CN110133615A - 一种激光雷达系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种激光雷达系统。激光雷达系统包括发射模块、发射光学系统、探测模块和信号处理模块。发射模块出射第一激光信号和第二激光信号，其中第一激光信号向外出射至探测区域，第二激光信号作为本振光信号，第一激光信号和第二激光信号均为调频连续波。发射光学系统用于对第一激光信号进行分束处理，使得分束处理的第一激光信号均匀照亮整个探测区域。探测模块用于接收本振光信号与反射激光信号基于自由空间干涉后形成的干涉光光束，并根据干涉光光束得到差频信号，其中反射激光信号为第一激光信号被探测区域内的物体反射产生的激光信号。信号处理模块，用于接收差频信号，并根据差频信号计算出探测区域内的物体的绝对距离和速度。

Description

一种激光雷达系统

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，特别是涉及一种激光雷达系统。

背景技术

激光雷达是通过发射特定波长和方向的激光以实现对目标的位置、速度等特征信息探测的系统，目前已被广泛应用于测距系统、低飞目标的跟踪测量、武器制导、大气监测、测绘、预警、交通管理等领域。

按照激光雷达的激光光束控制方法的不同，现有的激光雷达大致可以分为四类。第一类是传统的机械式多线激光雷达，主要采用某种机械元件使激光雷达自身或部分组件高速旋转，从而实现对探测空间的特定扫描，这类雷达的优点是设计简单成本低，缺点是扫描精度受到机械精度、振动耦合等影响且使用寿命不长，体积较大、笨重。第二类是相控阵激光雷达，使保持激光雷达系统静止或相对静止，通过改变出射激光的波前而使光束方向发生改变，从而实现在空间一定范围内的光束扫描，属于一种固态激光雷达，由于没有机械运动，系统精度和寿命都大大提高，但缺点是扫描范围有限，扫描速度较低。第三类利用微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)振镜实现光束的空间扫描的激光雷达，也是固态激光雷达的一种，优点是体积小、功耗低，缺点是仍存在机械运动,加工工艺复杂、难度高。第四类是闪光(Flash)雷达，它属于一种非扫描式雷达，通过脉冲或连续波捕获整个场景，而非用激光束逐点扫描。由于其发射系统没有机械运动，能够快速记录整个场景，避免了扫描过程中目标或激光雷达移动带来的各种干扰。

传统的Flash雷达系统是基于TOF测距原理的，往往需要较高的激光发射功率，致使系统成本较高。且Flash激光雷达设计时，不考虑对发射光束进行分束，通常采用离焦发射或通过柱面镜扩展光束发散角，让光束扩散出射，这种方法接收时各方向的杂光串扰严重，无法达到较高的空间分辨率。此外，雷达系统的接收端一般采用像素阵列接收反射激光信号，而像素阵列易受外界环境背景光或杂散信号光的影响，导致信噪比较差，测量精度较低。

发明内容

基于此，有必要针对传统雷达系统中发射功率大、测量精度低以及抗干扰能力差的问题，提供一种激光雷达系统。

本发明提供了一种激光雷达系统，包括：

发射模块，出射第一激光信号和第二激光信号，其中所述第一激光信号向外出射至探测区域，所述第二激光信号作为本振光信号，所述第一激光信号和第二激光信号均为调频连续波；

发射光学系统，用于对所述第一激光信号进行分束处理，使得分束处理的所述第一激光信号均匀照亮整个探测区域；

探测模块，用于接收所述本振光信号与反射激光信号基于自由空间干涉后形成的干涉光光束，并根据所述干涉光光束得到差频信号，其中所述反射激光信号为所述第一激光信号被探测区域内的物体反射产生的激光信号；以及

信号处理模块，用于接收所述差频信号，并根据所述差频信号计算出所述探测区域内的物体的绝对距离和速度。

在其中一个实施例中，所述发射模块包括：

激光器，用于出射预设波长的激光光束；

调制器，用于对所述预设波长的激光光束进行线性调制，以形成调频连续波激光信号；

第一准直镜，用于准直所述调频连续波激光信号；以及

光分束器，用于接收准直后的所述调频连续波激光信号，并将调频连续波激光信号分成所述第一激光信号和所述第二激光信号。

在其中一个实施例中，所述激光雷达系统还包括本振光学系统，所述本振光学系统用于将所述第二激光信号传输给所述探测模块。

在其中一个实施例中，所述本振光学系统包括：

第二准直镜，用于准直所述第二激光信号；

扩束器，用于对所述第二激光信号进行扩束处理，以使扩束处理后的所述第二激光信号的光斑与所述探测模块的接收面相匹配。

在其中一个实施例中，所述发射光学系统包括达曼光栅，所述第一激光信号经过所述达曼光栅衍射后，形成包含多个光强相等的第一激光子信号的激光束阵列。

在其中一个实施例中，所述激光雷达系统还包括接收光学系统，所述接收光学系统用于接收所述反射激光信号，并对所述反射激光信号进行会聚和整形处理，以使所述反射激光信号的光斑尺寸适应所述探测模块的接收面尺寸。

在其中一个实施例中，所述接收光学系统包括聚焦镜和整形镜，所述聚焦镜用于会聚所述反射激光信号，所述整形镜用于对会聚后的所述反射激光信号进行整形处理。

在其中一个实施例中，所述探测模块包括探测阵列，所述探测阵列包括多个探测器，经所述发射光学系统分束处理后的所述第一激光信号在远场处的光点分布与所述探测器的数目一致，一个所述探测器接收一个所述光点对应的所述反射激光信号与所述本振光信号基于自由空间干涉后形成的所述干涉光光束，并根据所述干涉光光束得到所述差频信号。

在其中一个实施例中，所述探测模块还包括滤波器阵列，所述滤波器阵列包括多个滤波器，所述滤波器与所述探测器一一对应，用于对所述差频信号进行滤波处理，得到滤波后的差频信号，并发送给所述信号处理模块。

在其中一个实施例中，所述差频信号包含所述本振光信号与所述反射激光信号的差频；

所述绝对距离与所述差频的关系为：

其中，所述R表示所述绝对距离，所述Δf为所述探测区域内的物体静止状态下所述本振光信号与所述反射激光信号的差频，所述T为所述调频连续波的发射周期，所述c为光速。

上述激光雷达系统，通过发射光学系统对出射至探测区域的出射激光信号进行分束处理，使得分束处理的出射激光信号均匀照亮整个探测区域，分束后各探测方向的光能量集中，能够到达更远的探测距离，并且回波不会产生各方向通道间串扰问题，提高差频信号的信噪比，从而提高测量精度和成像质量。其次，调频连续波携带的主要信息为频率信息，通过对本振光信号以及反射激光信号干涉得到干涉光光束，并根据干涉光光束得到差频信号，通过差频信号计算物体的距离和速递，不需要较高的出射功率，有利于降低激光雷达系统成本。此外，调频连续波信号为扫频连续信号，与杂光串扰信号的频率均不相同，进一步提高了抗干扰性能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种激光雷达系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种激光雷达系统的结构示意图；

图3为被探测物体处于静态时的测距的基本原理示意图；

图4为被探测物体处于动态时的测距的基本原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

请一并参见图1和图2，本发明实施例提供了一种激光雷达系统，所述激光雷达系统包括发射模块100、发射光学系统200、探测模块300和信号处理模块400。

所述发射模块100出射第一激光信号和第二激光信号，其中所述第一激光信号向外出射至探测区域，所述第二激光信号作为本振光信号，所述第一激光信号和第二激光信号均为调频连续波。

所述发射光学系统200用于对所述第一激光信号进行分束处理，使得分束处理的所述第一激光信号均匀照亮整个探测区域。

所述探测模块300用于接收所述本振光信号与反射激光信号基于自由空间干涉后形成的干涉光光束，并根据所述干涉光光束得到差频信号，其中所述反射激光信号为所述第一激光信号被探测区域内的物体反射产生的激光信号。

所述信号处理模块400用于接收差频信号，并根据所述差频信号计算出所述探测区域内的物体的绝对距离和速度。

可以理解，上述激光雷达系统通过发射光学系统200对出射至探测区域的出射激光信号进行分束处理，使得分束处理的出射激光信号均匀照亮整个探测区域，分束后各探测方向的光能量集中，能够到达更远的探测距离，并且回波不会产生各方向通道间串扰问题，提高差频信号的信噪比，从而提高测量精度和成像质量。其次，调频连续波携带的主要信息为频率信息，通过对本振光信号以及反射激光信号干涉得到干涉光光束，并根据干涉光光束得到差频信号，通过差频信号计算物体的距离和速递，不需要较高的出射功率，有利于降低激光雷达系统成本。此外，调频连续波信号为扫频连续信号，与杂光串扰信号的频率均不相同，进一步提高了抗干扰性能。

可以理解，所述激光光源100能够产生并出射调频连续波激光光束，因此所述激光雷达系统是基于调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW)的激光雷达系统，其基本工作原理是通过一次性地出射脉冲或连续波捕获整个探测视场，探测器阵列接收视场内不同方向的反射激光信号，得到距离、速度和灰度信息。

本发明实施例中，所述调频连续波激光光束携带的信号主要为频率信息，通过对本振光光束以及反射激光信号相干处理得到干涉光光束，并根据所述干涉光光束得到差频信号，不需要较高的出射功率，有利于降低激光雷达系统成本。其次，所述调频连续波信号为扫频连续信号，与杂光串扰信号的频率均不相同，具有良好的抗干扰性能。此外，通过所述发射模块200对所述第一激光光束进行分束处理，分束处理后各探测方向的光能量集中，能够到达更远的探测距离，并且回波不会产生各方向通道间串扰问题，提高所述差频信号的信噪比，从而提高测量精度和成像质量。

基于调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW)的激光雷达系统，其基本工作原理是通过一次性地出射脉冲或连续波捕获整个探测视场，探测器阵列接收视场内不同方向的反射激光信号，得到距离、速度和灰度信息。由于所述调频连续波激光光束携带的信号主要为频率信息，通过对反射激光信号以及本振光信号相干得到差频信号。为提高探测精度，第一激光信号和第二激光信号应具有相同的特性。基于此，在其中一个实施例中，所述发射模块100包括激光器110、调制器120、第一准直镜130和光分束器140。

所述激光器110用于出射预设波长的激光光束。本实施例中，由于该激光雷达系统是基于调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW)的激光雷达系统，其基本工作原理是通过一次性地出射脉冲或连续波捕获整个探测视场，探测器阵列接收视场内不同方向的反射激光信号，得到距离、速度和灰度信息。因此发射光源需要使用可调频的激光器，如分布反馈激光器(Distributed Feedback Laser，DFB)、激光二极管(Laser diode，LD)、光纤激光器和垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL)等。

所述调制器120用于对所述预设波长的激光光束进行线性调制，以形成所述调频连续波激光光束。本实施例中，所述调制器120为双平行相位调制器。双平行相位调制器微波光子链路采用2个相位调制器，通过调节调制器的相位偏移差为π，使2路相位调制信号在接收端拍频时不会相互抵消，实现微波信号相位调制直接探测。此外，还可以通过机械式的改变谐振腔长度来改变输出光频。本实施例对激光源的调制方式不做特别的限定，只要能够保证光源输出线性的连续光即可。

所述第一准直镜130用于准直所述调频连续波激光信号。本实施例中，所述第一准直镜130使用透射式准直镜，透射式准直镜一般采用硒化锌透镜。所述出射激光信号在经过所述准直镜准直后，再通过所述发射光学系统200进行的分束处理，然后入射到所述探测区域内的物体上。

所述光分束器140用于接收准直后的所述调频连续波激光信号，并将调频连续波激光信号分成所述第一激光信号和所述第二激光信号。由光分束器分束得到的第一激光信号和所述第二激光信号具有相同的光学特性，可避免因出射至探测区域中激光信号与本振光信号的光学特性不同所导致的误差，有利于提高测量精确度。本实施例中，所述光分束器140可以是由两个透明的三角形棱镜组成的立方体棱镜，也可以是半镀银棱镜，还可以是二向色棱镜组件，其中二向色棱镜组件使用二向色光学涂层将入射光束分成多个光谱不同的输出光束，适用于CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器和CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)图像传感器。

在其中一个实施例中，所述发射模块100包括两个激光器110和一个调制器120，通过所述调制器120对两个所述激光器110进行同时调制，利用其中一个激光器110出射的激光作为第一激光信号向外出射至探测区域，利用另一个激光器110出射的激光信号作为本振光信号。

在其中一个实施例中，所述激光雷达系统还包括本振光学系统600，所述本振光学系统600用于将所述第二激光信号传输给所述探测模块。

在其中一个实施例中，所述本振光学系统600包括第二准直镜610和扩束器620

所述第二准直镜610用于准直所述第二激光信号。本实施例，所述第二准直镜610可采用硒化锌透镜，还可以采用其它的透射式准直镜，对第二准直镜610的型号不做任何限定。

所述扩束器620用于对所述第二激光信号进行扩束处理，以使扩束处理后的所述第二激光信号的光斑与所述探测模块300的接收面相匹配。本实施例中，所述第二激光光束经所述第二准直镜610准直以及经所述扩束器620扩束处理后，直接照射到所述探测模块300表面，有利于本振光信号与反射激光信号进行充分干涉。

在其中一个实施例中，所述发射光学系统200包括达曼光栅，所述第一激光信号经过所述达曼光栅衍射后，形成包含多个光强相等的第一激光子信号的激光束阵列。

可以理解，使用达曼光栅不仅可以实现对入射的所述第一激光光束进行分频，形成包含多个光强相等的第一激光子信号的激光束阵列，同时还可以保持其与原入射光完全相同的性质，有利于改善传统闪光雷达因为出射球面波(能量衰减特性)造成的探测距离较近的问题。达曼光栅的分束数与接收反射激光信号的探测器的数目一致，达曼光栅远场光点分布与探测器的分布一致。

在其中一个实施例中，所述激光雷达系统还包括接收光学系统700，所述接收光学系统700用于接收所述反射激光信号，并对所述反射激光信号进行会聚和整形处理，以使所述反射激光信号的光斑的尺寸适应与所述探测模块的接收面相的尺寸。可以理解，本发明是利用本振光与反射激光信号基于自由空间干涉形成的干涉光光束获取差频信息，因此反射激光信号到达被所述探测模块300之前，需要与本振光信号完成基于自由空间的干涉过程。为了保证所述反射激光信号与所述本振光信号充分的发生干涉，因此需要将所述反射激光信号的光斑调整至与扩束后的本振光信号的光斑大小基本保持一致。

在其中一个实施例中，所述接收光学系统700包括聚焦镜710和整形镜720，所述聚焦镜710用于会聚所述反射激光信号，所述整形镜720用于对会聚后的所述反射激光信号进行整形处理。本实施例中，所述聚焦镜710对反射激光信号进行会聚，会聚后的反射激光信号经过所述整形镜720整形处理，使得所述反射激光信号的光斑尺寸适应所述探测模块的接收面尺寸，且反射激光信号以近似平面波的形式直接照射在探测模块的表面，以消除因探测区域不同和照度不同导致的像素点的差异，从而提高成像质量。

在其中一个实施例中，所述探测模块300包括探测阵列310。所述探测阵列310包括多个探测器，经所述发射光学系统200分束处理后的所述第一激光信号在远场处的光点分布与所述探测器的数目一致，一个所述探测器接收一个所述光点对应的所述反射激光信号与所述本振光信号基于自由空间干涉后形成的所述干涉光光束，并根据所述干涉光光束得到所述差频信号。

本实施例中利用光电二极管作为探测器，所述达曼光栅分束数与探测器数目一致，即达曼光栅在远场处的光点分布与所述探测器的数目一致，以便接收不同第一激光子信号的反射激光信号与本振光的干涉后的干涉光光束，避免反射激光信号产生各方向通道件的串扰问题。

在其中一个实施例中，所述探测器为雪崩光电二极管(Avalanche Photo Diode，APD)。

可以理解，雪崩光电二极管是具有内部光电流增益的半导体光电子器件，又称固态光电倍增管。它应用光生载流子在二极管耗尽层内的碰撞电离效应而获得光电流的雪崩倍增，不仅具有光电转化功能，还具有增益放大功能。并且，雪崩光电二极管还具有小型、灵敏、快速等优点，因此本实施例中采用雪崩光电二极管来接收所述干涉光光束，以提高所述差频信号的质量。此外，还可以采用其它的光电二极管或光电倍增等器件将所述干涉光光束转化为所述差频信号。

在其中一个实施例中，所述探测模块300还包括实时处理系统320，所述实时处理系统320与所述探测阵列310电连接，用于通过向所述雪崩光电二极管施加的反向偏压，控制所述雪崩光电二极管的工作状态。本实施例中，所述实时处理系统320的应具有加快的响应速度，以保证雪崩光电二极管的判断输出和新脉冲的接收同步进行。

在其中一个实施例中，所述探测模块300还包括滤波器阵列330，所述滤波器阵列330包括多个滤波器，所述滤波器与所述探测器一一对应，用于对所述差频信号进行滤波处理，得到滤波后的差频信号，并发送给所述信号处理模块400。可以理解，所述由所述探测器输出的差频信号中包含共模的直流成分以及高频信号，为提高所述差频信号的信噪比，需要在将差频信号发送给所述信号处理模块400之前，对所述差频信号进行滤波处理，得到滤波后的所述差频信号。

在其中一个实施例中，所述滤波器为无源滤波器。可以理解，无源滤波器又称LC滤波器，是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，可滤除某一次或多次谐波，且具有结构简单、成本低廉、运行可靠性较高、运行费用较低等优点，因此本实施例中采用无源滤波器，有利于简化所述激光雷达的结构设计，降低生产成本。

在其中一个实施例中，所述差频信号包含所述本振光信号与所述反射激光信号的差频；

所述绝对距离与所述差频的关系为：

其中，所述R表示所述绝对距离，所述Δf为所述探测区域内的物体静止状态下所述本振光信号与所述反射激光信号的差频，所述T为所述调频连续波的发射周期，所述c为光速。

在其中一个实施例中，所述速度与所述差频的关系为：

Δf_{Diff_down}+Δf_{Diff_up}＝2Δf_Dopp

其中，所述α为所述探测区域内的物体相对于所述激光雷达系统指向的夹角，所述f₀为所述调频连续波的出射频率，所述Δf_Dopp为所述探测区域内的物体运动状态下的多普勒移频，所述Δf_{Diff_down}为前半周期所述本振光与所述反射激光信号的差频，所述Δf_{Diff_up}为后半周期所述本振光信号与所述反射激光信号的差频。

基于调频连续波模式的激光雷达系统，是利用连续频谱的差频与时延的关系计算出探测区域内的物体的绝对距离，请参见图3，图3为探测区域内的物体与雷达相对静止时第一激光信号、反射激光信号以及差频信号的频率与时间的相关曲线。横轴代表时间，纵坐标代表信号的频率值，虚线为反射激光信号，实线为第一激光信号。

假设经历了时间τ的延迟后产生了△f的差频，其绝对距离R与延时的关系为

其中c为光速，根据几何关系有

因此雷达测量的绝对距离R可以表示为：

其中，所述T为所述激光光束的发射周期。

从上述绝对距离R的表达式中可以看出，只要得到差频信号的差频，就可以计算探测区域内的物体的距离信息。

当探测区域内的物体与雷达之间存在相对运动时，利用调频连续波原理得到的所述差频信号中包含距离和速度信息的缠绕，得到差频后再利用多普勒频移效应就可以计算出探测区域内的物体的速度，请参见图4。图4为探测区域内的物体与雷达相对运动时第一激光信号、反射激光信号以及差频信号的差频与时间的相关曲线。横轴代表时间，纵坐标代表信号的频率值，虚线为反射激光信号，实线为第一激光信号。

根据多普勒频移效应的基本原理，多普勒移频Δf_Dopp与探测区域内的物体的瞬时速度v和激光光束的发射频率f₀的关系如下：

Δf_{Diff_down}+Δf_{Diff_up}＝2Δf_Dopp

其中，所述α为所述探测区域内的物体相对于所述激光雷达系统指向的夹角。

根据上述关系，对运动物体的测量信息分析后可以计算出探测区域内的物体实际的多普勒频移，再利用多普勒频移与运动速度的关系就可以能得到探测区域内的物体的相对速度(探测区域内的物体相对于雷达指向的夹角为α)。

上述激光雷达系统，通过发射光学系统200对出射至探测区域的出射激光信号进行分束处理，使得分束处理的出射激光信号均匀照亮整个探测区域，分束后各探测方向的光能量集中，能够到达更远的探测距离，并且回波不会产生各方向通道间串扰问题，提高差频信号的信噪比，从而提高测量精度和成像质量。其次，调频连续波携带的主要信息为频率信息，通过对本振光信号以及反射激光信号干涉得到干涉光光束，并根据干涉光光束得到差频信号，通过差频信号计算物体的距离和速递，不需要较高的出射功率，有利于降低激光雷达系统成本。此外，调频连续波信号为扫频连续信号，与杂光串扰信号的频率均不相同，进一步提高了抗干扰性能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种激光雷达系统，其特征在于，包括：

发射模块，出射第一激光信号和第二激光信号，其中所述第一激光信号向外出射至探测区域，所述第二激光信号作为本振光信号，所述第一激光信号和第二激光信号均为调频连续波；

发射光学系统，用于对所述第一激光信号进行分束处理，使得分束处理的所述第一激光信号均匀照亮整个探测区域；

探测模块，用于接收所述本振光信号与反射激光信号基于自由空间干涉后形成的干涉光光束，并根据所述干涉光光束得到差频信号，其中所述反射激光信号为所述第一激光信号被探测区域内的物体反射产生的激光信号；以及

信号处理模块，用于接收所述差频信号，并根据所述差频信号计算出所述探测区域内的物体的绝对距离和速度。

2.如权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，所述发射模块包括：

激光器，用于出射预设波长的激光光束；

调制器，用于对所述预设波长的激光光束进行线性调制，以形成调频连续波激光信号；

第一准直镜，用于准直所述调频连续波激光信号；以及

光分束器，用于接收准直后的所述调频连续波激光信号，并将调频连续波激光信号分成所述第一激光信号和所述第二激光信号。

3.如权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，还包括本振光学系统，所述本振光学系统用于将所述第二激光信号传输给所述探测模块。

4.如权利要求3所述的激光雷达系统，其特征在于，所述本振光学系统包括：

第二准直镜，用于准直所述第二激光信号；

扩束器，用于对所述第二激光信号进行扩束处理，以使扩束处理后的所述第二激光信号的光斑与所述探测模块的接收面相匹配。

5.如权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，所述发射光学系统包括达曼光栅，所述第一激光信号经过所述达曼光栅衍射后，形成包含多个光强相等的第一激光子信号的激光束阵列。

6.如权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，还包括接收光学系统，所述接收光学系统用于接收所述反射激光信号，并对所述反射激光信号进行会聚和整形处理，以使所述反射激光信号的光斑尺寸适应所述探测模块的接收面尺寸。

7.如权利要求6所述的激光雷达系统，其特征在于，所述接收光学系统包括聚焦镜和整形镜，所述聚焦镜用于会聚所述反射激光信号，所述整形镜用于对会聚后的所述反射激光信号进行整形处理。

8.如权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，所述探测模块包括探测阵列，所述探测阵列包括多个探测器，经所述发射光学系统分束处理后的所述第一激光信号在远场处的光点分布与所述探测器的数目一致，一个所述探测器接收一个所述光点对应的所述反射激光信号与所述本振光信号基于自由空间干涉后形成的所述干涉光光束，并根据所述干涉光光束得到所述差频信号。

9.如权利要求8所述的激光雷达系统，其特征在于，所述探测模块还包括滤波器阵列，所述滤波器阵列包括多个滤波器，所述滤波器与所述探测器一一对应，用于对所述差频信号进行滤波处理，得到滤波后的差频信号，并发送给所述信号处理模块。

10.如权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，所述差频信号包含所述本振光信号与所述反射激光信号的差频；

所述绝对距离与所述差频的关系为：

其中，所述R表示所述绝对距离，所述Δf为所述探测区域内的物体静止状态下所述本振光信号与所述反射激光信号的差频，所述T为所述调频连续波的发射周期，所述c为光速。