CN114114207A - 多线激光雷达设备和出光功率控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种多线激光雷达设备和出光功率控制方法，其中，多线激光雷达设备包括多个激光发射组件、多个激光接收组件、发射信号选择电路、接收信号选择电路、控制器和反馈调节电路，控制器选择驱动对应的激光发射组件，并通过对应设置的激光接收组件和接收信号选择电路获取对应接收通道的回波信号，反馈调节电路对回波信号进行信号处理，并输出脉宽与回波信号的脉宽负相关的高压驱动信号至对应的激光发射组件，应对不同反射率的待测物自动调节激光脉冲的输出功率，保证回波信号的幅值在预设范围内，保护激光接收组件的同时，提高回波信号的稳定性，减少信号失真，有效增加测距精度。

Description

多线激光雷达设备和出光功率控制方法

技术领域

本发明属于激光雷达技术领域，尤其涉及一种多线激光雷达设备和出光功率控制方法。

背景技术

多线激光雷达是由多个激光发射器向外发射多束激光，来获取待测物距离信息，其基本原理是通过比较发射激光与待测物反射激光之间的飞行时间，来获取距离等信息。

现有技术中，为了探测距离最大化，往往多线激光雷达各线束激光出光功率均保持一个最大的固定值，但在实际探测环境中，对于近距离高发射率物体，反射到激光探测器上的激光能量强，容易造成激光探测器一定的不可逆损伤，同时，高强度的激光回波转换到电信号上，容易造成信号失真，对计时精度造成影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多线激光雷达设备，旨在解决传统的多线激光雷达设备激光功率固定导致的激光探测器损坏、信号失真的问题。

本发明实施例的第一方面提出了一种多线激光雷达设备，包括：

多个激光发射组件，每一所述激光发射组件受使能信号使能工作并以初始功率发射激光脉冲至待测物，并受高压驱动信号触发调节激光脉冲的输出功率；

多个激光接收组件，多个所述激光接收组件对应于多个所述激光发射组件的位置设置，每一所述激光接收组件用于接收所述待测物对应反射的激光回波，并将所述激光回波转换为电信号类型的回波信号；

与多个所述激光发射组件连接的发射信号选择电路，用于根据第一开关选择信号对应选通输出通道，并通过输出通道输出所述使能信号至对应的所述激光发射组件，以使对应的所述激光发射组件使能工作；

与所述多个激光接收组件连接的接收信号选择电路，用于根据第二开关选择信号选通与所述输出通道对应的接收通道，并通过选通的接收通道接收对应的所述激光接收组件反馈的回波信号；

与所述发射信号选择电路和所述接收信号选择电路分别连接的控制器，所述控制器用于按照设定时序依次同时输出所述第一开关选择信号和第二开关选择信号，以依次使能各所述激光发射组件，以及根据所述接收信号选择电路反馈的回波信号的时长确定所述待测物的距离；

与所述接收信号选择电路和多个所述激光发射组件连接的反馈调节电路，所述反馈调节电路将所述接收信号选择电路反馈的回波信号进行反馈脉宽调节，并输出脉宽与所述回波信号的脉宽负相关的高压驱动信号至对应使能工作的所述激光发射组件，以反向调节所述激光发射组件的激光脉冲的输出功率。

可选地，所述接收信号选择电路输出的回波信号均分输出至所述控制器和所述反馈调节电路。

可选地，所述反馈调节电路包括：

与所述接收信号选择电路连接的减法放大电路，所述减法放大电路，用于将参考信号与所述回波信号进行减法放大处理，并输出脉宽与所述回波信号的脉宽负相关的高压驱动信号；

与所述减法放大电路、多个所述激光发射组件和所述控制器分别连接的多通道开关电路，所述多通道开关选择信号根据第三开关选择信号选通与所述接收通道对应的反馈通道，并通过选通的反馈通道反馈输出所述高压驱动信号至对应使能工作的所述激光发射组件，以反向调节所述激光发射组件的激光脉冲的输出功率。

可选地，所述减法放大电路包括：

减法电路，所述减法电路用于将参考信号与回波信号进行减法处理，并输出脉宽与所述回波信号的脉宽负相关的脉宽调制信号；

与所述减法电路和所述多通道开关电路连接的放大电路，所述放大电路用于将所述脉宽调制信号进行功率放大，并输出脉宽与所述回波信号的脉宽负相关的高压驱动信号。

可选地，所述激光发射组件包括：

出射光学元件；

与所述出射光学元件对应设置的激光器，所述激光器用于根据电源信号和开关驱动信号输出对应功率大小的激光脉冲，并通过所述出射光学元件发射至所述待测物；

与所述激光器连接的开关驱动电路，所述开关驱动电路用于根据使能信号触发输出开关驱动信号至所述激光器，以使所述激光器使能工作；

与所述激光器连接的高压驱动电路，所述高压驱动电路用于根据高压驱动信号输出对应大小的电源信号至所述激光器。

可选地，所述激光接收组件包括：

接收光学元件；

与所述接收光学元件对应设置的激光探测器，所述激光探测器用于通过所述接收光学元件接收所述待测物对应反射的激光回波，并将所述激光回波转换为对应大小的回波信号；

与所述激光探测器和所述接收信号选择电路连接的第一信号处理电路，所述第一信号处理电路用于对所述回波信号进行滤波、放大处理。

可选地，所述发射信号选择电路和所述接收信号选择电路由模拟开关、解码器、一级或者多级级联的信号选择器中的一者构成。

可选地，所述多线激光雷达设备还包括：

连接在所述接收信号选择电路和所述控制器之间的第二信号处理电路，所述第二信号处理电路用于对输出至所述控制器的回波信号进行滤波、放大和整形处理，并将信号处理后的回波信号反馈至所述控制器。

可选地，所述多线激光雷达设备还包括：

转动平台，多个所述激光发射组件、多个所述激光接收组件、所述发射信号选择电路、所述接收信号选择电路、所述控制器和反馈调节电路设置于所述转动平台上；

与所述转动平台适配安装的底座；

设置于所述底座内的云台电机，所述云台电机用于带动所述转动平台旋转运动；

设置于所述底座内并与所述云台电机电性连接的控制通信电路，所述控制通信电路与所述控制器无线连接，所述控制通信电路用于输出电机驱动信号驱动所述云台电机转动，以及接收所述控制器输出的测距数据并反馈测距数据至终端设备。

本发明实施例的第二方面提了一种出光功率控制方法，适用于多线激光雷达设备，所述出光功率控制方法包括：

依次选择其中一个所述激光发射组件发射激光脉冲以及选择所有所述激光接收组件接收对应所述激光回波并转换输出回波信号；

依次对接收到最大幅值的回波信号进行反馈调节以及负反馈调节所述激光发射组件的激光脉冲的输出功率，以使除对应于当前发射激光脉冲的所述激光发射组件位置设置的激光接收组件外的其他激光接收组件接收到的回波信号小于预设脉宽阈值；

选择多路所述激光发射组件以调制后的输出功率的激光脉冲同步发射以及选择多路对应设置所述激光接收组件接收对应所述激光回波。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的多线激光雷达设备通过控制器选择驱动对应的激光发射组件，并通过对应设置的多个激光接收组件和接收信号选择电路获取对应接收通道的回波信号，反馈调节电路对回波信号进行信号处理，并输出脉宽与回波信号的脉宽负相关的高压驱动信号至对应的激光发射组件，应对不同反射率的待测物自动调节激光脉冲的输出功率，保证回波信号的幅值在预设范围内，保护激光接收组件的同时，提高回波信号的稳定性，减少信号失真，有效增加测距精度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的多线激光雷达设备的第一种结构示意图；

图2为本发明实施例提供的多线激光雷达设备中反馈调节的波形示意图；

图3为本发明实施例提供的多线激光雷达设备的第二种结构示意图；

图4为图1所示的多线激光雷达设备中减法放大电路的模块结构示意图；

图5为图1所示的多线激光雷达设备中激光发射组件的模块结构示意图；

图6为图1所示的多线激光雷达设备中激光接收组件的模块结构示意图；

图7为图1所示的多线激光雷达设备中接收信号选择电路的示例电路示意图；

图8为本发明实施例提供的多线激光雷达设备的第三种结构示意图；

图9为本发明实施例提供的多线激光雷达设备中底座和转动平台的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的多线激光雷达设备中云台电机和控制通信电路的模块结构示意图；

图11为本发明实施例提供的出光功率控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1示出了本发明较佳实施例提供的多线激光雷达设备的第一种结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

多线激光雷达设备100包括：

多个激光发射组件10，每一激光发射组件10受使能信号EN使能工作并以初始功率发射激光脉冲至待测物200，并受高压驱动信号PWM触发调节激光脉冲的输出功率；

多个激光接收组件20，多个激光接收组件20对应于多个激光发射组件10的位置设置，每一激光接收组件20用于接收待测物200对应反射的激光回波，并将激光回波转换为电信号类型的回波信号IN；

与多个激光发射组件10连接的发射信号选择电路30，用于根据第一开关选择信号对应选通输出通道，并通过输出通道输出使能信号EN至对应的激光发射组件10，以使对应的激光发射组件10使能工作；

与多个激光接收组件20连接的接收信号选择电路40，用于根据第二开关选择信号选通与输出通道对应的接收通道，并通过选通的接收通道接收对应的激光接收组件20反馈的回波信号IN；

与发射信号选择电路30和接收信号选择电路40分别连接的控制器50，控制器50用于按照设定时序依次同时输出第一开关选择信号和第二开关选择信号，以依次使能各激光发射组件10，以及根据接收信号选择电路40反馈的回波信号IN的时长确定待测物200的距离；

与接收信号选择电路40和多个激光发射组件10连接的反馈调节电路60，反馈调节电路60将接收信号选择电路40反馈的回波信号IN进行反馈脉宽调节，并输出脉宽与回波信号IN的脉宽负相关的高压驱动信号PWM至对应使能工作的激光发射组件10，以反向调节激光发射组件10的激光脉冲的输出功率。

本实施例中，激光发射组件10和激光接收组件20对应设置，其数量可相等或者不等，安装位置相对于待测物200对应设置，可对称设置或者非对称设置，例如第一激光发射组件和第一激光接收组件对称设置，第二激光发射组件和第二激光接收组件对称设置，等等，多组对应设置的激光发射组件10和激光接收组件20完成多束激光脉冲的发射和接收，实现多线激光雷达测距的目的。

其中，激光发射组件10根据接收到的使能信号EN和高压驱动信号PWM对应工作，并输出对应功率大小的激光脉冲至待测物200，其中，使能信号EN相当于启动信号，用于触发激光发射组件10从停止工作状态切换至工作状态，高压驱动信号PWM相当于驱动控制信号，用于控制激光发射组件10输出对应功率大小的激光脉冲。

发射信号选择电路30和接收信号选择电路40接收到对应的开关选择信号后，开通对应的输出通道和接收通道，输出通道和接收通道形成传输通道，每次开通的输出通道和接收通道对应设置，保证单束激光脉冲在同一传输通道中回波，提高测距精度，例如在驱动第一激光发射组件发射激光脉冲时，发射信号选择电路30中与第一激光发射组件连接的输出通道选通，并通过输出通道输出使能信号EN至第一激光发射组件，同时，与第一激光发射组件对应设置的激光接收组件接收第一激光发射组件在待测物200反射的激光回波，并进行光电转换输出对应的回波信号IN，同时，接收信号选择电路40中与第一激光接收组件连接的接收通道选通，并通过该接收通道输出回波信号IN至控制器50和反馈调节电路60，完成激光脉冲的发射、接收工作，其他传输通道以此类推。

其中，工作时，控制器50按照设定时序依次同时输出第一开关选择信号和第二开关选择信号至发射信号选择电路30和接收信号选择电路40，以依次驱动激光发射组件10发射一初始输出功率的激光脉冲，激光脉冲以对应角度出射，与之对应的激光接收组件20接收到在待测物200反射的激光回波，并转换为对应的回波信号IN，回波信号IN经接收信号选择电路40中对应的通道输出，其中，回波信号IN一部分传输至控制器50，控制器50根据激光脉冲发射的时间和接收到回波信号IN的时间的差值，获取待测物200的距离等信息，同时，回波信号IN的另一部分传输至反馈调节电路60，反馈调节电路60内设参考信号，参考信号和回波信号IN进行差值比较，从而转换输出脉宽与回波信号IN的脉宽负相关的高压驱动信号PWM至对应使能工作的激光发射组件10，如图2所示，反馈调节电路60将输入的回波信号IN进行负反馈调节，从而将小脉宽的回波信号IN转换为大脉宽的高压驱动信号PWM，或者将大脉宽的回波信号IN转换为小脉宽的高压驱动信号PWM，反馈调节输出后的高压驱动信号PWM输出至发射激光脉冲的激光发射组件10，从而改变激光发射组件10的激光脉冲的输出功率，应对不同反射率的待测物200自动调节激光脉冲的输出功率，保证回波信号IN的幅值在预设范围内，保护激光接收组件20的同时，提高回波信号IN的稳定性，减少信号失真，有效增加测距精度。

其中，激光发射组件10初始输出一固定功率的激光脉冲，其可在接收到使能信号EN时受使能信号EN触发输出，或者由反馈调节电路60在初始工作时输出一固定脉宽的高压驱动信号PWM，激光脉冲的初始功率的触发方式不限。

同时，使能信号EN可由控制器50在选通对应的输出通道时由发射信号选择电路30通过输出通道输出至激光发射组件10，或者在选通对应的输出通道时由控制器50输出，使能信号EN的输出方式可根据需求对应设置，在此不做具体限制。

可以理解的是，接收信号选择电路40输出的回波信号IN，可通过设置不同传输阻抗实现不同大小的分支输出至控制器50和反馈调节电路60，还可均分至控制器50和反馈调节电路60，其分支输出大小可根据需求对应设置，为了保证控制器50和反馈调节电路60均能实现各自对应的功能，提高测距和调节的可靠性，可选地，接收信号选择电路40输出的回波信号IN均分输出至控制器50和反馈调节电路60，即输出至控制器50和反馈调节电路60的回波信号IN大小相等。

反馈调节电路60可采用对应的负反馈调节电路60，例如减法电路611、比较电路等。

激光发射组件10可包括激光器12以及对应的光学元件，例如不同材质的光学透镜，具体结构和形状不限，同理，激光接收组件20可包括对应的光学元件和用于光电转换的转换结构，例如光电探测器，其具体结构和形状同样不限。

发射信号选择电路30和接收信号选择电路40可由对应的多通道开关电路62组成，可选地，发射信号选择电路30和接收信号选择电路40可由模拟开关、解码器、一级或者多级级联的信号选择器41中的一者构成，如图7所示，以接收信号选择电路40为例，其包括多个级联的信号选择器41，信号选择器41根据输入的开关选择信号对应连通对应的信号输入端和信号输出端，从而完成接收通道的选通并输出对应的回波信号IN至控制器50和反馈调节电路60。

如图3所示，可选地，反馈调节电路60包括：

与接收信号选择电路40连接的减法放大电路61，减法放大电路61，用于将参考信号与回波信号IN进行减法放大处理，并输出脉宽与回波信号IN的脉宽负相关的高压驱动信号PWM；

与减法放大电路61、多个激光发射组件10和控制器50分别连接的多通道开关电路62，多通道开关电路62根据第三开关选择信号选通与接收通道对应的反馈通道，并通过选通的反馈通道反馈输出高压驱动信号PWM至对应使能工作的激光发射组件10，以反向调节激光发射组件10的激光脉冲的输出功率。

本实施例中，减法放大电路61将参考信号与回波信号IN的脉宽进行差值比较，例如参考信号的脉宽为80，反馈的第一回波信号IN的脉宽为60，则差值比较后输出的脉宽为20，第二回波信号IN的脉宽为30，则差值比较后输出的脉宽为50，从而实现负反馈脉宽调节，同时，在进行了差值比较后，减法放大电路61还进行功率放大，以输出功率等级满足激光发射组件10工作参数的高压驱动信号PWM。

同时，多通道开关电路62中的反馈通道、发射信号选择电路30的输出通道和接收信号选择电路40的接收通道对应选通，例如，在驱动第一激光发射组件10发射激光脉冲时，发射信号选择电路30中与第一激光发射组件连接的输出通道选通，并通过输出通道输出使能信号EN至第一激光发射组件，同时，与第一激光发射组件对应设置的激光接收组件接收第一激光发射组件在待测物200反射的激光回波，并进行光电转换输出对应的回波信号IN，同时，接收信号选择电路40中与第一激光接收组件连接的接收通道选通，并通过该接收通道输出回波信号IN至控制器50和减法放大电路61，减法放大电路61输出负反馈调节后的高压驱动信号PWM后，多通道开关电路62中与第一激光发射组件10连接的对应开关选通，并反馈高压驱动信号PWM至第一激光发射组件，从而完成激光脉冲的发射、接收和调节工作，其他传输通道以此类推。

其中，多通道开关电路62可采用多通道开关芯片，或者由多个受控开关组合构成，其具体结构不限。

减法放大电路61可采用对应的减法单元和放大单元，如图4所示，可选地，减法放大电路61包括：

减法电路611，减法电路611用于将参考信号与回波信号IN进行减法处理，并输出脉宽与回波信号IN的脉宽负相关的脉宽调制信号；

与减法电路611和多通道开关电路62连接的放大电路612，放大电路612用于将脉宽调制信号进行功率放大，并输出脉宽与回波信号IN的脉宽负相关的高压驱动信号PWM。

其中，减法电路611完成差值比较，例如参考信号的脉宽为80，反馈的第一回波信号IN的脉宽为60，则差值比较后输出的脉宽为20，第二回波信号IN的脉宽为30，则差值比较后输出的脉宽为50，从而实现负反馈脉宽调节，同时，在进行了差值比较后，放大电路612还进行功率放大，以输出功率等级满足激光发射组件10工作参数的高压驱动信号PWM。

减法电路611可采用对应的比较器结构，从而实现减法处理，完成负反馈输入输出，放大电路612可采用对应结构的功率放大器。

如图5所示，可选地，激光发射组件10包括：

出射光学元件11；

与出射光学元件11对应设置的激光器12，激光器12用于根据电源信号和开关驱动信号输出对应功率大小的激光脉冲，并通过出射光学元件11发射至待测物200；

与激光器12连接的开关驱动电路13，开关驱动电路13用于根据使能信号EN触发输出开关驱动信号至激光器12，以使激光器12使能工作；

与激光器12连接的高压驱动电路14，高压驱动电路14用于根据高压驱动信号PWM输出对应大小的电源信号至激光器12。

本实施例中，出射光学元件11为光学透镜，用于传递聚光激光脉冲，同时，开关驱动电路13和高压驱动电路14作为激光器12的驱动电路，分别输出开关驱动信号和电源信号至激光器12，开关驱动信号相等于开关信号，用于使能控制激光器12工作，电源信号作为输入电源，驱动激光器12输出对应功率大小的激光脉冲。

其中，开关驱动电路13可采用对应的信号转换电路，例如电平处理电路，信号放大电路等。

高压驱动电路14包括对应的电源模块以及开关电路，用于根据高压驱动信号PWM转换所需大小的电源信号，其具体结构可根据需求对应设置。

对应地，如图6所示，可选地，激光接收组件20包括：

接收光学元件21；

与接收光学元件21对应设置的激光探测器22，激光探测器22用于通过接收光学元件21接收待测物200对应反射的激光回波，并将激光回波转换为对应大小的回波信号IN；

与激光探测器22和接收信号选择电路40连接的第一信号处理电路23，第一信号处理电路23用于对回波信号IN进行滤波、放大处理。

本实施例中，接收光学元件21与出射光学元件11对应设置，并分别用于接收和发射激光脉冲，接收光学元件21可采用不同材料的光学透镜，激光探测器22实现光电转换，并将接收光学元件21反馈的激光回波转换为对应的电信号类型的回波信号IN，同时，回波信号IN经过第一信号处理电路23进行滤波、功率放大后输出至接收信号选择电路40，并通过对应的接收通道反馈至反馈调节电路60和控制器50，完成激光脉冲发射、接收和调节工作。

其中，第一信号处理电路23可包括滤波电路、功率放大电路612等结构，具体根据输出的回波信号IN的参数需求对应设置。

如图8所示，可选地，多线激光雷达设备100还包括：

连接在接收信号选择电路40和控制器50之间的第二信号处理电路70，第二信号处理电路70用于对输出至控制器50的回波信号IN进行滤波、放大和整形处理，并将信号处理后的回波信号IN反馈至控制器50。

本实施例中，为了适配控制器50的工作参数需求，接收信号选择电路40和控制器50之间还设置有第二信号处理电路70，完成对回波信号IN的进一步信号处理，包括滤波、放大和整形处理，对应地，第二信号处理电路70可包括对应的滤波电路、功率放大电路612、整形电路等结构，具体根据控制器50的工作参数需求对应设置。

如图9和图10所示，可选地，多线激光雷达设备100还包括：

转动平台81，多个激光发射组件10、多个激光接收组件20、发射信号选择电路30、接收信号选择电路40、控制器50和反馈调节电路60设置于转动平台81上；

与转动平台81适配安装的底座82；

设置于底座82内的云台电机83，云台电机83用于带动转动平台81旋转运动；

设置于底座82内并与云台电机83电性连接的控制通信电路84，控制通信电路84与控制器50无线连接，控制通信电路84用于输出电机驱动信号驱动云台电机83转动，以及接收控制器50输出的测距数据并反馈测距数据至终端设备300。

本实施例中，控制通信电路84用于驱动云台电机83转动，进而带动转动平台81旋转运动，设置于转动平台81上的多个激光发射组件10、多个激光接收组件20、发射信号选择电路30、接收信号选择电路40、控制器50和反馈调节电路60实现聚光测距，进而实现360°视场下扫描测距，同时，控制器50输出的测距数据通过无线方式输出至控制通信电路84，进而输出至终端设备300，由此完成激光雷达的全部功能。

其中，控制通信电路84可包括对应的控制器50、驱动电路和通讯模块，其具体结构可根据云台电机83、控制器50和终端设备300的具体结构具体设置。

本发明实施例的第二方面提了一种出光功率控制方法，适用于如上所述的多线激光雷达设备100，出光功率控制方法包括如下步骤：

S10、依次选择其中一个激光发射组件10发射激光脉冲以及选择所有激光接收组件20接收对应激光回波并转换输出回波信号IN；

S20、依次对接收到最大幅值的回波信号IN进行反馈调节以及负反馈调节激光发射组件10的激光脉冲的输出功率，以使除对应于当前发射激光脉冲的激光发射组件10位置设置的激光接收组件20外的其他激光接收组件20接收到的回波信号IN小于预设脉宽阈值；

S30、选择多路激光发射组件10以调制后的输出功率的激光脉冲同步发射以及选择多路对应设置激光接收组件20接收对应激光回波。

本实施例中，控制器50通过依次输出第一开关选择信号至发射信号选择电路30，以使各激光发射组件10依次触发输出激光脉冲，同时，在每一路激光发射组件10激光脉冲时，控制所有的激光接收组件20均收到反射的激光回波，由于只有与当前发出激光脉冲的激光发射组件10对应的激光接收组件20接收的激光回波和转换输出的回波信号IN幅值最大，以此回波信号IN为参考，通过反馈调节电路60，调节下一次发光周期内该路激光脉冲的输出功率，使得其他路接收到的回波信号IN降至预设脉宽阈值下，从而达到滤除该路在其他路的干扰，通过依次周期校准，每一路激光发射组件10均被校准，此时控制器50通过输出对应的开关选择信号，使得多线激光雷达自适应调节出光功率，使得出光功率处于最佳状态，从而实现多路激光同步发射，提高激光重频。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多线激光雷达设备，其特征在于，包括：

多个激光发射组件，每一所述激光发射组件受使能信号使能工作并以初始功率发射激光脉冲至待测物，并受高压驱动信号触发调节激光脉冲的输出功率；

多个激光接收组件，多个所述激光接收组件对应多个所述激光发射组件的位置设置，每一所述激光接收组件用于接收所述待测物对应反射的激光回波，并将所述激光回波转换为电信号类型的回波信号；

与多个所述激光发射组件连接的发射信号选择电路，用于根据第一开关选择信号对应选通输出通道，并通过输出通道输出所述使能信号至对应的所述激光发射组件，以使对应的所述激光发射组件使能工作；

与所述多个激光接收组件连接的接收信号选择电路，用于根据第二开关选择信号选通与所述输出通道对应的接收通道，并通过选通的接收通道接收对应的所述激光接收组件反馈的回波信号；

与所述发射信号选择电路和所述接收信号选择电路分别连接的控制器，所述控制器用于按照设定时序依次同时输出所述第一开关选择信号和第二开关选择信号，以依次使能各所述激光发射组件，以及根据所述接收信号选择电路反馈的回波信号的时长确定所述待测物的距离；

与所述接收信号选择电路和多个所述激光发射组件连接的反馈调节电路，所述反馈调节电路将所述接收信号选择电路反馈的回波信号进行反馈脉宽调节，并输出脉宽与所述回波信号的脉宽负相关的高压驱动信号至对应使能工作的所述激光发射组件，以反向调节所述激光发射组件的激光脉冲的输出功率。

2.如权利要求1所述的多线激光雷达设备，其特征在于，所述接收信号选择电路输出的回波信号均分输出至所述控制器和所述反馈调节电路。

3.如权利要求1所述的多线激光雷达设备，其特征在于，所述反馈调节电路包括：

与所述接收信号选择电路连接的减法放大电路，所述减法放大电路，用于将参考信号与所述回波信号进行减法放大处理，并输出脉宽与所述回波信号的脉宽负相关的高压驱动信号；

与所述减法放大电路、多个所述激光发射组件和所述控制器分别连接的多通道开关电路，所述多通道开关选择信号根据第三开关选择信号选通与所述接收通道对应的反馈通道，并通过选通的反馈通道反馈输出所述高压驱动信号至对应使能工作的所述激光发射组件，以反向调节所述激光发射组件的激光脉冲的输出功率。

4.如权利要求3所述的多线激光雷达设备，其特征在于，所述减法放大电路包括：

减法电路，所述减法电路用于将参考信号与回波信号进行减法处理，并输出脉宽与所述回波信号的脉宽负相关的脉宽调制信号；

与所述减法电路和所述多通道开关电路连接的放大电路，所述放大电路用于将所述脉宽调制信号进行功率放大，并输出脉宽与所述回波信号的脉宽负相关的高压驱动信号。

5.如权利要求1所述的多线激光雷达设备，其特征在于，所述激光发射组件包括：

出射光学元件；

与所述出射光学元件对应设置的激光器，所述激光器用于根据电源信号和开关驱动信号输出对应功率大小的激光脉冲，并通过所述出射光学元件发射至所述待测物；

与所述激光器连接的开关驱动电路，所述开关驱动电路用于根据使能信号触发输出开关驱动信号至所述激光器，以使所述激光器使能工作；

与所述激光器连接的高压驱动电路，所述高压驱动电路用于根据高压驱动信号输出对应大小的电源信号至所述激光器。

6.如权利要求1所述的多线激光雷达设备，其特征在于，所述激光接收组件包括：

接收光学元件；

与所述接收光学元件对应设置的激光探测器，所述激光探测器用于通过所述接收光学元件接收所述待测物对应反射的激光回波，并将所述激光回波转换为对应大小的回波信号；

与所述激光探测器和所述接收信号选择电路连接的第一信号处理电路，所述第一信号处理电路用于对所述回波信号进行滤波、放大处理。

7.如权利要求1所述的多线激光雷达设备，其特征在于，所述发射信号选择电路和所述接收信号选择电路由模拟开关、解码器、一级或者多级级联的信号选择器中的一者构成。

8.如权利要求1所述的多线激光雷达设备，其特征在于，所述多线激光雷达设备还包括：

连接在所述接收信号选择电路和所述控制器之间的第二信号处理电路，所述第二信号处理电路用于对输出至所述控制器的回波信号进行滤波、放大和整形处理，并将信号处理后的回波信号反馈至所述控制器。

9.如权利要求1所述的多线激光雷达设备，其特征在于，所述多线激光雷达设备还包括：

转动平台，多个所述激光发射组件、多个所述激光接收组件、所述发射信号选择电路、所述接收信号选择电路、所述控制器和反馈调节电路设置于所述转动平台上；

与所述转动平台适配安装的底座；

设置于所述底座内的云台电机，所述云台电机用于带动所述转动平台旋转运动；

设置于所述底座内并与所述云台电机电性连接的控制通信电路，所述控制通信电路与所述控制器无线连接，所述控制通信电路用于输出电机驱动信号驱动所述云台电机转动，以及接收所述控制器输出的测距数据并反馈测距数据至终端设备。

10.一种出光功率控制方法，适用于如权利要求1～9任意一项所述的多线激光雷达设备，其特征在于，所述出光功率控制方法包括：

依次选择其中一个所述激光发射组件发射激光脉冲以及选择所有所述激光接收组件接收对应所述激光回波并转换输出回波信号；

依次对接收到最大幅值的回波信号进行反馈调节以及负反馈调节所述激光发射组件的激光脉冲的输出功率，以使除对应于当前发射激光脉冲的所述激光发射组件位置设置的激光接收组件外的其他激光接收组件接收到的回波信号小于预设脉宽阈值；

选择多路所述激光发射组件以调制后的输出功率的激光脉冲同步发射以及选择多路对应设置的所述激光接收组件接收对应所述激光回波。

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