CN111308477A - 一种激光雷达接收系统和激光雷达 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种激光雷达接收系统，该系统用于接收激光雷达的反射光束；该系统包括；感光接收阵面，感光接收阵面上设置有至少两行/列并行设置的感光阵列；每个感光阵列均包括至少一个感光单元；激光雷达的反射光束照射在感光接收阵面上时形成的反射光斑能够同时击中至少两行/列感光阵列；相邻两行/列感光阵列中的感光单元具有不同的光敏面面积，以使得相邻两行/列感光阵列中位于同一列/行的感光单元被同一反射光斑击中时能够分别输出具有不同增益的采样信号。本发明还提供一种激光雷达。本发明有效提高了采样信号的信噪比，并节省空间降低成本。

Description

一种激光雷达接收系统和激光雷达

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种激光雷达接收系统和激光雷达。

背景技术

激光雷达以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，在自动驾驶领域中应用广泛。其工作原理是向目标发射探测采样信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的采样信号(目标回波)与发射采样信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对目标进行探测、跟踪和识别。

激光雷达需要探测的环境复杂，激光雷达接收到的回波采样信号强弱不一，在实际工作中，对回波采样信号采用同一种采样信号增益调节方式，可能对某些采样信号放大倍数过大形成饱和采样信号，也可能对某些采样信号放大倍数过小则造成增益不足，造成测距误差过大，影响测量精度。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提出了一种激光雷达接收系统和激光雷达。

一种激光雷达接收系统，所述系统用于接收激光雷达的反射光束；所述系统包括：感光接收阵面，所述感光接收阵面上设置有至少两行/列并行设置的感光阵列；每个所述感光阵列均包括至少一个感光单元；所述激光雷达的反射光束照射在所述感光接收阵面上时形成的反射光斑能够同时击中至少两行/列所述感光阵列；相邻两行/列所述感光阵列中的所述感光单元具有不同的光敏面面积，以使得相邻两行/列所述感光阵列中位于同一列/行的所述感光单元被同一反射光斑击中时能够分别输出具有不同增益的采样信号。

其中，所述系统还包括增益选择电路，所述增益选择电路用于从所述感光接收阵面输出的具有不同增益的采样信号中确定一个为目标采样信号并输出。

其中，所述激光雷达接收系统还包括：计算电路，连接所述增益选择电路，用于根据所述增益选择电路输出的目标采样信号进行参数计算；所述参数包括被探测物体的距离、方位和速度中的至少一个参数。

其中，所述增益选择电路还用于：选择所述感光接收阵面输出的采样信号强度处于预设测量范围内的一路采样信号作为目标采样信号；和/或根据预设算法选择所述感光接收阵面输出的各采样信号中的一路作为目标采样信号。

其中，所述系统还包括：至少两个选通开关，相邻两行/列感光阵列分别连接至不同的选通开关，且各所述感光阵列中的各感光单元通过各自独立的通道与相应的选通开关连接；控制电路，分别与所述至少两个选通开关连接，所述控制电路用于根据所述反射光斑的预测位置控制各选通开关的选通状态，使得仅被同一反射光斑击中的位于不同行的感光阵列的感光单元所在的通道被选通。

其中，所述系统还包括设置于相邻两行/列感光阵列中具有较大光敏面面积的感光阵列的各个感光单元的输出端的多个第一放大器，所述第一放大器的输出端与所述选通开关的输入端连接；和/或所述系统还包括至少两个第二放大器，每个所述第二放大器的输入端与一个所述选通开关的输出端连接，每个所述第二放大器的输出端与所述增益选择电路连接。

其中，所述选通开关为开关阵列，所述开关阵列中的开关通道的数量与连接的感光阵列中的感光单元的数量相同。

其中，在所述感光接收阵面上，同列/行上的具有相同光敏面面积的感光单元并联后通过同一通道与相应选通开关连接。

一种激光雷达，包括：激光反射模块，用于生产激光光束后向目标扫描区域进行扫描，所述目标扫描区域内的物体对所述激光光束进行反射得到反射光束；以及激光雷达接收系统，采用如上所述的激光雷达接收系统。

其中，所述激光反射模块反射的激光光束的光斑大小与所述预设值相适应。

本发明提供的激光雷达接收系统的感光接收阵面包括至少两行/列感光阵列，相邻的两行感光阵列具有不同的光敏面面积，从而具有不同的感光能力，使得感光接收阵面接收强度不同的反射光束时，被同一反射光斑所击中的不同行/列的感光阵列可以分别生成增益不同的采样信号，从而使得该激光雷达接收系统接收强度不同的反射光束时生成的采样信号中至少存在一路增益合适的采样信号，有效提高了采样信号的信噪比，并节省空间降低成本。

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。

其中：

图1是本发明提供的激光雷达接收系统的第一实施例的结构示意图；

图2是本发明提供的激光雷达接收系统中感光接收阵面的一实施例的结构示意图；

图3是本发明提供的激光雷达接收系统的第二实施例的结构示意图；

图4是本发明提供的激光雷达接收系统的第三实施例的结构示意图；

图5是本发明提供的激光雷达的一实施例的结构示意图。

具体实施方式

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、完整地描述，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。

激光雷达利用发射的激光光束和接收到的反射光束进行测距以及障碍物探测。激光雷达的反射光束的信号强度往往会受到探测到的物体的距离远近、物体自身的光反射能力能力以及环境中的干扰信号的强度等因素的影响。比如，远距离的物体形成的反射光束的强度较弱，而近距离的物体形成的反射光束的强度较强，相同距离下具有高反射率的物体形成的反射光束的强度较强。激光雷达根据反射光束采集到的采样信号强弱不一，如果对采样信号采用同一种采样信号增益调节方式，可能对采样信号放大倍数过大或过小，导致容易形成饱和信号或者信号增益不足，造成测距误差过大，影响测量精度。

在本实施例中，为了解决上述问题，提供了一种激光雷达接收系统，可以提高采样信号分析结果的精确度。

请参阅图1，图1是本发明提供的激光雷达接收系统的第一实施例的结构示意图。激光雷达接收系统10包括感光接收阵面11。感光接收阵面11上设置有两行并列设置的感光阵列111和112。感光阵列111包括至少一个感光单元，在本实施场景中是8个：感光单元1111-1118，感光阵列112具有和感光阵列111相同的感光单元数，因此，在本实施场景中感光阵列112包括感光单元1121-1128。感光阵列111和感光阵列112之间的间距符合预设要求，使得激光雷达的反射光束照射在感光接收阵面11上时形成的反射光斑能够同时击中感光阵列111和感光阵列112。感光阵列111和感光阵列112中的感光单元具有不同的光敏面面积，如图1所示的，感光单元1111-1118的光敏面面积小于感光单元1121-1128的光敏面面积。不同的光敏面面积具有不同的感光能力，即针对同一反射光斑，输出的采样信号具有不同的增益。

在本实施场景中，感光单元1111-1118的光敏面面积小于感光单元1121-1128的光敏面面积。若反射光束是由较近的目标反射或者是由高反射率的目标反射，则该反射光束较强，感光阵列111的光敏面面积小，感光能力较弱，对应该反射光束生成的采样信号强度不会过高。若反射光束是由较远的目标反射或者是由低反射率的物体反射，则该反射光束强度较弱，感光阵列112的光敏面面积大，感光能力较强，对应该反射光束生成的采样信号强度不会过低，有利于提升采样信号的信噪比。

感光阵列111包括的感光单元1111-1118的光敏面尺寸较小，有益于节省空间，降低成本，感光阵列112包括的感光单元1121-1128的光敏面较大，可以更好的接收反射光束，有利于提升采样信号的信噪比。

在其他实施场景中，感光接收阵面11上可以设置更多行感光阵列，相邻两行感光阵列的光敏面面积不等，例如，可以是多行间隔设置的感光阵列111和112。

在其他实施场景中，感光接收阵面11上感光阵列可以是按列设置，如图2所示，图2是本发明提供的激光雷达接收系统中感光接收阵面的一实施例的结构示意图。感光接收阵面21包括两列平行设置的感光阵列211和212，感光阵列211包括至少一个感光单元，在本实施场景中是8个：感光单元2111-2118，感光阵列212具有和感光阵列211相同的感光单元数，因此，在本实施场景中感光阵列212包括感光单元2121-2128。感光阵列211和感光阵列212之间的间距符合预设要求，使得激光雷达的反射光束照射在感光接收阵面21上时形成的反射光斑能够同时击中感光阵列211和感光阵列212。感光阵列211和感光阵列212中的感光单元具有不同的光敏面面积，如图2所示的，感光单元2111-1118的光敏面面积小于感光单元2121-1128的光敏面面积。不同的光敏面面积具有不同的感光能力，即针对同一反射光斑，输出的采样信号具有不同的增益。

在其他实施场景中，感光接收阵面11上可以设置更多列感光阵列，需要使得相邻两列感光阵列的光敏面面积不等，例如，可以是多列间隔设置的感光阵列111和112。

通过上述描述可知，在本实施例中，激光雷达接收系统的相邻的两行感光阵列具有不同的光敏面面积，从而具有不同的感光能力，从而使得该激光雷达接收系统接收强度不同的反射光束时生成的采样信号中至少存在一路增益合适的采样信号，有效提高了采样信号的信噪比，并节省空间降低成本。

请继续参阅图1。激光雷达接收系统10还包括增益选择电路12，增益选择电路12用于从感光接收阵面11输出的具有不同增益的采样信号中确定一个作为目标采样信号并输出。

具体地说，如图1所示，反射光束照射在感光接收阵面11形成的反射光斑同时击中感阵列111的感光单元1112和感光阵列112的感光单元1122上。若反射光束是由较近的目标反射或者是由高反射率的目标反射，则该反射光束较强，感光单元1112的光敏面积较小，感光能力较弱，对应该反射光束生成的采样信号强度不会过高。感光单元1122的光敏面积较大，感光能力较强，对应该反射光束生成的采样信号强度可能会过强，容易生成饱和采样信号，影响测量结果。若反射光束是由较远的目标反射或者是由低反射率的物体反射，则该反射光束强度较弱，感光单元1122的光敏面积较大，感光能力较强，对应该反射光束生成的采样信号强度不会过低，有利于提升采样信号的信噪比。感光单元1112的光敏面积较小，感光能力较弱，对应该反射光束生成的采样信号强度可能过低，有效采样信号的强度可能低于噪声强度，信噪比过低从而造成测量误差过大。

因此，在反射光束较强时，增益选择电路12选择感光单元1112输出的采样信号，反射光束较弱时，增益选择电路12选择感光单元1122输出的采样信号。

具体地说，增益选择电路12可以根据预设的算法选择两路目标采样信号中的至少一路采样信号。例如，增益选择电路12选择信噪比符合预设要求的至少一路采样信号，或者增益选择电路12根据目标的远近以及目标反射率的高低选择至少一路采样信号。在其他实施场景中，增益选择电路12从两路目标采样信号中选择采样信号强度处于预设测量范围内的至少一路采样信号，可以有效避免选择放大倍数过高的饱和采样信号或增益不足的采样信号。

通过上述描述可知，在本实施例中，增益选择电路从至少两个感光阵列输出的采样信号中挑选其中一路采样作为目标采样信号，可以选择采样信号强弱适中的采样信号作为目标采样信号，根据该目标采样信号计算出的参数准确性更高。

请继续参阅图1。激光雷达接收系统10还包括计算电路13，计算电路13连接增益选择电路12，根据增益选择电路12选择的目标采样信号进行参数计算，该参数包括被探测物体的距离、方位和速度中的至少一个参数。

通过上述描述可知，在本实施例中通过计算电路根据增益选择电路选择的目标采样信号进行参数计算可以准确计算出探测物体的距离、方位和速度中的至少一个。

请继续参阅图1。激光雷达接收系统10还包括两个选通开关14和15，以及控制电路16。如图1所示，感光阵列111和112为相邻的两列感光阵列，感光阵列111和112连接不同的选通开关(选通开关14或15)，感光阵列111连接选通开关14，感光阵列112连接选通开关15，选通开关14和15为开关阵列。感光阵列111和112中的各感光单元通过各自独立的通道与相应的选通开关14或15连接。

选通开关14和15所包括的开关通道的数量等于感光接收阵面11上每行感光阵列(例如，感光阵列111和112)所包括的感光单元的个数。例如，在本实施场景中，感光阵列111和112均包括8个感光单元(感光单元1111-1118以及感光单元1121-1128)，则选通开关14包括8个开关通道141-148，选通开关15也包括8个开关通道151-158。在本实施场景中，感光阵列的中每一个感光阵列均连接选通开关的一个开关通道，例如，感光阵列111的感光单元1111-1118分别连接选通开关14的开关通道141-148中的任意一个。感光阵列112的感光单元1121-1128分别对应连接选通开关15的开关通道151-158中的任意一个。

控制电路16与两个选通开关14和15连接，用于控制两个选通开关14和15打开的开关通道。在本实施例中，控制电路16与激光雷达的发射模块连接，可以获取激光雷达的射出角度、反射光斑的位置、大小和形状等参数，根据上述参数可以预先计算出反射光斑在感光接收阵面11上位置，从而确定将被击中的至少两行感光阵列以及被击中的至少两行感光阵列中的感光单元，使得仅被同一反射光斑击中的至少两个相邻的感光阵列所在的通道被选通。例如，在图1所示的场景中，感光阵列111的中的感光单元1112和感光阵列112中的感光单元1122被反射光斑击中，则控制电路16控制选通开关14的开关通道145打开，控制选通开关15的开关通道155打开。从而选通开关14和15可输出两路采样信号。

在其他实施场景中，反射光斑的面积较大，可同时击中每一行感光阵列中的至少两个感光单元，则控制电路16选择位于反射光斑中心位置或者靠近反射光斑中心位置的感光单元连接的选通开关的开关通道打开。或者控制电路16也可以选择被击中的任意感光单元连接的选通开关的开关通道打开。

通过上述描述可知，在本实施例中控制电路根据反射光斑在感光接收阵面上的位置控制选通开关打开对应的开关通道，从而使得感光阵列面板可以输出对应于该反射光斑的至少两路采样信号，可以有效提升输出采样信号的准确性。

请参阅图3，图3是本发明提供的激光雷达接收系统的第二实施例的结构示意图。本发明提供的激光雷达接收系统30用于接收激光雷达的反射光束，激光雷达接收系统30包括：感光接收阵面31、增益选择电路32、计算电路33、选通开关34和35、控制电路36。感光阵列311和312均包括8个感光单元(感光单元3111-3118以及感光单元3121-3128)。其中，感光接收阵面31、增益选择电路32、计算电路33、选通开关34和35、控制电路36与本发明提供的激光雷达接收系统的第一实施例中的感光接收阵面11、增益选择电路12、计算电路13、选通开关14和15、控制电路16基本一致，此处不再进行赘述。

激光雷达接收系统30还包括多个第一放大器371-378，感光接收阵面31的具有较大光敏面面积的感光阵列312的感光单元3121-3128的输出端分别对应连接第一放大器371-378。第一放大器371-378用于将感光单元3121-3128输出的采样信号进行放大。将第一放大器371-378靠近感光元单元3121-3128设置可以有效降低放大后的采样信号中的噪声。

在本实施场景中，激光雷达接收系统30还包括两个第二放大器381、382，第二放大器381连接在选通开关34和增益选择电路32之间，用于对选通开关34输出的采样信号进行增益调节，第二放大器382连接在选通开关35和增益选择电路32之间，用于对选通开关35输出的采样信号进行增益调节。第二放大器381和382放大倍数可以相同或者不同，在本实施例中，第二放大器381比382的放大倍数小。在其他实施场景中，激光雷达接收系统可以不设置第二放大器381和382。

在本实施场景中，感光阵列312的感光能力强于感光阵列311。反射光束照射至感光接收阵面31，反射光斑击中感光阵列311的感光单元3112和感光阵列312的感光单元3122。感光单元3112和3122均对应该反射光斑生成采样信号，感光单元3112的光敏面积小于感光单元3122的光敏面积，因此感光单元3112生成的采样信号强度低于感光单元3122，感光单元3112输出的采样信号经过选通开关34的开关通道345输出，通过第二放大器381进行放大后输出至增益选择电路32。感光单元3122输出的采样信号经过第一放大器372放大后，再经过选通开关35的开关通道355输出，通过第二放大器382的再次放大后输出至增益选择电路32。

若反射光束是由较近的目标反射或者是由高反射率的目标反射，该反射光束较强，则感光单元3122输出的采样信号经过两次放大，可能会形成饱和采样信号，导致计算结果不准确，而感光单元3112输出的采样信号经过一次放大，采样信号强度适中，有利于准确的测量。增益选择电路32选择感光单元3112输出的采样信号作为目标采样信号。

若反射光束是由较远的目标反射或者是由低反射率的目标反射，该反射光束较弱，则感光单元3122输出的采样信号经过两次放大，可以有效增强采样信号强度，有利于后续准确的测量，而感光单元3112输出的采样信号仅仅经过一次放大，采样信号强度不足，信噪比较低，可能会导致计算结果不准确。增益选择电路32选择感光单元3122输出的采样信号作为目标采样信号。

在其他实施场景中，感光接收阵面31上可能包括三种甚至更多种不同接收能力的感光单元，则感光能力大于预设阈值的感光单元连接第一放大器，或者感光能力最大的感光单元连接第一放大器，可以更好的接收光强较弱的反射光束。

通过上述描述可知，在本实施例中，通过对相邻两行感光阵列输出的采样信号分别调整不同的增益，在针对强度不同的反射光束时，至少有一路采样信号经过增益调节后处于适于计算的强度，有利于准确的测量计算。

请参阅图4，图4是本发明提供的激光雷达接收系统的第三实施例的结构示意图。本发明提供的激光雷达接收系统40包括感光接收阵面41、增益选择电路42、计算电路43、选通开关44和45、控制电路46、第一放大器471-478和第二放大器481和482。其中，增益选择电路42、计算电路43、选通开关44和45、控制电路46、第一放大器471-478、第二放大器481和482与本发明提供的激光雷达接收系统的第二实施例中的增益选择电路32、计算电路33、选通开关34和35、控制电路36、第一放大器371-378和第二放大器381和382，结构、连接关系和功能基本一致，此处不在进行赘述。

感光接收阵面41包括等间距设置的三行感光阵列411、412和413，感光阵列411、412和413之间的间距小于或者等于预设值，使得反射光束照射在感光接收阵面41形成的反射光斑同时击中至少两个位于不同行的感光阵列，如图4所示，反射光斑同时击中3个位于不同行的感光阵列(感光阵列411、412、413)。在本实施场景中，感光阵列411和感光阵列413具有相同大小的光敏面面积，感光能力相同，感光阵列412的光敏面面积大于感光阵列411和413的光敏面面积，感光阵列412的感光能力强于感光阵列411和感光阵列413的感光能力。感光阵列411包括感光单元4111-4115，感光阵列412包括感光单元4121-4125，感光阵列413包括感光单元4131-4135。感光阵列411、412和413包括的感光单元之间的距离相等。在本实施场景中，位于同列上的具有相同光敏面面积的感光单元并联后通过同一通道与相应选通开关连接。例如，感光单元4111和感光单元4131并联连接，感光单元4112和感光单元4132并联连接，等等。在其他实施场景中，感光接收阵面41上包括若干列平行设置的感光阵列，则同一行中具有相同光敏面面积的感光单元并联后通过同一通道与相应选通开关连接。

在本实施场景中，反射光斑同时击中感光单元4111、4121、4131。感光单元4111和感光单元4131生成的信号叠加后输入选通开关44，感光单元4121生成的信号经过前置放大器471放大后，输入选通开关45。控制电路46预测反射光斑的位置，控制选通开关44的通路441打开，选通开关45的通路451打开。第二放大器481对选通开关44输出的信号进行放大，第二放大器452对选通开关45输出的信号进行放大。增益选择电路42从第二放大器481放大后的信号和第二放大器482放大后的信号选择一路作为目标采样信号，传输至计算电路43进行计算。

在本实施场景中，感光单元4111和4131输出的信号进行叠加，可以有效防止感光单元4111和4131因为感光能力较弱而出现的信号强度不足或信噪比较低的问题。

若反射光束是由较近的目标反射或者是由高反射率的目标反射，该反射光束较强，则感光单元4121输出的信号经过两次放大，可能会形成饱和信号，导致计算结果不准确。感光单元4111和4131输出的信号先进行叠加，然后经过一次放大，信号强度适中，有利于准确的测量。

若反射光束是由较远的目标反射或者是由低反射率的目标反射，该反射光束较弱，则感光单元4121输出的信号经过两次放大，可以有效增强信号强度，有利于后续准确的测量。感光单元4111和4131输出的信号先进行叠加，然后经过一次放大，信号强度不足，信噪比较低，可能会导致计算结果不准确。

在其他实施场景中，反射光斑也可以仅击中两个相邻的感光阵列，例如感光阵列411和感光阵列412，因为感光接收阵面41上具有相同感光能力的同列感光单元并联连接，因此即使没有击中感光阵列413，对本次测距计算影响不大。

在其他实施场景中，感光接收阵面41上可以设置更多行感光阵列，且相邻两行感光阵列的感光能力不同，每行感光阵列均包括多个感光单元。同一列感光单元中具有相同感光能力的感光单元并联连接，这样可以有效扩大感光接收阵面41可以接收反射光束的范围，反射光束击中任意相邻两行感光阵列均可完成一次测距计算。

通过上述描述可知，在本实施例中，感光接收阵面上设置多行感光阵列，且相邻两行感光阵列的感光能力不同，每行感光阵列均包括多个感光单元。同一列感光单元中具有相同感光能力的感光单元并联连接，这样可以有效扩大感光接收阵面可以接收反射光束的范围。

请参阅图5，图5是本发明提供的激光雷达的一实施例的结构示意图。本发明提供的激光雷达50包括激光发射模块51和激光雷达接收系统52，其中，激光雷达接收系统52包括图1-图4所示的激光雷达接收系统。

如图5所示，激光发射模块51用于生产激光光束后向目标扫描区域进行扫描，目标扫描区域内的物体对该激光光束进行反射得到反射光束，61和62为反射光束投射至激光雷达接收系统52的反射光斑。根据上述描述可知，激光雷达接收系统52包括感光接收阵面，该感光接收阵面上设置有至少两行/列并行设置的感光阵列，相邻两行/列感光阵列的间距小于或者等于预设值，激光发射模块51发射的激光光束的反射光斑(例如，反射光斑61和62)大小与该预设值相适应，使得反射光斑61或反射光斑62能同时击中至少两个位于不同行的感光阵列。相邻两行/列感光阵列中的感光单元具有不同的光敏面面积，以使得相邻两行/列所述感光阵列中位于同一列/行的所述感光阵列被同一反射光斑击中时能够分别输出具有不同增益的采样信号。

激光雷达接收系统52还包括增益选择电路，该增益选择电路用于从感光接收阵面输出的具有不同增益的采样信号中确定一个为目标采样信号并输出。

增益选择电路可以选择感光接收阵面输出的采样信号强度处于预设测量范围内的一路采样信号作为目标采样信号。增益选择电路还可以根据预设算法选择所＝感光接收阵面输出的各采样信号中的一路作为目标采样信号。

激光雷达接收系统52还包括计算电路，与增益选择电路连接，用于根据增益选择电路输出的目标采样信号进行参数计算；其中，参数包括被探测物体的距离、方位和速度中的至少一个参数。

激光雷达接收系统52还包括至少两个选通开关，相邻两行/列感光阵列分别连接至不同的选通开关，且各感光阵列中的各感光单元通过各自独立的通道与相应的选通开关连接。

其中，该选通开关为开关阵列，开关阵列中的开关通道的数量与连接的感光阵列中的感光单元的数量相同。

激光雷达接收系统52还包括控制电路，分别与至少两个选通开关连接，控制电路用于根据反射光斑的预测位置控制各选通开关的选通状态，使得仅被同一反射光斑击中的至少两个相邻的感光阵列所在的通道被选通。

激光雷达接收系统52还包括设置于相邻两行/列感光阵列中具有较大光敏面面积的感光阵列的各个感光单元的输出端的多个第一放大器，该第一放大器的输出端与所述选通开关的输入端连接。

激光雷达接收系统52还包括至少两个第二放大器，每个第二放大器的输入端与一个选通开关的输出端连接，输出端与所述增益选择电路连接。

在感光接收阵面上，具同列/行上的具有相同光敏面面积的感光单元并联后通过同一通道与相应选通开关连接。

在本实施例中，若反射光束是由较近的目标反射或者是由高反射率的目标反射，该反射光束较强，感光单元对应生成的信号也强度较强，因此，需要增益调节电路对该感光单元生成的信号放大的倍数较小。若反射光束是由较远的目标反射或者是由低反射率的目标反射，该反射光束较弱，感光单元对应生成的信号强度也较弱，因此，需要增益调节电路对该感光单元生成的信号放大的倍数较大。

在实际工作时，由于该至少两路目标信号均对应同一反射光斑，因此，选择任意一路目标信号进行测距计算均可得出该目标的距离。由增益选择电路选择一路强度适中和/或放大倍数适中的采样信号作为目标采样信号进行传输给计算电路进行参数计算，可以有效提高测量的准确性和精准度。

进一步地，为了提升激光雷达接收系统52的接收效果，激光雷达50还包括接收镜头53，接收镜头53用于接收反射光束，使得反射光束可以照射至激光雷达接收系统52的感光接收阵面上。

通过上述描述可知，本实施例中激光雷达的激光雷达接收系统的感光接收阵面包括等距分布的至少两行/列感光阵列，其中心间距与反射光斑大小相适应，使得反射光束投射值感光接收阵面的反射光斑击中至少两个位于不同行的感光单元，相邻两行/列的感光阵列具有不同的光敏面面积，从而具有不同的感光能力，使得该激光雷达接收系统接收强度不同的反射光束时生成的强度不同的信号，从而可以选择强度合适的采样信号进行参数计算，有利于提高参数计算结果的精确度。

区别于现有技术，本发明中反射光束投射值感光接收阵面的反射光斑击中至少两个位于不同行的感光阵列，相邻两行感光阵列分别连接不同的选通开关，增益调节电路对不同的选通开关输出的信号调节的增益不同，从而该激光雷达接收系统接收强度不同的反射光束时生成的强度不同的信号后，计算电路在多个不同的放大倍数中可以选出信号强度合适的目标信号进行计算，能够有效提高测距计算结果的精确度。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种激光雷达接收系统，其特征在于，所述系统用于接收激光雷达的反射光束；所述系统包括；

感光接收阵面，所述感光接收阵面上设置有至少两行/列并行设置的感光阵列；每个所述感光阵列均包括至少一个感光单元；所述激光雷达的反射光束照射在所述感光接收阵面上时形成的反射光斑能够同时击中至少两行/列所述感光阵列；相邻两行/列所述感光阵列中的所述感光单元具有不同的光敏面面积，以使得相邻两行/列所述感光阵列中位于同一列/行的所述感光单元被同一反射光斑击中时能够分别输出具有不同增益的采样信号。

2.根据权利要求1所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述系统还包括增益选择电路，所述增益选择电路用于从所述感光接收阵面输出的具有不同增益的采样信号中确定一个为目标采样信号并输出。

3.根据权利要求2所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述激光雷达接收系统还包括：

计算电路，连接所述增益选择电路，用于根据所述增益选择电路输出的目标采样信号进行参数计算；所述参数包括被探测物体的距离、方位和速度中的至少一个参数。

4.根据权利要求2所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述增益选择电路还用于：

选择所述感光接收阵面输出的采样信号强度处于预设测量范围内的一路采样信号作为目标采样信号；和/或

根据预设算法选择所述感光接收阵面输出的各采样信号中的一路作为目标采样信号。

5.根据权利要求2所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述系统还包括：

至少两个选通开关，相邻两行/列感光阵列分别连接至不同的选通开关，且各所述感光阵列中的各感光单元通过各自独立的通道与相应的选通开关连接；

控制电路，分别与所述至少两个选通开关连接，所述控制电路用于根据所述反射光斑的预测位置控制各选通开关的选通状态，使得仅被同一反射光斑击中的位于不同行的感光阵列的感光单元所在的通道被选通。

6.根据权利要求5所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述系统还包括设置于相邻两行/列感光阵列中具有较大光敏面面积的感光阵列的各个感光单元的输出端的多个第一放大器，所述第一放大器的输出端与所述选通开关的输入端连接；和/或

所述系统还包括至少两个第二放大器，每个所述第二放大器的输入端与一个所述选通开关的输出端连接，每个所述第二放大器的输出端与所述增益选择电路连接。

7.根据权利要求5所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述选通开关为开关阵列，所述开关阵列中的开关通道的数量与连接的感光阵列中的感光单元的数量相同。

8.根据权利要求2所述的激光雷达接收系统，其特征在于，在所述感光接收阵面上，同列/行上的具有相同光敏面面积的感光单元并联后通过同一通道与相应选通开关连接。

9.一种激光雷达，其特征在于，包括：

激光反射模块，用于生产激光光束后向目标扫描区域进行扫描，所述目标扫描区域内的物体对所述激光光束进行反射得到反射光束；以及

激光雷达接收系统，采用如权利要求1～8任一所述的激光雷达接收系统。

10.根据权利要求9所述的激光雷达，其特征在于，所述激光反射模块反射的激光光束的光斑大小与所述预设值相适应。

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