[发明专利]一种激光雷达及其测距方法

说明书

本发明公开了一种激光雷达，该激光雷达包括：控制模块、光源和光电探测器；控制模块分别连接光源和光电探测器；光电探测器为单排设置的多个光感元件；控制模块包括计时单元、触发单元和处理单元；计时单元用于在触发单元发送脉冲触发指令时开始计时，以及在光电探测器接收到经反射回的脉冲光波时停止计时，并确定时长；处理单元根据计时单元确定的时长计算与障碍物的距离。本发明通过横向的一排感光元件，能够通过一次探测，感应到前方一段横向距离上是否有障碍物，而传统激光三角测距法一次仅仅测量一个点。有效提升的探测的效率，提高采样率。

技术领域

本发明涉及测距技术领域，特别涉及一种激光雷达及其测距方法。

背景技术

激光测距即是以激光作为媒介进行的距离测量方法。现在的激光测距雷达通常采用的是三角测距的方式探测周边的环境。在TOF中，光电探测器上的光感元件是呈面状排布的，通过光源发出的光从目标反射后到达探测器上各个元件的时间，计算各个元件对应的目标点与探测器的距离。但是，这样的探测方式需要非常高的采样率。

发明内容

本发明实施例提供了一种激光雷达及其测距方法，能够有效提升的探测的效率，提高采样率。

第一方面，本发明实施例提供了一种激光雷达，该激光雷达包括：控制模块、光源和光电探测器；控制模块分别连接光源和光电探测器；光电探测器为单排设置的多个光感元件。

优选地，控制模块包括计时单元和触发单元；计时单元用于在触发单元发送脉冲触发指令时开始计时，以及在光电探测器接收到经反射回的脉冲光波时停止计时，并确定时长。

优选地，控制模块还包括处理单元，用于根据计时单元确定的时长计算与障碍物的距离。

优选地，该激光雷达还包括：码盘；码盘与光电探测器连接。

优选地，所述码盘的码道间距和码盘的转速均与激光雷达采样装置的转速匹配。

第二方面，本发明实施例提供了一种利用任一上述的激光雷达进行测距的方法，该方法包括：

通过控制模块的调制使光源发出脉冲光波，同时计时单元开始计时；

当脉冲光波遇到障碍物便发生反射后，光电探测器接收反射光波；

计时单元停止计时，确定时长；

通过处理单元根据计时单元确定的时长计算与障碍物的距离。

优选地，该方法还包括：

控制采样时间和速率使相邻两次采样能够无缝连接。

优选地，该方法还包括：

控制码盘的码道间距和码盘的转速均；

控制激光雷达采样装置的转速；

将码盘的码道间距和码盘的转速均与激光雷达采样装置的转速相匹配。

优选地，所述通过处理单元根据计时单元确定的时长计算与障碍物的距离的计算公式为：

L＝0.5×c×t×q₁/(q₁+q₂)

其中，L为激光雷达与障碍物的距离；c为光速；t为时长；q₁和q₂为采用两个异相窗口，在相同的时间间隔t内，同时并行对每个像素点的反射能量进行采样，对应电容的充电量。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明通过横向的一排感光元件，能够通过一次探测，感应到前方一段横向距离上是否有障碍物，而传统激光三角测距法一次仅仅测量一个点。有效提升的探测的效率，提高采样率。