專利名稱：車載四線激光雷達系統(tǒng)及其電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及激光雷達在汽車輔助駕駛系統(tǒng)領(lǐng)域的一種應(yīng)用，尤其是涉及一種具有4個激光器同時進行線掃描的車載激光雷達系統(tǒng)及其應(yīng)用電路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著汽車工業(yè)蓬勃發(fā)展，車流量不斷增大，交通事故頻發(fā)，駕駛者的負(fù)擔(dān)也就越來越大。為了減少交通事故造成的損失，如安全氣囊、ABS、智能大燈等被動安全技術(shù)被應(yīng)用到汽車當(dāng)中，但這些被動安全措施只能減輕損失，不能防止事故發(fā)生。隨著電子技術(shù)的發(fā)展， 汽車行業(yè)已廣泛應(yīng)用各種如導(dǎo)航儀、汽車?yán)走_等電子設(shè)備進行輔助駕駛，但這些在防止事故發(fā)生時，仍然靠駕駛員的判斷進行，設(shè)備不具有緊急時自動控制車輛駕駛的權(quán)限，在發(fā)生突發(fā)情況或駕駛走神時若駕駛員來不及采取措施，事故仍可能發(fā)生。較為理想的汽車輔助駕駛系統(tǒng)，應(yīng)具有車距測量、前車車速測量、障礙物的預(yù)警、 車道偏離預(yù)警等功能；當(dāng)碰撞不可避免時自動采取緊急剎車及提前釋放安全氣囊的等措施保護車內(nèi)人員的安全功能；自動識別道路兩旁的路沿、隔離帶和障礙物功能；在自動巡航 (ACC)當(dāng)中自動保持車距功能，減輕駕駛者負(fù)擔(dān)。先進的汽車輔助駕駛系統(tǒng)的性能主要決定于它的傳感器系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)。汽車?yán)走_是在汽車輔助駕駛系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的一種傳感器系統(tǒng)，它主要包括超聲波雷達、微波雷達和激光雷達三種。其中超聲波雷達有效測距只有幾米，只能作為倒車?yán)走_應(yīng)用；有效測距比超聲波雷達更遠(yuǎn)的微波雷達，具有受雨霧天氣影響小、有效距離可達100米左右，但其發(fā)散角太大，測量目標(biāo)距離和位置時精度不高，實際應(yīng)用中主要用于測速、測距； 激光雷達具有測量精度高，測距遠(yuǎn)，性能優(yōu)異等特點，適用于汽車測速、測距和目標(biāo)定位。激光雷達的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)相對簡單，具有高單色性、高方向性、相干性好、測量精度較高、探測距離遠(yuǎn)，受到了廣泛的關(guān)注?？蓱?yīng)用于自動巡航(ACC)、碰撞預(yù)警、車道偏離預(yù)警等方面，前景非常廣闊。激光雷達主要分為成像激光雷達和非成像激光雷達，成像激光雷達又分為掃描成像和非掃描成像。成像激光雷達可三維成像，功能強大，但技術(shù)難度非常大， 成本也很高，而且滿足不了高速行駛汽車的應(yīng)用需求；在汽車應(yīng)用方面非成像激光雷達更具有實用價值，相比成像激光雷達它造價低，速度快，穩(wěn)定性好，亦可以滿足功能需求。但單一的一線掃描激光雷達只能在一個面上進行掃描，覆蓋面小，在障礙物預(yù)警當(dāng)中很容易造成檢測的缺失，而且在上坡和車身起伏較大時很容易會只探測到地面無法正常檢測障礙物。而4線激光雷達能很好的彌補這個缺點，大大的提高了檢測精確度，成不同角度掃描也是因為此點。1線激光雷達和4線激光雷達掃描示意圖如
圖1和圖3所示。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要決問題是如何利用激光雷達的傳感器系統(tǒng)優(yōu)異性能，提供一種掃描覆蓋面廣，能有效檢測到目標(biāo)障礙物，且體積小、成本低、功能強的汽車輔助駕駛系統(tǒng)所需的激光雷達系統(tǒng)。為了解決這些問題，本實用新型提供了如下車載四線激光雷達系統(tǒng)及其電路和方法的技術(shù)方案車載四線激光雷達系統(tǒng)，主要由供電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)和掃描系統(tǒng)組成；供電系統(tǒng)向各系統(tǒng)提供電源，控制系統(tǒng)控制發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出激光，激光通過光學(xué)系統(tǒng)處理后，遇目標(biāo)物體反射回來，再經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)處理后，由接收系統(tǒng)接收反射回波信號并進行一系列處理后，反饋回控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)進行運算處理；所述發(fā)射系統(tǒng)由4 個激光器發(fā)射激光，掃描系統(tǒng)包括電機和水銀滑環(huán)，其特征是所述4個激光器設(shè)置在電機驅(qū)動軸上，并受電機驅(qū)動進行旋轉(zhuǎn)掃描，形成四線激光雷達掃描；激光器通過水銀滑環(huán)與外部電路進行電氣連接，水銀滑環(huán)的活動端與電機驅(qū)動軸連接，與激光器一起隨驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)。進一步地，所述4個激光器在電機驅(qū)動軸上垂直排列成一列，其光軸與水平面形成不同的角度。這樣旋轉(zhuǎn)掃描時，掃描覆蓋面比一線雷達更廣。本實用新型基于激光脈沖測距原理，發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射的激光脈沖時間極短，脈沖的能量集中。將激光脈沖測距和掃描系統(tǒng)有機結(jié)合在一起，實現(xiàn)了從點到線的轉(zhuǎn)變，從單一的測距到雷達的轉(zhuǎn)變。采用四線激光掃描，可同時在四條線上進行掃描，掃描覆蓋面廣，防止障礙物預(yù)警當(dāng)中檢測的缺失，掃描效果如圖2所示。掃描系統(tǒng)通過直流步進電機驅(qū)動半導(dǎo)體激光器的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)掃描功能，采用水銀滑環(huán)連接高速旋轉(zhuǎn)的激光器和外部電路，水銀滑環(huán)是以水銀為流體介質(zhì)的一種導(dǎo)電旋轉(zhuǎn)接頭，利用水銀來進行電信號傳遞，取代傳統(tǒng)的碳刷，電氣連接性能更好。發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)對應(yīng)的光學(xué)系統(tǒng)對發(fā)射出的激光進行準(zhǔn)直和整形，使激光的發(fā)散角足夠小，使光束形成的光斑直徑和激光能量透過率滿足使用要求；并促使更多的回波信號進入到接收電路中，且防止其他波長的不相干光照的干擾。一種實現(xiàn)車載四線激光雷達系統(tǒng)的電路，包括控制系統(tǒng)電路、發(fā)射系統(tǒng)電路、掃描系統(tǒng)電路、接收系統(tǒng)電路、供電系統(tǒng)電路；其中供電系統(tǒng)電路包括有向各個系統(tǒng)電路供電的電源模塊；其特征是所述控制系統(tǒng)電路包括控制芯片及分別與控制芯片連接的顯示模塊和通信接口，顯示模塊顯示內(nèi)容由控制芯片控制，控制芯片通過通信接口與外部通訊；所述發(fā)射系統(tǒng)包括依次相連的脈沖發(fā)生器、開關(guān)驅(qū)動電路、激光器，脈沖發(fā)生器與控制系統(tǒng)電路的控制芯片相連，并受其控制；脈沖發(fā)生器向開關(guān)驅(qū)動電路提供信號驅(qū)動信號，由開關(guān)驅(qū)動電路驅(qū)動4個激光器工作；掃描系統(tǒng)電路包括電機和水銀滑環(huán)，水銀滑環(huán)固定端通過接線端與驅(qū)動電路進行電氣連接；所述4個激光器設(shè)置在電機驅(qū)動軸上，與水銀環(huán)的活動端由一起隨電機驅(qū)動軸進行旋轉(zhuǎn)掃描，形成四線激光雷達掃描；激光器通過水銀滑環(huán)活動端的接線端與水銀滑環(huán)電氣連接；所述接收系統(tǒng)電路主要由依次相連的偏壓電路、接收電路、放大電路、時刻鑒別電路、時間間隔測量電路組成；偏壓電路為接收電路提供所需的偏壓，接收電路接收經(jīng)反射的激光回波信號，放大電路、時刻鑒別電路對接收的激光回波信號進行處理，然后把處理好的信號送入時間間隔測量電路；時間間隔測量電路還分別與發(fā)射系統(tǒng)電路中的脈沖發(fā)生器和控制系統(tǒng)電路的控制芯片相連，接收脈沖發(fā)生器發(fā)出的激光脈沖開始發(fā)出的信號，并依此信號與回波信號進行時間間隔測量，將所測的時間間隔參數(shù)傳送給控制芯片進行最終處理。進一步地，所述激光器為產(chǎn)生的激光波長為85(T950nm、占空比<0. 1%的脈沖半導(dǎo)
體激光器?？刂葡到y(tǒng)電路中的控制芯片(E⑶)主要控制各系統(tǒng)的工作和信號的后期運算、處理、依處理結(jié)果和預(yù)置的軟件實現(xiàn)各種功能，并將結(jié)果在送顯示模塊顯示，還通過通訊接口與其它設(shè)備通訊，實現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)動等功能。發(fā)射系統(tǒng)主要用于發(fā)射激光信號，其中半導(dǎo)體激光器工作需要比較高的閥值電流，需要高速開關(guān)驅(qū)動電路驅(qū)動，開關(guān)驅(qū)動電路開關(guān)信號由脈沖發(fā)生器提供高速窄脈沖信號。接收系統(tǒng)主要是接收激光回波信號及信號處理，信號具體由接收電路接收并轉(zhuǎn)換成電信號，然后在放大電路中進行放大、整形和濾波；時刻鑒別電路依據(jù)處理后回波信號提供時間測量單元所需的終止信號，接著在高精度時間間隔測量電路以發(fā)射脈沖為起始時刻，以回波信號為終點時刻，測量出兩者時間差，確定時間間隔，并將此時間間隔數(shù)據(jù)輸入到控制芯片中處理。本實用新型的有益效果是1、采用半導(dǎo)體激光器使系統(tǒng)具有體積小，精度高，穩(wěn)定性好的特點。2、采用四線激光同時掃描，掃描覆蓋面廣，最大探測距離可達到200m，分辨率可達 IOcm,能有效防止障礙物檢測的缺失。3、由于水銀滑環(huán)是一個結(jié)構(gòu)緊湊、壽命長、穩(wěn)定性好、可靠性高的電連接器，高速旋轉(zhuǎn)掃描時，掃描系統(tǒng)不會因其而產(chǎn)生噪音雜訊，且傳遞的信號不失真；本實用新型的掃描系統(tǒng)相對于旋轉(zhuǎn)棱鏡結(jié)構(gòu)的掃描系統(tǒng)體積更小，系統(tǒng)性能更好。4、本實用新型公開的四線掃描系統(tǒng)，相對三維掃描系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、成本低、實現(xiàn)容易；相對單一的一線掃描系統(tǒng)精度提高、虛警率小。5、系統(tǒng)除具有測距、測速功能外，結(jié)合軟件功能，還有利于集成在障礙物檢測、碰撞預(yù)警、車距保持、行人保護、自動巡航、車道偏離預(yù)警、自動緊急剎車等擴展功能，進一步減輕駕駛員的勞動強度，同時有效減少汽車輔助駕駛系統(tǒng)的數(shù)量和成本。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
，對本實用新型及其有益技術(shù)效果進行進一步詳細(xì)說明，其中圖1為一線激光雷達單線掃描效果圖；圖2為四線激光雷達掃描效果圖；圖3為一線激光雷達掃描時激光器發(fā)出的激光束示意圖；圖4為四線激光雷達掃描時4個激光器發(fā)出的激光束示意圖。圖5為四線激光雷達的掃描系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖6為本實用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及電路原理框圖。圖7為本實用新型的四線激光雷達系統(tǒng)在汽車上的安裝位置示意圖。
具體實施方式
參見圖壙圖6，車載四線激光雷達系統(tǒng)，主要由供電系統(tǒng)11、控制系統(tǒng)10、發(fā)射系統(tǒng)12、接收系統(tǒng)15、光學(xué)系統(tǒng)14和掃描系統(tǒng)13組成；供電系統(tǒng)11中的電源模塊向各系統(tǒng)提供所需電源，控制系統(tǒng)10控制發(fā)射系統(tǒng)12發(fā)出激光，通過光學(xué)系統(tǒng)14對激光進行準(zhǔn)直和整形后，激光遇目標(biāo)物體反射回來，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)14濾光后，由接收系統(tǒng)15接收反射回波信號并進行一系列處理后，反饋回控制系統(tǒng)10，由控制系統(tǒng)10進行運算處理；所述發(fā)射系統(tǒng)12由4個激光器發(fā)射激光，掃描系統(tǒng)包括電機M和水銀滑環(huán)50，其特征是所述4個激光器53設(shè)置在電機驅(qū)動軸55連接并受電機M驅(qū)動，帶動激光器進行旋轉(zhuǎn)掃描，形成四線激光雷達掃描；激光器53與水銀滑環(huán)50活動端52的接線端連接，該活動端52與電機驅(qū)動軸 55連接，與激光器53 —起隨驅(qū)動軸55旋轉(zhuǎn)；滑環(huán)50固定端51固定安裝，其接線端通過線束57與驅(qū)動電路相連。當(dāng)然，激光器也可以設(shè)置在其它地方，只要設(shè)置在水銀滑環(huán)50活動端52同一側(cè)并能與該活動端一起旋轉(zhuǎn)即可。作為改進，所述4個激光器53在電機驅(qū)動軸55上垂直排列成一列，其光軸與水平面形成不同的角度，這樣就可以在多個面上同時進行掃描。掃描時4個激光器發(fā)出的激光束示意圖如圖4所示，掃描效果如圖2所示。優(yōu)選地，所述電機M為直流步進電機。掃描系統(tǒng)13主要由直流步進電機控制完成，為滿足汽車行駛要求，掃描頻率為15 30Hz，進一步優(yōu)選為20Hz。一般地，本實用新型公開的四線激光雷達系統(tǒng)安裝在汽車車頭前端中間位置，如圖4和圖7所示，這樣可以使四線激光雷達系統(tǒng)具有較寬的有效掃描范圍，為控制系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的目標(biāo)信息。如圖5和圖6所示，實現(xiàn)車載四線激光雷達系統(tǒng)的電路，包括控制系統(tǒng)電路、發(fā)射系統(tǒng)電路、掃描系統(tǒng)電路、接收系統(tǒng)電路、供電系統(tǒng)電路；其中供電系統(tǒng)電路包括有向各個系統(tǒng)電路供電的電源模塊；其特征是所述控制系統(tǒng)電路包括控制芯片(ECU)及分別與控制芯片連接的顯示模塊和通信接口，顯示模塊顯示內(nèi)容由控制芯片控制，控制芯片通過通信接口與外部通訊；所述發(fā)射系統(tǒng)包括依次相連的脈沖發(fā)生器、開關(guān)驅(qū)動電路、激光器53， 脈沖發(fā)生器與控制系統(tǒng)電路的控制芯片相連，并受其控制；脈沖發(fā)生器向開關(guān)驅(qū)動電路提供信號驅(qū)動信號，由開關(guān)驅(qū)動電路驅(qū)動4個激光器53工作；掃描系統(tǒng)電路包括水銀滑環(huán) 50和電機M，水銀滑環(huán)50固定端51通過接線端與驅(qū)動電路進行電氣連接；所述4個激光器53設(shè)置在電機驅(qū)動軸55上，與水銀環(huán)50的活動端52由一起隨電機驅(qū)動軸55進行旋轉(zhuǎn)掃描，形成四線激光雷達掃描；激光器53通過水銀滑環(huán)活動端52的接線端與水銀滑環(huán)50 電氣連接；所述接收系統(tǒng)電路主要由依次相連的偏壓電路、接收電路、放大電路、時刻鑒別電路、時間間隔測量電路組成；偏壓電路為接收電路提供所需的偏壓，接收電路接收經(jīng)反射的激光回波信號，放大電路、時刻鑒別電路對接收的激光回波信號進行處理，然后把處理好的信號送入時間間隔測量電路；時間間隔測量電路還分別與發(fā)射系統(tǒng)電路中的脈沖發(fā)生器和控制系統(tǒng)電路的控制芯片相連，接收脈沖發(fā)生器發(fā)出的激光脈沖開始發(fā)出的信號，并依此信號與回波信號進行時間間隔測量，將所測的時間間隔參數(shù)傳送給控制芯片進行最終處理。優(yōu)選地，所述激光器53為產(chǎn)生的激光波長為85(T950nm、占空比<0. 1%的脈沖半導(dǎo)體激光器。優(yōu)選為德國的OSRAM公司生產(chǎn)的SPL LL系列脈沖半導(dǎo)體激光器。所述開關(guān)驅(qū)動電路主要開關(guān)器件優(yōu)選為Elantec公司生產(chǎn)的EL7041C。所述接收電路主要器件為內(nèi)部電流增益優(yōu)選為1(Γ100倍的APD雪崩二極管。APD 雪崩二極管有很高的增益輸出，更加利于接收強度較弱的回波信號。APD雪崩二極管利用光生載流子在強電場內(nèi)的定向運動產(chǎn)生雪崩效應(yīng)以獲得光電流增益。當(dāng)反向電壓繼續(xù)增大，可達到10萬倍增益，在合適的偏置電壓下(通常100—300V) 內(nèi)部電流增益可達到10 —100倍效果。APD工作所需的偏置電壓比較高，故需偏壓控制電路提供偏置電壓電路來驅(qū)動，且要保證接收電路的帶寬和響應(yīng)速度。由于目標(biāo)物體的遠(yuǎn)近不同，接收電路接收的激光回波信號強弱變化大，接收電路中輸出的回波信號波動范圍較大，為確定信號不失真，本實用新型采用可控的增益放大電路，這樣可以減小誤差，使測量更加精確。時刻鑒別電路主要是對放大電路的信號進行處理，為時間測量單元提供所需的終止信號，其性能直接影響了系統(tǒng)的精度。本實用新型采用恒定比值鑒別方法，以減小由信號幅度變化帶來的誤差。其具體主要由延遲電路、衰減電路、高速比較器電路、閥值比較器電路組成。所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片優(yōu)選為德國ACAM公司生產(chǎn)的高精度時間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片 TDC—GP2。時間間隔的測量直接影響到系統(tǒng)的精度，如要達到厘米級精度就需要時間精度達到IOOps級別，TDC-GP2的精度可達到65ps，而且組成的電路簡單穩(wěn)定。系統(tǒng)運行過程如下系統(tǒng)初始化后，各個系統(tǒng)進入準(zhǔn)備狀態(tài)。在控制芯片控制下， 接著脈沖發(fā)生器產(chǎn)生觸發(fā)脈沖信號控制開關(guān)電路驅(qū)動激光器發(fā)出激光脈沖；在產(chǎn)生觸發(fā)電平的同時發(fā)出激光脈沖開始發(fā)出信號進入時間間隔測量電路，作為開始信號使TDC—GP2 芯片開始計時。激光脈沖經(jīng)目標(biāo)物反射回后由接收電路接收，并將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺?信號經(jīng)放大電路放大后進入時刻鑒別電路處理后送入TDC—GP2芯片使其停止計時，TDC-GP2片計算出時間間隔送入控制芯片(E⑶)進行處理，至此一次測距完成。掃描系統(tǒng)不間斷進行掃描，每一次測距信息傳入控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)所得信息顯示相應(yīng)數(shù)據(jù)，并控制汽車做出相應(yīng)動作。本實用新型最簡單的應(yīng)用就是測量車距，或根據(jù)自身車速在間隔時間內(nèi)與前車的相應(yīng)距離變化測量前車、行人等移動物的速度，這些功能在配備自動巡航(ACC)功能時可以用來自動保持車距，以減輕駕駛者的駕駛強度，行車時更加安全舒適。還可用于障礙物的預(yù)警，輔助實現(xiàn)在碰撞不可避免時可以采取緊急剎車、提前釋放安全氣囊等措施來保護車內(nèi)人的安全。而且還可以根據(jù)車道和車道線對激光的不同反射率來檢測車道線用于車道偏離預(yù)警，另外，激光雷達可以結(jié)合道路兩旁的路沿、隔離帶和障礙物等來協(xié)助實現(xiàn)此功能， 使檢測更加準(zhǔn)確，減小因車道偏離而發(fā)生意外的碰撞，進一步提高行車安全。根據(jù)上述說明書及具體實施例并不對本實用新型構(gòu)成任何限制，本實用新型并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式
，對本實用新型的一些修改和變形，也應(yīng)當(dāng)落入本實用新型的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.車載四線激光雷達系統(tǒng)，主要由供電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)和掃描系統(tǒng)組成；供電系統(tǒng)向各系統(tǒng)提供電源，控制系統(tǒng)控制發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出激光，激光通過光學(xué)系統(tǒng)處理后，遇目標(biāo)物體反射回來，再經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)處理后，由接收系統(tǒng)接收反射回波信號并進行一系列處理后，反饋回控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)進行運算處理；所述發(fā)射系統(tǒng)由4個激光器發(fā)射激光，掃描系統(tǒng)包括電機和水銀滑環(huán)，其特征是所述4個激光器設(shè)置在電機驅(qū)動軸上，并受電機驅(qū)動進行旋轉(zhuǎn)掃描，形成四線激光雷達掃描；激光器通過水銀滑環(huán)與外部電路進行電氣連接，水銀滑環(huán)的活動端與電機驅(qū)動軸連接，與激光器一起隨驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載四線激光雷達系統(tǒng)，其特征是所述4個激光器在電機驅(qū)動軸上垂直排列成一列，其光軸與水平面形成不同的角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車載四線激光雷達系統(tǒng)，其特征是所述電機為直流步進電機。
4.實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的車載四線激光雷達系統(tǒng)的電路，包括控制系統(tǒng)電路、發(fā)射系統(tǒng)電路、掃描系統(tǒng)電路、接收系統(tǒng)電路、供電系統(tǒng)電路；其中供電系統(tǒng)電路包括有向各個系統(tǒng)電路供電的電源模塊；其特征是所述控制系統(tǒng)電路包括控制芯片及分別與控制芯片連接的顯示模塊和通信接口，顯示模塊顯示內(nèi)容由控制芯片控制，控制芯片通過通信接口與外部通訊；所述發(fā)射系統(tǒng)包括依次相連的脈沖發(fā)生器、開關(guān)驅(qū)動電路、激光器，脈沖發(fā)生器與控制系統(tǒng)電路的控制芯片相連，并受其控制；脈沖發(fā)生器向開關(guān)驅(qū)動電路提供信號驅(qū)動信號，由開關(guān)驅(qū)動電路驅(qū)動4個激光器工作；掃描系統(tǒng)電路包括電機和水銀滑環(huán)，水銀滑環(huán)固定端通過接線端與驅(qū)動電路進行電氣連接；所述4個激光器設(shè)置在電機驅(qū)動軸上，與水銀環(huán)的活動端由一起隨電機驅(qū)動軸進行旋轉(zhuǎn)掃描，形成四線激光雷達掃描；激光器通過水銀滑環(huán)活動端的接線端與水銀滑環(huán)電氣連接；所述接收系統(tǒng)電路主要由依次相連的偏壓電路、接收電路、放大電路、時刻鑒別電路、 時間間隔測量電路組成；偏壓電路為接收電路提供所需的偏壓，接收電路接收經(jīng)反射的激光回波信號，放大電路、時刻鑒別電路對接收的激光回波信號進行處理，然后把處理好的信號送入時間間隔測量電路；時間間隔測量電路還分別與發(fā)射系統(tǒng)電路中的脈沖發(fā)生器和控制系統(tǒng)電路的控制芯片相連，接收脈沖發(fā)生器發(fā)出的激光脈沖開始發(fā)出的信號，并依此信號與回波信號進行時間間隔測量，將所測的時間間隔參數(shù)傳送給控制芯片進行最終處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其特征是所述激光器為產(chǎn)生的激光波長為 85(T950nm、占空比<0. 1%的脈沖半導(dǎo)體激光器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路，其特征是所述脈沖半導(dǎo)體激光器為德國的OSRAM公司生產(chǎn)的SPL LL系列脈沖半導(dǎo)體激光器。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其特征是所述開關(guān)驅(qū)動電路主要開關(guān)器件為Elantec 公司生產(chǎn)的EL7041C。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其特征是所述接收電路接收器件為內(nèi)部電流增益為 10 100倍的APD雪崩二極管。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其特征是所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片為德國ACAM公司生產(chǎn)的高精度時間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片TDC—GP2。
專利摘要本實用新型公開了一種車載四線激光雷達系統(tǒng)及其電路，其主要由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)和掃描系統(tǒng)組成。所述發(fā)射系統(tǒng)和掃描系統(tǒng)組合在一起，通過直流步進電機控制激光器旋轉(zhuǎn)方式實現(xiàn)雷達掃描，激光器通過水銀滑環(huán)與外部電路進行電氣連接，因此掃描系統(tǒng)體積小。系統(tǒng)依據(jù)激光脈沖測距原理，采用4線激光同時掃描，探測距離最大可達200m，分辨率最大可達10cm。因此系統(tǒng)的性能和精確度較高、成本低。結(jié)合系統(tǒng)軟件可以用來進行車距測量、車速測量、車距保持、碰撞預(yù)警、自動巡航、車道偏離預(yù)警等功能，輔助駕駛員安全駕駛。
文檔編號G01S17/88GK202305803SQ20112043017
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者伍棟揚, 王冰, 陳滔 申請人:廣東好幫手電子科技股份有限公司