激光雷达系统、智能设备及激光雷达探测方法技术方案

本发明专利技术实施例涉及激光雷达技术领域，公开了一种激光雷达系统，该激光雷达系统包括：激光器，用于发射连续波激光；克尔光频梳模块，用于根据所述连续波激光生成克尔光频梳；信号发生器，用于产生第一线性调频电信号；调制模块，用于将所述第一线性调频电信号加载至所述克尔光频梳中每一个波长的激光的包络上，形成所述激光雷达系统探测用的调幅光波。通过上述方式，本发明专利技术实施例提高了激光雷达系统探测的准确度。确度。确度。

【技术实现步骤摘要】
激光雷达系统、智能设备及激光雷达探测方法


[0001]本专利技术实施例涉及激光雷达
，具体涉及一种激光雷达系统、智能设备及激光雷达探测方法。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展，激光雷达在自动驾驶、智能机器人导航和无人机等智能装备领域使用广泛。激光雷达是以发射激光光束来探测目标物体的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是先向目标物体发射探测激光束，然后将接收到的从目标物体反射回来的反射信号与发射信号进行比较，进行处理后，获得目标物体的有关信息。
[0003]本申请的专利技术人在实施本专利技术实施例的过程中发现，现有的激光雷达系统在使用线性调频连续波进行探测目标的距离和速度的探测时，通过改变激光器的注入电流改变来改变激光器输出光频率的方式具有明显的非线性，从而降低了激光探测的准确度。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本专利技术实施例提供了一种激光雷达系统、智能设备及激光雷达探测方法，用于解决现有技术中存在的激光雷达系统探测的准确度低的技术问题。
[0005]根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种激光雷达系统，所述方法包括：
[0006]激光器，用于发射连续波激光；
[0007]克尔光频梳模块，用于根据所述连续波激光生成克尔光频梳；
[0008]信号发生器，用于产生第一线性调频电信号；
[0009]调制模块，用于将所述第一线性调频电信号加载至所述克尔光频梳中每一个波长的激光的包络上，形成所述激光雷达系统探测用的调幅光波。
[0010]在一种可选的方式中，所述克尔光频梳模块包括克尔谐振腔，所述克尔谐振腔将在谐振频率上的连续波激光转化为克尔光频梳，所述克尔光频梳包括多个频率等间距分布的多波长激光。
[0011]在一种可选的方式中，所述克尔光频梳模块为芯片上在氮化铝薄膜中制作的微环或微盘，所述调制器集成在所述氮化铝薄膜中。
[0012]在一种可选的方式中，所述克尔光频梳模块与所述调制器均设置于所述芯片上。
[0013]在一种可选的方式中，所述信号发生器，用于产生线性调频电信号，并分束为所述第一线性调频电信号及本振电信号；所述激光雷达系统还包括：光学组件，用于将所述调幅光波发射至空间中，并接收返回的反射光；探测模块，用于接收所述反射光，并提取所述反射光的反射电信号；处理模块，用于接收所述信号发生器发送的本振电信号，并根据所述本振电信号及所述反射电信号计算空间中各目标的距离和/或径向速度。
[0014]在一种可选的方式中，所述光学组件包括扫描器及色散元件；所述扫描器，用于改变所述调幅光波的出射方向；所述色散元件，用于接收经所述扫描器改变出射方向后的所述调幅光波，并将所述调幅光波在空间中同时发射到不同方向。
[0015]在一种可选的方式中，所述克尔光频梳模块与所述调制器之间还设置有可调滤波器，或者所述调制模块与所述光学组件之间还设置有可调滤波器；所述光学组件为准直器及色散元件；所述可调滤波器，用于调节所述克尔光频梳中每一个波长的激光的频率；所述色散元件，用于将所述调幅光波散射到空间中进行空间扫描。
[0016]在一种可选的方式中，所述激光雷达系统还包括环形器；所述环形器的第一端口，用于接收所述调制器发送的调幅光波；所述环形器的第二端口，用于将所述调幅光波发送至所述光学组件，以及接收所述光学组件返回的反射光；所述环形器的第三端口，用于将所述反射光发送至所述探测模块。
[0017]在一种可选的方式中，所述探测模块包括多个探测器，所述处理模块包括多个电混频器、滤波器及计算模块；每个所述探测器分别与对应的电混频器连接，每个电混频器分别与对应的滤波器连接；所述探测器，用于接收对应波长的反射光，并提取对应的反射电信号；所述电混频器，用于根据接收到的对应的所述探测器发送的反射电信号以及所述本振电信号，生成差频电信号与和频电信号；所述滤波器，用于接收对应的所述电混频器发送的所述差频电信号与所述和频电信号并滤除所述和频电信号，得到所述差频电信号；所述计算模块，用于根据所述差频电信号确定计算空间中各目标的距离和/或径向速度。
[0018]根据本专利技术实施例的另一方面，提供了一种智能设备，智能设备包括所述的激光雷达系统。
[0019]根据本专利技术实施例的另一方面，提供了一种激光雷达的探测方法，
[0020]应用于激光雷达系统中，所述方法包括：
[0021]发射连续波激光；
[0022]根据所述连续波激光生成克尔光频梳；
[0023]产生第一线性调频电信号；
[0024]将所述第一线性调频电信号加载至所述克尔光频梳中每一个波长的激光的包络上，形成所述激光雷达系统探测用的调幅光波。
[0025]在一种可选的方式中，所述产生第一线性调频电信号，包括：产生线性调频电信号，并分束为所述第一线性调频电信号及本振电信号；所述方法还包括：将所述调幅光波发射至空间中，并接收返回的反射光；提取所述反射光的反射电信号；根据所述本振电信号及所述反射电信号计算空间中各目标的距离和/或径向速度。
[0026]本专利技术实施例的激光雷达系统通过激光器发射连续波激光，克尔光频梳模块根据所述连续波激光生成克尔光频梳，信号发生器产生第一线性调频电信号；调制模块将所述第一线性调频电信号加载至所述克尔光频梳中每一个波长的激光的包络上，形成所述激光雷达系统探测用的调幅光波，能够有效克服通过改变激光器电流来生成激光造成的调频非线性从而导致探测准确度低的问题，提高了探测准确度。
[0027]进一步地，通过克尔光频梳与色散元件、可调滤波器或扫描器结合，使得能够有效利用波分复用，实现高效、快速的探测。
[0028]进一步地，通过将克尔光频梳模块设计为芯片上氮化铝薄膜的微环或微盘，所述调制器集成在所述氮化铝薄膜中，使得有效降低了激光雷达的体积及复杂度。
[0029]上述说明仅是本专利技术实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术实施例的上述和其它目
的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0030]附图仅用于示出实施方式，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0031]图1示出了本专利技术实施例提供的激光雷达系统的结构示意图；
[0032]图2示出了本专利技术实施例提供的激光雷达系统的结构示意图；
[0033]图3示出了本专利技术另一实施例提供的激光雷达系统的结构示意图；
[0034]图4示出了本专利技术实施例提供的激光雷达系统中克尔光频梳模块及调制器的结构示意图；
[0035]图5示出了本专利技术又一实施例提供的激光雷达系统的结构示意图；
[0036]图6示出了本专利技术另一实施例提供的激光雷达系统的结构示意图；
[0037]图7示出了本专利技术实施例提供的激光雷达的探测方法的流程示意图。
具体实施方式...

【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，所述激光雷达系统包括：激光器，用于发射连续波激光；克尔光频梳模块，用于根据所述连续波激光生成克尔光频梳；信号发生器，用于产生第一线性调频电信号；调制模块，用于将所述第一线性调频电信号加载至所述克尔光频梳中每一个波长的激光的包络上，形成所述激光雷达系统探测用的调幅光波。2.根据权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，所述克尔光频梳模块包括克尔谐振腔，所述克尔谐振腔将在谐振频率上的连续波激光转化为克尔光频梳，所述克尔光频梳包括多个频率等间距分布的多波长激光。3.根据权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，所述克尔光频梳模块为芯片上在氮化铝薄膜中制作的微环或微盘。4.根据权利要求3所述的激光雷达系统，其特征在于，所述克尔光频梳模块与所述调制模块设置于所述芯片上，所述调制模块集成在所述氮化铝薄膜中。5.根据权利要求1
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4任一项所述的激光雷达系统，其特征在于，所述信号发生器，用于产生线性调频电信号，并分束为所述第一线性调频电信号及本振电信号；所述激光雷达系统还包括：光学组件，用于将所述调幅光波发射至空间中，并接收返回的反射光；探测模块，用于接收所述反射光，并提取所述反射光的反射电信号；处理模块，用于接收所述信号发生器发送的本振电信号，并根据所述本振电信号及所述反射电信号计算空间中各目标的距离和/或径向速度。6.根据权利要求5所述的激光雷达系统，其特征在于，所述光学组件包括扫描器及色散元件；所述扫描器，用于改变所述调幅光波的出射方向；所述色散元件，用于接收经所述扫描器改变出射方向后的所述调幅光波，并将所述调幅光波在空间中同时发射到不同方向。7.根据权利要求5所述的激光雷达系统，其特征在于，所述克尔光频梳模块与所述调制模块之间还设置有可调滤波器，或者所述调制模块与所述光学组件之间还设置有可调滤波器；所述光学组件为准直器及色散元件；所述可调滤波...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛犇，汪敬，颜世佳，
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：