CN207663059U - 一种成像激光雷达系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种成像激光雷达系统，包括用于采集目标场景3D图像数据的MEMS激光雷达模块,用于采集目标场景图像视频的CMOS传感器，用于处理图像视频和3D图像数据以及对图像视频和3D图像数据进行融合的处理模块，用于驱动MEMS激光雷达模块的驱动模块，用于输入用户选择的处理模式的选择模块，存储模块和接口模块，MEMS激光雷达模块、CMOS传感器、存储模块、选择模块、驱动模块和接口模块均与处理模块电连接。本实用新型既能获得图像视频和3D图像数据，也能获得图像视频和3D数据融合的合成图像，测量频率高，图像清晰，用户可以将输出的数据对接AP、SOC、DSP、GPU等处理器平台，实现多种高端应用。

Description

一种成像激光雷达系统

技术领域

本实用新型属于雷达技术领域，具体涉及一种成像激光雷达系统。

背景技术

激光雷达是光、机、电一体化设备，属于较为高端的仪器设备，是一种使用准直光束进行非接触式目标物体扫描测距的设备，通过将用于测距的准直光束，如激光进行一定范围内的旋转，即可实现对所在环境内的物体进行扫描测距、测速，并提取出环境的轮廓信息，很容易识别目标。因此激光雷达在军事、航空航天、智能汽车、无人机、机器人等领域有广泛的应用。但是传统的成像激光雷达输出的全是“点云图”，要求后端处理平台性能非常好，对于一些复杂的应用环境有点力不从心，需要多信息条件配合才能够完成任务。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种测量频率高，成像清晰的成像激光雷达系统，既能获得图像视频和3D图像数据，也能获得图像视频和3D数据融合的合成图像。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种成像激光雷达系统，包括用于采集目标场景3D图像数据的MEMS激光雷达模块, 用于采集目标场景图像视频的CMOS传感器，用于处理图像视频和3D图像数据以及对图像视频和3D图像数据进行融合的处理模块，用于驱动MEMS激光雷达模块的驱动模块，用于输入用户选择的处理模式的选择模块，存储模块和接口模块，MEMS激光雷达模块、CMOS传感器、存储模块、选择模块、驱动模块和接口模块均与处理模块电连接。

进一步地，MEMS激光雷达模块包括激光器、MEMS微镜、透镜、光电探测器和信号处理器，激光器发出的激光束入射到MEMS微镜，MEMS微镜根据预设指定旋转角度折射入射激光束并经过透镜发出对目标场景进行激光扫描，目标场景将激光反射至光电探测器上，光电探测器将激光信号转化为回旋脉冲信号，回旋脉冲信号输入给信号处理器，信号处理器处理回旋脉冲信号获得3D图像数据。

进一步地，处理模式为图像视频输出模式、3D图像数据输出模式和图像视频与3D图像数据融合后的合成图像输出模式。

优选地，处理模块为FPGA模块或ASIC模块。

优选地，存储模块为DDR RAM存储器。

优选地，接口模块为ITU接口模块或者MIPI接口模块。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型既能获得图像视频和3D图像数据，也能获得图像视频和3D数据融合的合成图像，测量频率高，合成图像成像清晰，3D数据详细，用户可以将输出的图像和数据对接AP、SOC、DSP、GPU等处理器平台，实现多种高端应用，如手机、汽车、无人机、机器人等各种智能设备上。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中MEMS激光雷达模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1和图2，对本实用新型的实施方式和具体的操作过程作详细说明，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

本实用新型公开了一种成像激光雷达系统，如图1所示，包括MEMS激光雷达模块、CMOS传感器、处理模块、驱动模块、选择模块、存储模块和接口模块，MEMS激光雷达模块、CMOS传感器、存储模块、选择模块、驱动模块和接口模块均与处理模块电连接。

MEMS激光雷达模块用于采集目标场景的3D图像数据，如图2所示包括激光器1、MEMS微镜2、透镜3、光电探测器4和信号处理器5，激光器1发出的激光束入射到MEMS微镜2，MEMS微镜2根据预设指定旋转角度折射入射激光束并经过透镜3发出对目标场景进行激光扫描，然后目标场景将反射激光通过透镜3反射至光电探测器4上，光电探测器4将激光信号转化为回旋脉冲信号，信号处理器5接收并处理回旋脉冲信号获得3D图像数据。

CMOS传感器接收处理模块的命令，采集同一目标场景的图像视频，处理模块用于处理图像视频和3D图像数据以及对图像视频和3D图像数据进行融合，也可以发出指令给驱动模块，驱动MEMS激光雷达模块工作，处理模块为FPGA模块或ASIC模块。CMOS传感器采集的图像视频通过接口模块输入到FPGA模块或ASIC模块，接口模块为ITU接口模块或者MIPI接口模块，MEMS激光雷达模块将采集的目标场景的3D数据通过Analog接口输入到FPGA或ASIC处理模块，基于用户选择的处理模式，选择模块将指令传达给处理模块，处理模式为图像视频输出模式、3D图像数据输出模式和图像视频与3D图像数据融合后的合成图像输出模式三种模式，处理模块根据相应指令对采集的数据进行处理，当用户选择输出图像视频模式时，处理模块对CMOS传感器采集的信息进行处理并输出；当用户选择输出3D图像数据时，处理模块对MEMS激光雷达模块采集的数据进行处理后输出；当用户选择输出图像视频与3D图像数据融合后的合成图像时，处理模块对图像进行融合处理，处理采用点云视图算法实现。存储模块将FPGA模块或ASIC模块处理后的数据进行存储，在本实施例中存储模块为DDR RAM存储器。被处理后的数据也可以通过ITU接口借助HD-SDI的PHY输出，或者通过MIPI接口的PHY输出，输出的数据可以对接AP、SOC、DSP、GPU等处理器平台，可被广泛应用于智能汽车、智能手机、机器人、无人机等各种智能设备上。

本实用新型采用CMOS传感器和MEMS激光雷达模块，既能获得图像视频和3D图像数据，也能获得图像视频和3D数据融合的合成图像，采用MEMS激光雷达模块提高了测量频率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种成像激光雷达系统，其特征在于，包括用于采集目标场景3D图像数据的MEMS激光雷达模块, 用于采集目标场景图像视频的CMOS传感器，用于处理图像视频和3D图像数据以及对图像视频和3D图像数据进行融合的处理模块，用于驱动MEMS激光雷达模块的驱动模块，用于输入用户选择的处理模式的选择模块，存储模块和接口模块，MEMS激光雷达模块、CMOS传感器、存储模块、选择模块、驱动模块和接口模块均与处理模块电连接。

2.根据权利要求1所述的成像激光雷达系统，其特征在于，MEMS激光雷达模块包括激光器、MEMS微镜、透镜、光电探测器和信号处理器，激光器发出的激光束入射到MEMS微镜，MEMS微镜根据预设指定旋转角度折射入射激光束并经过透镜发出对目标场景进行激光扫描，目标场景将激光反射至光电探测器上，光电探测器将激光信号转化为回旋脉冲信号，回旋脉冲信号输入给信号处理器，信号处理器处理回旋脉冲信号获得3D图像数据。

3.根据权利要求1所述的成像激光雷达系统，其特征在于，处理模式为图像视频输出模式、3D图像数据输出模式和图像视频与3D图像数据融合后的合成图像输出模式。

4.根据权利要求1所述的成像激光雷达系统，其特征在于，处理模块为FPGA模块或ASIC模块。

5.根据权利要求1所述的成像激光雷达系统，其特征在于，存储模块为DDR RAM存储器。

6.根据权利要求1所述的成像激光雷达系统，其特征在于，接口模块为ITU接口模块或者MIPI接口模块。