CN107272022A - 一种车用固态激光雷达 - Google Patents

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Abstract

一种车用固态激光雷达，它包括信号处理及控制电路和装有信号接收单元的信号接收装置，信号处理及控制电路与信号接收单元电连接，其特征是：该信号发射装置是车灯，该车灯与信号处理及控制电路电连接，由信号处理及控制电路调制车灯射出的光线为其加载测量信号。由于本车用固态激光雷达与汽车共用车灯，因此可以显著减少车用固态激光雷达硬件数量，降低汽车整体成本，提高车用固态激光雷达在汽车中的普及率，提高汽车智能驾驶程度和安全性能，具有重要的经济价值和社会意义。

Description

一种车用固态激光雷达
技术领域
本发明涉及一种车用固态激光雷达，属于一种光电探测设备。
背景技术
现有车用固态激光雷达安装在车顶、保险杠上或者汽车挡风玻璃上，其结构特点是在激光雷达外壳内集中安装信号发射装置、信号接收装置、信号处理及控制电路，是一***立的整体设备。其中信号发射装置利用内置的激光器或者其它面照射光源作为信号光源向远处照射测量信号，信号接收装置利用内置的信号接收单元接收反射光线生成回波信号，信号处理及控制电路用于对比测量信号与回波信号的信号差，并计算距离等数据。现有技术的信号接收装置的信号接收单元可以采用Hamamatsu公司的S1196X-01CR系列距离图像传感器、MEMS微振镜芯片、CCD\CMOS传感器等多种阵列扫描光电接收器件或者非阵列扫描光电接收器件，其中的非阵列扫描光电接收器件包括光电倍增管、雪崩二极管、光敏二极管等很多种。现有车用固态激光雷达成本很高，阻碍了大范围应用。如果能够降低成本，就可以在汽车领域大范围普及，从而提高汽车智能驾驶程度和安全性能，具有重要的经济价值和社会意义。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种车用固态激光雷达，它能与汽车共用零部件，以此降低成本。
本发明涉及一种车用固态激光雷达，它包括信号处理及控制电路、装有信号接收单元的信号接收装置，该信号处理及控制电路与信号接收单元电连接，其特征是：该信号发射装置是车灯，该车灯与信号处理及控制电路电连接。
该车用固态激光雷达，其特征是：该车灯装有阵列光源，匹配的信号接收装置中安装的信号接收单元为非阵列扫描光电接收器件。
该车用固态激光雷达，其特征是：该车灯装有非阵列光源，匹配的信号接收装置中安装的信号接收单元为阵列扫描光电接收器件。
该车用固态激光雷达，其特征是：该信号处理及控制电路是车载电脑的一部分。
本发明的有益效果是这样的：该车用固态激光雷达的信号接收装置和信号处理及控制电路均与现有技术的结构及原理相同，其特征是利用车灯作为车用固态激光雷达的信号发射装置。这是因为二者都是向外发射光线的设备，而且二者光线照射的覆盖范围基本一致，并且车灯的发展趋势已经是LED、阵列LED、激光、OLED等光源，这些光源的高速开关特性完全可以满足调制加载光信号的需要，其实这些光源早已在光通讯领域得到广泛应用，所以现代车灯也完全可以即用于照明，又用于发射信号，然后通过信号接收装置接收反射光线并生成回波信号，再通过信号处理及控制电路计算出障碍物的距离等信息。显然本发明把现有车用激光雷达的信号发射装置与车灯共用，显著减少了车用固态激光雷达的硬件数量、降低了成本，实现了本发明目的。并且车用激光雷达的信号处理及控制电路也可以与汽车现有的车载电脑共用，直接利用现有汽车的车载电脑计算能力对车灯发射的测量信号与信号接收装置接收的回波信号进行计算，进一步降低了车用固态激光雷达的硬件数量，进一步降低了成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中标记如下：1.信号处理及控制电路，2.信号接收单元，3.车灯。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，本车用固态激光雷达的信号接收装置采用与现有激光雷达相同的软硬件技术，信号处理及控制电路1也可以采用与现有激光雷达相同的软硬件技术，本发明的特征是信号发射装置与车灯3共用，从而实现显著减少硬件数量、降低成本的目的。信号处理及控制电路1与信号接收装置内的信号接收单元2、车灯3电连接，其中车灯3在信号处理及控制电路1的调制下为射出光线加载测量信号；同时，信号处理及控制电路1还负责对信号接收单元2的回波信号与车灯3发射的测量信号进行对比计算，从而获取目标距离等探测信息，其计算原理与现有技术相同。目前，车灯3已经普遍采用LED、阵列LED、激光、OLED等光源，这些光源的高速开关特性已经完全可以满足光信号调制的需要，所以车灯3完全可以在照明的同时给光束加载测量信号。目前的车灯3分为阵列光源分区照射模式或者整体照射模式，这两种类型的车灯3都可以实现与信号发射装置共用，由于这两种车灯3分别出现于车身的前后和侧面，因此本发明也可以用于汽车前后和侧面探测。
其中，采用阵列光源分区照射模式的车灯3适宜与采用非阵列扫描光电接收器件为信号接收单元2的信号接收装置匹配工作。这种车灯3的阵列光源的每个发光单元本来就是分别将光束射向不同方位的，因此当它们逐个打开关闭时就形成了对探测区域的扫描式照射，此时信号接收装置中的信号接收单元2就不需要再具备扫描功能了，所以就可以直接使用非阵列扫描光电接收器件，例如光电倍增管、雪崩二极管、光敏二极管等均可。另一种情况是是采用整体照射模式的车灯3与采用阵列扫描光电接收器件为信号接收单元2的信号接收装置匹配工作。这种车灯3的光源不能实施类似于扫描的光束分区照射能力，只能对整个探测区域实施整体覆盖式的面照射，此时就需要利用信号接收装置的阵列扫描光电接收器件来实施扫描，例如采用Hamamatsu公司的S1196X-01CR系列距离图像传感器、MEMS微振镜芯片、CCD\CMOS传感器等，这些阵列扫描光电接收器件都可以对反射光线形成的像进行电子扫描和光电转换。
为了进一步降低成本，汽车的车载电脑也可以与信号处理及控制电路1实现共用，信号处理及控制电路1的计算和控制功能都可以直接集成到汽车原有的车载电脑中进行计算，因为汽车原有的车载电脑本来就是用于计算和控制的，而且计算和控制能力也越来越强，完全可以承担这样的工作，而且也应该让车载电脑直接去计算这种事关行车安全的数据，这样更有利于提高汽车对障碍物的反应速度和计算的可靠性。
尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。根据本说明书的揭示和描述，本领域技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述揭示和描述的具体实施方式，对本发明的修改和变更也属于本发明权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种车用固态激光雷达，它包括信号处理及控制电路(1)、装有信号接收单元(2)的信号接收装置，该信号处理及控制电路(1)与信号接收单元(2)电连接，其特征是：该信号发射装置是车灯(3)，该车灯(3)与信号处理及控制电路(1)电连接。
2.根据权利要求1所述的车用固态激光雷达，其特征是：该车灯(3)装有阵列光源，匹配的信号接收装置中安装的信号接收单元(2)为非阵列扫描光电接收器件。
3.根据权利要求1所述的车用固态激光雷达，其特征是：该车灯(3)装有非阵列光源，匹配的信号接收装置中安装的信号接收单元(2)为阵列扫描光电接收器件。
4.根据权利要求1所述的车用固态激光雷达，其特征是：该信号处理及控制电路(1)是车载电脑的一部分。
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