[发明专利]一种激光雷达及其激光脉冲时序调整方法

说明书

本发明涉及一种激光雷达及其激光脉冲时序调整方法，通过不断调整设定阈值和/或相邻激光脉冲之间的最小时间间隔，使得每个像素中心位置小于设定阈值的范围内存在至少一个李萨如扫描点，可有效获得激光脉冲的发射时序以及与像素位置的映射关系。按照该时序发射激光脉冲时，可对目标实现稳定、均匀的扫描，克服李萨如扫描的中心疏、四周密的缺点，从而使得扫描结果更加清晰。

技术领域

本发明属于激光雷达技术领域，具体涉及一种激光雷达及其激光脉冲时序调整方法。

背景技术

激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其成像方式有非扫描成像和扫描成像两种。

非扫描成像没有机械扫描装置，具有高帧频、宽视场、坚固、体积小等特点，是未来激光雷达的一个发展趋势。但非扫描成像要求激光器的发射功率足够大，二维接收探测器技术复杂，价格昂贵，采用图像增强电荷耦合器件(ICCD)接收的激光非扫描成像需要配合距离选通技术才能获得相应距离信息，且获得的目标距离精度较低；而采用雪崩光电二极管(APD)探测器的大面阵阵列技术受加工工艺严重制约，难以获取。

扫描成像激光雷达传统的扫描方式技术成熟，能够实现高分辨率，其中一种扫描成像方式为李萨如扫描成像方式。

《光学学报》2014年6月第34卷第6期的作者为李晓莹、梁晓伟、乔大勇等的《基于李萨如扫描的微型激光投影显示技术》，介绍了关于李萨如扫描成像过程。当一束激光照射在谐振式MEMS二维微型扫描镜上时，反射光斑会随着扫描镜在x轴和y轴两个方向上做正弦谐振运动，进而在投影区域形成李萨如图像，其扫描的轨迹图如图2所示。

采用李萨如图像扫描的轨迹与时间具有一一对应的关系，但是，该种扫描方式存在试场中心扫描速度快、试场边缘扫描速度慢的问题，势必使得扫描结果不均匀，从而使得激光测距效果不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光雷达及其激光脉冲时序调整方法，用以解决李萨如图形扫描方式的扫描不均匀造成的激光测距效果不佳的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明的一种激光脉冲时序调整方法，包括如下方法方案：

方法方案一，在采用李萨如扫描方式进行扫描时，根据被扫描图像要求的分辨率，计算图像每个像素的中心位置；

计算一个周期内的李萨如扫描点的坐标位置，并判断距离每个像素中心位置小于设定阈值的范围内是否存在至少一个李萨如扫描点：

若没有李萨如扫描点，则调整设定阈值和/或相邻激光脉冲之间的最小时间间隔，直至每个像素中心位置小于设定阈值的范围内存在至少一个李萨如扫描点；

根据调整得到的相邻脉冲之间的最小时间间隔，得到激光脉冲的发射时序。

方法方案二，在方法方案一的基础上，所述李萨如扫描方式的x轴谐振频率和y轴谐振频率是整数，两者之比且是两个互质的整数之比。

方法方案三，在方法方案二的基础上，所述李萨如扫描方式的x轴谐振频率满足：

其中，f_x为x轴谐振频率；f_r为扫描帧频，为x轴谐振频率与y轴谐振频率的最大公约数；R_y为y方向上的分辨率。

本发明还提供了一种激光雷达，包括如下雷达方案：

雷达方案一，包括脉冲激光器、扫描微镜、接收探测器和控制处理模块；

所述脉冲激光器用于发出激光脉冲至扫描微镜；

所述扫描微镜用于将接收的激光脉冲进行反射，对目标进行李萨如图形扫描；