CN107153199A - 激光雷达及激光雷达控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例中公开了一种激光雷达和激光雷达控制方法，所述激光雷达包括两组或两组以上的接收端准直单元，所述不同组的接收端准直单元的透光面积不同。本发明实施例还公开了一种激光雷达和激光雷达控制方法，所述激光雷达包括两组或两组以上的接收端准直单元，所述不同组的接收端准直单元的透光面积相同，所述不同组的接收端准直单元对应不同组的接收单元。本发明实施例能同时满足激光雷达高量程和低量程需求，且成本低、体积小。

Description

激光雷达及激光雷达控制方法

技术领域

本发明涉及检测领域，特别涉及一种激光雷达及激光雷达控制方法。

背景技术

激光雷达是以发射激光光束来探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是先向目标发射探测激光光束，然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，例如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。

在激光雷达的应用中，可能对不同方位角上有不同的量程要求，例如安装在汽车上的激光雷达。图1所示为安装在汽车上的激光雷达的量程需求的示意图。汽车正前方的障碍物对汽车的行驶影响最大，因此要求较高的量程；汽车侧面的障碍物对汽车行驶的影响较小，量程需求也较小。

如果上述激光雷达在设计时量程满足最高要求，则成本较高，体积也可能较大；如果按照量程最低要求设计，则无法满足高量程需求，会降低使用感受，甚至会降低相关应用，例如汽车的安全性能；如果按照中间要求设计，则既可能造成浪费，又无法满足需求。

可见，现有技术中还没有一种可以同时满足高量程和低量程需求，且成本较低、提交较小的激光雷达。

发明内容

本发明实施例中提供了一种激光雷达及激光雷达控制方法，能同时满足激光雷达高量程和低量程需求。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

一方面，提供了一种激光雷达，包括两组或两组以上的接收端准直单元，所述不同组的接收端准直单元的透光面积不同。

可选的，所述接收端准直单元为接收端准直透镜；

所述不同组的接收端准直单元的透光面积不同，包括：

所述不同组的接收端准直透镜的直径不同。

可选的，所述不同组的接收端准直单元对应不同组的接收单元。

可选的，若所述第一组接收端准直透镜的直径积大于第二组接收端准直透镜的直径，则：

所述第一组接收端准直透镜对应的第一组接收单元的光敏面的面积大于所述第二组接收端准直透镜对应的第二组接收单元的光敏面的面积。

第二方面，提供了一种激光雷达，包括两组或两组以上的接收端准直单元，所述不同组的接收端准直单元的透光面积相同，所述不同组的接收端准直单元对应不同组的接收单元。

可选的，所述第一组接收端准直透镜对应的第一组接收单元的光敏面的面积大于所述第二组接收端准直透镜对应的第二组接收单元的光敏面的面积。

第三方面，提供了一种激光雷达控制方法，所述方法包括：

所述激光雷达的接收端准直单元接收反射激光；

其中，所述激光雷达包括两组或两组以上的接收端准直单元，所述不同组的接收端准直单元的透光面积不同。

可选的，所述接收端准直单元为接收端准直透镜；

所述不同组的接收端准直单元的透光面积不同，包括：

所述不同组的接收端准直透镜的直径不同。

可选的，若所述第一组接收端准直透镜的直径积大于第二组接收端准直透镜的直径，则：

所述第一组接收端准直透镜对应的第一组接收单元的光敏面的面积大于所述第二组接收端准直透镜对应的第二组接收单元的光敏面的面积。

第四方面，提供了一种激光雷达控制方法，所述方法包括：

激光雷达包括两组或两组以上的接收端准直单元，所述不同组的接收端准直单元的透光面积相同，所述不同组的接收端准直单元对应不同组的接收单元；

其中，所述第一组接收单元的光敏面的面积大于所述第二组接收单元的光敏面的面积。

本发明的实施例中公开了一种激光雷达，包括两组或两组以上的接收端准直单元，不同组的接收端准直单元的透光面积不同。由于激光雷达的回波信号的信噪比是随着检测距离的增加而减小的，测量量程越远回波信号的信噪比越小，采用透光面积较大的接收端准直单元，可以提高回波信号的信噪比，相当于提高了激光雷达的量程。此外，采用两组或两组以上的接收端准直单元，对于高量程，采用大透光面积的接收端准直单元，对于低量程，采用较小透光面积的接收端准直单元，透光面积小，成本较低，体积也较小，因此本发明实施例的激光雷达即可以满足激光雷达高量程和低量程的需求，又可以降低激光雷达的成本和体积。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1所示为现有技术中安装在汽车上的激光雷达的量程需求的示意图；

图2所示为本发明实施例的激光雷达的示意图；

图3所示为本发明实施例的激光雷达的示意图。

具体实施方式

本发明如下实施例提供了一种激光雷达及激光雷达控制方法，能同时满足激光雷达的高量程和低量程需求。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2所示为本发明实施例的激光雷达的示意图，如图2所示，所述激光雷达包括两组或两组以上的接收端准直单元，所述不同组的接收端准直单元的透光面积不同。

图2所示为两组接收端准直单元的示意图，如图2所示，激光雷达包括第一组接收端准直单元210以及第二组接收端准直单元220。

本发明的实施例中，每一组接收端准直单元可以是多个接收端准直透镜，或多个接收端准直透镜组，或可以是单个接收端准直透镜。

图2所示的实施例中，第一组接收端准直单元210包括一个接收端准直透镜，第二组接收端准直透镜单元220包括四个接收端准直透镜。

本发明实施例中，激光雷达中的接收端准直透镜通常为凸透镜。

下面详细解释激光雷达的接收端准直单元的透光面积与激光雷达量程之间的关系。

激光雷达发射出射激光，出射激光被被测物体反射后被激光雷达接收，激光雷达接收的信号可以称为回波信号。激光雷达在某个距离上的回波信号的信噪比超过检测阈值，则认为激光雷达的测量量程可以达到该距离。激光雷达的回波信号的信噪比是随着检测距离的增加而减小的，测量量程越远，信噪比越小。

激光雷达的回波信号的信噪比与发射光路、接收光路、发射电路、接收电路均有关系，在激光雷达的电路相对固定的情况下，激光雷达的接收光路对激光雷达的回波信号的信噪比影响最大。

在接收端，对于高量程使用透光面积较大的准直单元，即使用直径较大的准直透镜，可以接收到更多的光能量，从而获取较高的信噪比，实现对较远距离的探测。

本发明的实施例中公开了一种激光雷达，包括两组或两组以上的接收端准直单元，不同组的接收端准直单元的透光面积不同。由于激光雷达的回波信号的信噪比是随着检测距离的增加而减小的，测量量程越远回波信号的信噪比越小，采用透光面积较大的接收端准直单元，可以提高回波信号的信噪比，相当于提高了激光雷达的量程。此外，采用两组或两组以上的接收端准直单元，对于高量程，采用大透光面积的接收端准直单元，对于低量程，采用较小透光面积的接收端准直单元，透光面积小，成本较低，体积也较小，因此本发明实施例的激光雷达即可以满足激光雷达高量程和低量程的需求，又可以降低激光雷达的成本和体积。

本发明实施例中，所述不同组的接收端准直单元对应不同组的接收单元。

本发明实施例中，所述接收单元为雪崩二极管。

本发明其他实施例中，接收单元或可以是其他体积小、成本低、敏感度高的功能模块。

本发明实施例中，若所述第一组接收端准直透镜的直径积大于第二组接收端准直透镜的直径，则：

所述第一组接收端准直透镜对应的第一组接收单元的光敏面的面积大于所述第二组接收端准直透镜对应的第二组接收单元的光敏面的面积。

包括接收单元的接收端电路用于对回波信号的接收和放大，接收端电路中的接收单元的光敏面的面积直接影响了回波信号的信噪比幅度。光敏面积越大，信噪比幅度越大，可以测量的量程就越大，因此本发明实施例中，激光雷达的大量程测量时采用大光敏面积的接收单元。

此外，由于接收单元的光敏面积与成本、体积成正比，因此较低量程采用光面面积较小的接收单元可以降低成本，减小体积。

图3所示为本发明实施例的激光雷达的示意图，如图3所示，接收端准直透镜311用于大量程测量，对应的接收单元为312。接收端准直透镜321用于小量程测量，对应的接收单元为322。

接收端准直透镜311的直径大于接收端准直头奖321的直径，接收单元312的光敏面的面积也大于接收单元322的光敏面的面积。

本发明实施例的激光雷达，能同时满足激光雷达的高量程和低量程需求，且成本较低、体积较小。

和上述激光雷达相对应，本发明实施例还提供了一种激光雷达控制方法，所述方法包括：

所述激光雷达的接收端准直单元接收反射激光；

其中，所述激光雷达包括两组或两组以上的接收端准直单元，所述不同组的接收端准直单元的透光面积不同。

本发明实施例中，所述接收端准直单元为接收端准直透镜，所述不同组的接收端准直单元的透光面积不同，包括：

所述不同组的接收端准直透镜的直径不同。

本发明实施例中，若所述第一组接收端准直透镜的直径积大于第二组接收端准直透镜的直径，则：

所述第一组接收端准直透镜对应的第一组接收单元的光敏面的面积大于所述第二组接收端准直透镜对应的第二组接收单元的光敏面的面积。

本发明实施例的激光雷达能同时满足激光雷达的高量程和低量程需求，且成本较低、体积较小。

本发明实施例还提供了一种激光雷达，所述激光雷达包括：

两组或两组以上的接收端准直单元，所述不同组的接收端准直单元的透光面积相同，所述不同组的接收端准直单元对应不同组的接收单元。

本实施例中，所述第一组接收端准直透镜对应的第一组接收单元的光敏面的面积大于所述第二组接收端准直透镜对应的第二组接收单元的光敏面的面积。

本实施例中，激光雷达包括两组或两组以上的接收端准直单元，不同组的接收端准直单元的透光面积相同，但是不同组的接收端准直单元对应的接收端元的光敏面积不同。大量程对应较大的光敏面积的接收单元，小量程使用小光敏面积的接收单元。

如上述实施例所述，激光雷达的回波信号的信噪比与发射光路、接收光路、发射电路、接收电路均有关系，因此改变接收单元光敏面积，即可以满足激光雷达大量程和较小量程的需求，又可以节约成本，减小体积。

和上述激光雷达相对应，本发明实施例还提供了一种激光雷达控制方法，所述方法包括：

激光雷达包括两组或两组以上的接收端准直单元，所述不同组的接收端准直单元的透光面积相同，所述不同组的接收端准直单元对应不同组的接收单元；

其中，所述第一组接收单元的光敏面的面积大于所述第二组接收单元的光敏面的面积。

本发明实施例的激光雷达能同时满足激光雷达的高量程和低量程需求，且成本较低、体积较小。

本发明的实施例中公开了一种激光雷达，包括两组或两组以上的接收端准直单元，不同组的接收端准直单元的透光面积不同。由于激光雷达的回波信号的信噪比是随着检测距离的增加而减小的，测量量程越远回波信号的信噪比越小，采用透光面积较大的接收端准直单元，可以提高回波信号的信噪比，相当于提高了激光雷达的量程。本发明采用两组或两组以上的接收端准直单元，对于高量程，采用大透光面积的接收端准直单元，对于低量程，采用较小透光面积的接收端准直单元，透光面积小，成本较低，体积也较小，因此本发明实施例的激光雷达即可以满足激光雷达高量程和低量程的需求，又可以降低激光雷达的成本和体积。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，通用硬件包括通用集成电路、通用CPU、通用存储器、通用元器件等，当然也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专用CPU、专用存储器、专用元器件等来实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光雷达，其特征在于，包括两组或两组以上的接收端准直单元，所述不同组的接收端准直单元的透光面积不同。

2.如权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述接收端准直单元为接收端准直透镜；

所述不同组的接收端准直单元的透光面积不同，包括：

所述不同组的接收端准直透镜的直径不同。

3.如权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，所述不同组的接收端准直单元对应不同组的接收单元。

4.如权利要求3所述的激光雷达，其特征在于，若所述第一组接收端准直透镜的直径积大于第二组接收端准直透镜的直径，则：

所述第一组接收端准直透镜对应的第一组接收单元的光敏面的面积大于所述第二组接收端准直透镜对应的第二组接收单元的光敏面的面积。

5.一种激光雷达，其特征在于，包括两组或两组以上的接收端准直单元，所述不同组的接收端准直单元的透光面积相同，所述不同组的接收端准直单元对应不同组的接收单元。

6.如权利要求5所述的激光雷达，其特征在于，所述第一组接收端准直透镜对应的第一组接收单元的光敏面的面积大于所述第二组接收端准直透镜对应的第二组接收单元的光敏面的面积。

7.一种激光雷达控制方法，其特征在于，所述方法包括：

所述激光雷达的接收端准直单元接收反射激光；

其中，所述激光雷达包括两组或两组以上的接收端准直单元，所述不同组的接收端准直单元的透光面积不同。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述接收端准直单元为接收端准直透镜；

所述不同组的接收端准直单元的透光面积不同，包括：

所述不同组的接收端准直透镜的直径不同。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，若所述第一组接收端准直透镜的直径积大于第二组接收端准直透镜的直径，则：

所述第一组接收端准直透镜对应的第一组接收单元的光敏面的面积大于所述第二组接收端准直透镜对应的第二组接收单元的光敏面的面积。

10.一种激光雷达控制方法，其特征在于，所述方法包括：

激光雷达包括两组或两组以上的接收端准直单元，所述不同组的接收端准直单元的透光面积相同，所述不同组的接收端准直单元对应不同组的接收单元；

其中，所述第一组接收单元的光敏面的面积大于所述第二组接收单元的光敏面的面积。