[发明专利]一种光纤阵列反射式的激光雷达

说明书

本发明属于激光雷达相关技术领域，其公开了一种光纤阵列反射式的激光雷达，所述激光雷达包括激光器、光纤环形器、发射光学件、光纤阵列、耦合透镜、旋转反射镜及控制模块，所述光纤阵列的左端端面位于所述发射光学件的焦平面上，其右端端面位于所述耦合透镜的焦平面上，且所光纤陈列设置有一根中心光纤；所述旋转反射镜与所述光纤阵列分别位于所述耦合透镜相背的两侧；所述控制模块分别连接于所述旋转反射镜及所述激光器，其用于控制所述旋转反射镜的旋转与所述激光器的激光发射同步；所述光纤环形器形成有三个端口，三个端口中的两个分别连接于所述中心光纤及所述激光器。所述激光雷达降低了成本，体积较小，且具有较好的隐蔽性。

技术领域

本发明属于激光雷达相关技术领域，更具体地，涉及一种光纤阵列反射式的激光雷达。

背景技术

激光雷达是一种主动式的现代光学遥感技术，是传统雷达与激光结合的产物。由于激光具有高亮度性、高方向性、高单色性和高相干性等特点，因此激光雷达具有高分辨率、高测量精度、抗干扰能力强、可以获得目标的多种图像等优点，广泛应用于环境监测、海洋监测、森林调查、地形测绘、深空探测、军事应用等方面。近年来，激光雷达应用于无人驾驶方面也相当热门。

激光雷达技术是以激光器发射激光照向目标，然后接受由目标反射回来的激光回波信号，经过信号处理后就可以获得目标的有关信息，比如目标距离、速度、角度、形状等参数，以实现对目标的探测与识别。

目前，在无人驾驶方面，要获得周围环境的准确信息，需要采集大量的数据，一般采取的方法是通过增加激光器与探测器的数量来达到一种多线程测量的手段，进而提高激光雷达的测量精度。这种方式使得激光雷达的成本很高，体积较大，安装在汽车的车顶不仅影响汽车的美观，还不具有隐蔽性。相应地，本领域存在着发展一种成本较低的激光雷达的技术需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种光纤阵列反射式的激光雷达，其基于现有激光雷达的工作原理，针对激光雷达的结构及部件之间的链接关系进行了设计。本发明所提供的激光雷达采用光纤组成的光纤阵列进行发射，以实现多线程测量，且可以提高测量精度；同时，因为光纤的体积很小且成本很低，故具有较好的隐蔽性及较低的成本。

为实现上述目的，本发明提供了一种光纤阵列反射式的激光雷达，所述激光雷达包括激光器、光纤环形器、发射光学件、光纤阵列、耦合透镜、旋转反射镜及控制模块，所述光纤阵列的左端端面位于所述发射光学件的焦平面上，其右端端面位于所述耦合透镜的焦平面上，且所述光纤阵列设置有一根中心光纤；所述旋转反射镜与所述光纤阵列分别位于所述耦合透镜相背的两侧；所述控制模块分别连接于所述旋转反射镜及所述激光器，其用于控制所述旋转反射镜的旋转与所述激光器的激光发射同步；所述光纤环形器形成有三个端口，三个端口中的两个分别连接于所述中心光纤及所述激光器；

所述激光器用于发射激光，所述激光传输到所述光纤环形器并经所述光纤环形器的作用后而传输到所述中心光纤中，继而通过所述耦合透镜后而被所述旋转发射镜反射，经所述旋转反射镜反射后的反射激光再次经所述耦合透镜的作用后进入所述光纤阵列的光纤中，所述控制模块通过控制所述旋转反射镜的转动，使得所述反射激光进入到所述光纤阵列中的每一个光纤中；进入所述中心光纤中的反射激光经所述光纤环形器的作用后自三个端口中的另外一个发出，以作为参考信号；所述发射光学件用于将所述光纤阵列中的其他反射激光发射到待测目标上。

进一步地，所述激光雷达还包括接收光学件、滤波模块及探测器，所述滤波模块连接所述光纤环形器及所述探测器，其中，所述光纤环形器通过参考光纤连接于所述滤波模块；所述接收光学件用于汇聚所述待测目标反射回来的激光回波信号，并将所述激光回波信号传输给所述滤波模块。

进一步地，所述激光雷达还包括信息处理系统，所述信息处理系统连接于所述探测器，其用于对来自所述探测器的信号数据进行处理以得到用户需要的数据产品。