龙，谭凤泽，朱健，
申请(专利权)人：深圳迈塔兰斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：