基于固态面阵激光雷达的宽视角校正环境感知方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113791427A(43)申请公布日2021.12.14(21)申请号202110906538.9G01S7/4863(2020.01)(22)申请日2021.08.09(71)申请人苏州芯澄辉微电子有限公司地址215000江苏省苏州市相城区元和街道聚茂街185号活力商务广场A栋2102C室(72)发明人武丹李钰杰王超余国义高传宝(74)专利代理机构北京化育知识产权代理有限公司11833代理人闫露露(51)Int.Cl.G01S17/931(2020.01)G01S7/497(2006.01)G01S7/48(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称基于固态面阵激光雷达的宽视角校正环境感知方法及系统(57)摘要本发明涉及一种基于固态面阵激光雷达的宽视角校正环境感知方法及系统，感知方法包括包括如下步骤：激光发射器发射激光束，激光束经发射端光学模块后照射到目标物体表面并反射回波，回波经过接收端光学模块扩展视场角后被光电探测阵列接收，光电探测阵列把接收的光强转化为光电流，光电流经前置模拟放大模块自适应动态法放大并装换为电压信号，电压信号经过模数转化器转化为数字信号，数字信号在后端数字处理器中进行处理，处理后的数据经过数据收发器存入数据存储器。本发明通过在激光雷达接收端增加接收端光学模块、前置模拟放大模块、后端数字处理器，在不损失探测精度的前提下提高了面阵激光雷达的视场角。CN113791427ACN113791427A权利要求书1/2页1.一种基于固态面阵激光雷达的宽视角校正环境感知方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)光源驱动电路驱动激光发射器发射激光束；(2)激光束经发射端光学模块后照射到目标物体表面并反射回波；(3)回波经过接收端光学模块扩展视场角后被光电探测阵列接收；(4)光电探测阵列把接收的光强转化为光电流；(5)光电流经前置模拟放大模块自适应动态法放大并装换为电压信号；(6)电压信号经过模数转化器转化为数字信号；(7)数字信号在后端数字处理器中进行处理，通过畸变校正算法对宽视场角光学成像信号进行校正，以减小像的误差；(8)处理后的数据经过数据收发器存入数据存储器。2.根据权利要求1所述的基于固态面阵激光雷达的宽视角校正环境感知方法，其特征在于，所述回波经过接收端光学模块扩展视场角具体为：回波首先经过接收端光学模块中的双胶合透镜组，初步减小像差，紧接着经过正透镜组，形成远方物心，以减小边缘视场光线在每个面上的入射出射角度，以达到扩展视场角的效果，最后经过窄带滤波片进行滤波，保证入射波长的激光具有高透过率。3.根据权利要求1所述的基于固态面阵激光雷达的宽视角校正环境感知方法，其特征在于，所述光电流经前置模拟放大模块自适应动态法放大并装换为电压信号具体为：光电流经过前置跨阻放大器转化为电压信号，经过比较器与参考电压进行比较，比较后产生的反馈信号发送至增益可调器中，从而调节前置跨阻放大器的增益。4.根据权利要求1所述的基于固态面阵激光雷达的宽视角校正环境感知方法，其特征在于，所述激光发射器发射激光束的波长为850nm‑950nm。5.根据权利要求1所述的基于固态面阵激光雷达的宽视角校正环境感知方法，其特征在于，光电探测阵列的探测器为雪崩光电二极管(APD)探测器。6.根据权利要求1所述的基于固态面阵激光雷达的宽视角校正环境感知方法，其特征在于，所以数字信号在后端数字处理器中进行处理中，通过数字专用集成电路(ASIC)实现畸变校正算法，对宽视场角光学成像信号进行校正。7.一种基于固态面阵激光雷达的宽视角校正环境感知系统，其特征在于，包括激光发射器、发射端光学模块、接收端光学模块、光电探测阵列、前置模拟放大器、模拟数字转换器、后端数字处理器、数据收发器和数据存储器；所述激光发射器用于发射激光束，所述发射端光学模块将激光束照射到目标物体上；所述接收端光学模块用于扩展目标物体反射回波的视场角；所述光电探测阵列接收用于将接受的光强转化为光电流；所述前置模拟放大模块用于将光电流放大并转化为电压信号；所述模数转化器用于将电压信号转化为数字信号；所述后端数字处理器用于将数字信号进行处理，通过畸变校正算法对宽视场角光学成像信号进行校正；所述数据存储器用于存储处理后的数据。8.根据权利要求7所述的基于固态面阵激光雷达的宽视角校正环境感知方法，其特征2CN113791427A权利要求书2/2页在于，所述接收端光学模块包括双胶合镜组、正头镜组和窄带滤光片，所述双胶合镜组用于减少像差，所述正头镜组用于扩展视场角，所述窄带滤光片用于提高入射波长激光的透过率。9.根据权利要求7所述的基于固态面阵激光雷达的宽视角校正环境感知方法，其特征在于，所述光电探测阵列