CN210572724U

CN210572724U - 激光雷达电路系统及激光雷达

Info

Publication number: CN210572724U
Application number: CN201821930184.1U
Authority: CN
Inventors: 邱纯鑫; 刘乐天
Original assignee: Suteng Innovation Technology Co Ltd
Current assignee: Suteng Innovation Technology Co Ltd
Priority date: 2018-11-21
Filing date: 2018-11-21
Publication date: 2020-05-19
Anticipated expiration: 2028-11-21

Abstract

本实用新型的实施例中公开了一种激光雷达电路系统及激光雷达，电路系统包括：发射控制模块，用于控制激光雷达的发射单元；接收控制模块，用于控制激光雷达的接收单元；扫描控制模块，用于控制激光雷达的振镜；预处理模块，包括多个预处理支路，所述每个预处理支路用于对所述接收单元接收到的反射激光进行预处理；数据处理模块，与所述预处理模块相连，用于对预处理后的数据进行处理，获得测距信息。本实用新型的电路系统的预处理模块包括多个预处理支路，可以多路并行同时处理接收单元接收到的反射激光，从而提高了效率，处理数据速度快，此外，本实用新型实施例的电路系统包括多种控制模块，但集成度高，体积小。

Description

激光雷达电路系统及激光雷达

技术领域

本实用新型涉及电路领域，特别涉及一种激光雷达电路系统及激光雷达。

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。

激光雷达主要发射单元、接收单元和处理单元，发射单元用来发射激光光束，接收单元用来接收反射光束，处理单元对接收到的反射光束进行处理，并从中获取目标相关信息。激光雷达的上述功能单元均是由电路控制的，但现有技术中的激光雷达相关电路都是分离原件，集成度很低、功耗大；不适合集成多路激光检测通，且数据量大，无效数据多，对后端测距逻辑部分的处理能力要求高，造成处理速度较慢。

现有技术中的电路还无法满足激光雷达的需求。

实用新型内容

本实用新型实施例中提供了一种激光雷达电路系统和激光雷达，处理速度快，集成度高，体积小。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例公开了如下技术方案：

一方面，提供了一种激光雷达电路系统，包括：

发射控制模块，用于控制激光雷达的发射单元；

接收控制模块，用于控制激光雷达的接收单元；

扫描控制模块，用于控制激光雷达的振镜；

预处理模块，包括多个预处理支路，所述每个预处理支路用于对所述接收单元接收到的反射激光进行预处理；

数据处理模块，与所述预处理模块相连，用于对预处理后的数据进行处理，获得测距信息。

可选的，所述发射控制模块控制激光雷达的发射单元，包括：

控制所述发射单元发射激光的间隔、功率；

控制所述发射单元的充能。

可选的，所述接收控制模块控制激光雷达的接收单元，包括：

从所述激光雷达的多个接收单元中选择一个或多个接收单元来接收反射激光。

可选的，所述接收控制模块还用于：

控制所述接收单元的偏压；

控制所述接收单元的增益。

可选的，每个所述预处理支路与一个所述接收单元相连；和/或

多个每个预处理支路与一个每个接收单元相连；和/或

每个所述预处理支路与多个所述接收单元相连。

可选的，所述预处理支路包括：

放大器，用于放大所述接收单元输出的模拟回波信号；

模数转换器，用于将所述放大器放大后的模拟回波信号转化为数字回波信号；

预处理单元，用于对所述数字回波信号进行预处理。

可选的，所述预处理单元包括：

滤波单元，用于对所述数字回波信号进行滤波；

整形单元，用于对滤波后的数字回波信号整形；

校正单元，用于对整形后的数字回波信号进行基线校准；

补偿单元，用于对基线校准后的数字回波信号进行数字时间增益补偿；

检波单元，用于对数字时间增益补偿后的数字回波信号进行检波；

仲裁单元，用于对检波后的数字信号进行仲裁。

可选的，所述扫描控制模块控制激光雷达的振镜，包括：

根据数据处理模块获得的测距数据调整所述振镜的扫描。

可选的，所述发射控制模块、接收控制模块及扫描控制模块同步控制。

第二方面，提供了一种激光雷达，包括：

发射单元，用于发射出射激光；

接收单元，用于接收反射激光，所述反射激光为出射激光被反射后的激光；

振镜，用于改变所述出射激光的方向；

发射控制模块，用于控制所述发射单元；

接收控制模块，用于控制所述接收单元；

扫描控制模块，用于控制所述振镜；

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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所示为本实用新型实施例的激光雷达电路系统的示意图；

图2所示为本实用新型实施例的预处理支路的示意图。

具体实施方式

本实用新型如下实施例提供了一种激光雷达电路系统及激光雷达，集成度较高，处理数据速度快，效率高。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

图1所示为本实用新型实施例的激光雷达电路系统的示意图，如图1所示，所述激光雷达电路系统包括：

发射控制模块110，用于控制激光雷达的发射单元；

接收控制模块120，用于控制激光雷达的接收单元；

扫描控制模块130，用于控制激光雷达的振镜；

预处理模块140，包括多个预处理支路，所述每个预处理支路用于对所述接收单元接收到的反射激光进行预处理；

数据处理模块150，与所述预处理模块相连，用于对预处理后的数据进行处理，获得测距信息。

本实用新型实施例中，所述发射控制模块110控制激光雷达的发射单元，包括：

控制所述发射单元发射激光的间隔、功率；

控制所述发射单元的充能。

发射激光的间隔、功率都是可以控制的，通过控制发射激光的间隔、功率等可以发射经过编码后的出射激光，提高激光雷达的抗干扰性能；此外，控制发射单元的充能也可以控制出射激光的功率等。

本实用新型实施例中，发射控制模块100对激光雷达发射单元的控制包括但并不限于以上描述的情况，还可以控制发射单元的启动、关闭等，在此不再赘述。

本实用新型实施例中，所述接收控制模块120控制激光雷达的接收单元，包括：

本实用新型实施例中，所述接收控制模块120还用于：

控制所述接收单元的偏压；

控制所述接收单元的增益。

激光雷达的视场范围较大，单个接收器可能无法覆盖所有的视场范围，所以激光雷达的接收单元可以是由多个接收器拼接而成的。此外，激光雷达中，为了提高容错率，对于相同的视场范围，也可能采用多个接收器来接收；另外，有些激光雷达中采用多个接收器来接收反射激光，和后续的处理相对应，也可以提高激光雷达的准确率。

因此，在本实用新型实施例中，接收控制模块120可以根据需求来选择某一个时间段内由一个或多个接收单元来接收反射激光。

本实用新型实施例中，预处理模块140包括多个预处理支路，每个所述预处理支路与一个所述接收单元相连；和/或

多个每个预处理支路与一个每个接收单元相连；和/或

每个所述预处理支路与多个所述接收单元相连。

预处理支路是对接收单元输出的数据进行预处理的，因此预处理支路与接收单元的连接方式与接收单元的拼接方式、工作方式等有关，因此连接方式也是多样的。

图2所示为本实用新型实施例的预处理支路的示意图，如图2所示，所述预处理支路包括：

放大器210，用于放大所述接收单元输出的模拟回波信号；

模数转换器220，用于将所述放大器放大后的模拟回波信号转化为数字回波信号；

预处理单元230，用于对所述数字回波信号进行预处理。

如图2所示，本实用新型实施例中，所述预处理单元230包括：

滤波单元231，用于对所述数字回波信号进行滤波；

整形单元232，用于对滤波后的数字回波信号整形；

校正单元233，用于对整形后的数字回波信号进行基线校准；

补偿单元234，用于对基线校准后的数字回波信号进行数字时间增益补偿；

检波单元235，用于对数字时间增益补偿后的数字回波信号进行检波；

仲裁单元236，用于对检波后的数字信号进行仲裁。

图2中示出了3个预处理支路。

本实用新型实施例中，预处理单元230可以包含上述所有功能单元，或可以包含其中部分功能单元，例如预处理单元中可以没有整形单元232或没有其他功能单元，在此不再赘述。

本实用新型实施例中，所述扫描控制模块控制激光雷达的振镜，包括：

根据数据处理模块获得的测距数据调整所述振镜的扫描。

激光雷达根据当前获得的测距数据可以调整振镜的扫描速度、扫描角度、扫描范围、扫描密度等；激光雷达还可以根据当前获得的测距数据以及前一个扫描周期或前几个扫描周期内获得的测距数据之间的比较，来调整振镜；激光雷达还可以根据当前获得的测距数据与预设测距数据之间的比较来调整振镜。可见，扫描控制模块对激光雷达振镜的控制可以是闭环控制、开环控制，或者开环、闭环相结合的控制，具体方式在此不再赘述。

本实用新型实施例中，所述发射控制模块、接收控制模块及扫描控制模块同步控制。

本实用新型实施例提供了一种激光雷达电路系统，包括：发射控制模块，用于控制激光雷达的发射单元；接收控制模块，用于控制激光雷达的接收单元；扫描控制模块，用于控制激光雷达的振镜；预处理模块，包括多个预处理支路，所述每个预处理支路用于对所述接收单元接收到的反射激光进行预处理；数据处理模块，与所述预处理模块相连，用于对预处理后的数据进行处理，获得测距信息。本实用新型的电路系统的预处理模块包括多个预处理支路，可以多路并行同时处理接收单元接收到的反射激光，从而提高了效率，处理数据速度快，此外，本实用新型实施例的电路系统包括多种控制模块，但集成度高，体积小。

本实用新型实施例还提供了一种激光雷达，包括：

发射单元，用于发射出射激光；

振镜，用于改变所述出射激光的方向；

发射控制模块，用于控制所述发射单元；

接收控制模块，用于控制所述接收单元；

扫描控制模块，用于控制所述振镜；

本领域的技术人员可以清楚地了解到本实用新型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，本实用新型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)执行本实用新型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。

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

Claims

1.一种激光雷达电路系统，其特征在于，包括：

发射控制模块，用于控制激光雷达的发射单元；

接收控制模块，用于控制激光雷达的接收单元；

扫描控制模块，用于控制激光雷达的振镜；

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发射控制模块控制激光雷达的发射单元，包括：

控制所述发射单元发射激光的间隔、功率；

控制所述发射单元的充能。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接收控制模块控制激光雷达的接收单元，包括：

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述接收控制模块还用于：

控制所述接收单元的偏压；

控制所述接收单元的增益。

5.如权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，每个所述预处理支路与一个所述接收单元相连；和/或

多个每个预处理支路与一个每个接收单元相连；和/或

每个所述预处理支路与多个所述接收单元相连。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述预处理支路包括：

放大器，用于放大所述接收单元输出的模拟回波信号；

预处理单元，用于对所述数字回波信号进行预处理。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述预处理单元包括：

滤波单元，用于对所述数字回波信号进行滤波；

整形单元，用于对滤波后的数字回波信号整形；

校正单元，用于对整形后的数字回波信号进行基线校准；

仲裁单元，用于对检波后的数字信号进行仲裁。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述扫描控制模块控制激光雷达的振镜，包括：

根据数据处理模块获得的测距数据调整所述振镜的扫描。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发射控制模块、接收控制模块及扫描控制模块同步控制。

10.一种激光雷达，其特征在于，包括：

发射单元，用于发射出射激光；

振镜，用于改变所述出射激光的方向；

发射控制模块，用于控制所述发射单元；

接收控制模块，用于控制所述接收单元；

扫描控制模块，用于控制所述振镜；