[发明专利]一种全固态面阵三维成像激光雷达系统

权利要求书

1.一种全固态面阵三维成像激光雷达系统，其特征在于包括：

探测目标，所述探测目标安装在所述全固态面阵三维成像激光雷达的对接面，所述全固态面阵三维成像激光雷达系统所发射的激光信号被探测目标原路返回，并对探测目标进行面阵深度数据采集及成像，由所述全固态面阵三维成像激光雷达的接收系统完成对所述探测目标的搜索、捕获，实时获取所述探测目标的相对距离、位置测量参数，在所述全固态面阵三维成像激光雷达的激光照射范围内采集探测目标多个特征点，所述特征点设定在固定发散角的光学视场区域内，并能够便于目标识别，探测目标采用标靶形式，在探测目标的靶面上设计便于识别的特征点，特征点设计为采用6个角反射器组成，使全固态面阵三维成像激光雷达对特征点反射的850nm波长脉冲激光的回波信号进行采集以及测量探测目标的底面距离，所述探测目标的所述特征点采用多点法设置，特征点布局兼容远近场的目标识别，探测目标的靶面尺寸为560mm*560mm*150mm；

激光面阵数据采集及点云生成模块，完成所述探测目标的测量和特征点的深度数据生成，并传输给数据处理系统，采集的所述数据包括两种，即所有像素点的距离数据与可见光像素数据；所述激光面阵数据采集及点云生成模块包括：激光驱动及控制单元，由传感器主控单元以及激光调制单元组成，所述传感器主控单元用于产生激光调制信号，所述激光调制单元实现为激光调制板；调制激光发射单元，由激光器阵列模块以及光学整形模块构成，激光器阵列模块形成激光照明，所述光学整形模块包括多个光学镜片，所述光学镜片包括柱透镜、滤光片、透镜和折返镜；以及光学接收及光电转换单元，由探测阵列、模数转换模块以及时序发生器构成；所述探测阵列包括面阵激光雷达传感器阵列以及可见光CCD传感器阵列，所述面阵激光雷达传感器阵列以及可见光CCD传感器阵列采用共光轴的光学接收系统，基于同一个主光路系统，全固态面阵三维成像激光雷达与可见光采用不同的谱段光，编码脉冲发射光进入主发射光路以及副镜组成的光路系统后，可见光谱段光通过普通反射镜进行90°折返到所述可见光CCD传感器阵列，近红外谱段光通过透镜照射在所述面阵激光雷达传感器阵列，形成深度数据与可见光数据共光轴采集；以及

数据处理系统，所述数据处理系统根据每个特征点的深度数据以及在视场区域的像素位置计算空间位置信息，进行所述探测目标的角度及距离数据解算以及位姿数据解算；所述数据处理系统包括：功率控制模块，信号采集模块，参数存储模块以及数据处理模块；所述功率控制模块包括数模转换芯片，通过所述数模转换芯片给出功率调节参数，根据探测目标的距离变化自适应调整激光器功率，避免近距离时产生视场数据饱和，远距离时导致激光器输出功率不足，无法探测所述探测目标，所述数据处理模块包括用于处理相位数据的深度数据处理单元、角度及距离数据解算单元和/或位姿数据处理单元，所述深度数据处理单元将深度数据传送给总线，所述参数存储模块包括与所述深度数据处理单元连接的第一存储单元和缓存，以及与所述总线连接的第二存储单元。

2.根据权利要求1所述的一种全固态面阵三维成像激光雷达系统，其特征在于还包括多个结构部件，所述结构部件包括设置在所述全固态面阵三维成像激光雷达系统外侧的结构外壳。

3.根据权利要求1所述的一种全固态面阵三维成像激光雷达系统，其特征在于所述数据处理系统还包括温度采集模块，从而确保使得所述全固态面阵三维成像激光雷达系统工作在适当的温度范围内。

4.根据权利要求1所述的一种全固态面阵三维成像激光雷达系统，其特征在于所述信号采集模块实现为数据采集及读数电路。

5.根据权利要求1所述的一种全固态面阵三维成像激光雷达系统，其特征在于所述可见光CCD传感器阵列用于可见光相机，所述面阵激光雷达传感器阵列用于全固态面阵三维成像激光雷达。