[发明专利]一种基于高集成度的专用SOC芯片的激光雷达系统

说明书

本发明一种基于高集成度的专用SOC芯片的激光雷达系统，涉及激光雷达探测技术领域。本发明包括专用SOC集成芯片、光源模块、探测器模块、发射接收光学系统、电机扫描模块、通信模块及应用平台以光电信号连接。其中，所述专用SOC集成芯片一端与光源模块以电信号连接；另一端与探测器模块以电信号连接；再一端与电机扫描模块以电信号连接，又一端与通信模块以电信号连接。本发明具有：一、专用SOC集成芯片为高集成度、低成本和低功耗的光电混合信号芯片，有效降低成本、提升产品成品率和一致性；二、发射接收系统实现半固态连接传输，提高精度，减少安装工序，降低成本；三、整个系统集成度高、体积小、重量轻、易于装配，成本低等优点。

技术领域

本发明涉及激光雷达探测技术领域，具体指一种基于高集成度的专用SOC芯片的激光雷达系统。

背景技术

激光雷达系统是利用激光束对周围物体进行感知的设备，激光雷达发射激光束照射到目标后接收反射回来的激光束，探测器将接受到的光信号转换为相应电信号，并通过算法计算出目标的位置。激光雷达系统作为高精度、远距离、多功能测量工具，可以实时获取周边环境的二维平面或三维空间信息，是智能机器人进行环境建模、导航定位、路径规划、和姿态测量等任务的核心部件之一。

根据现有专利文献，在提高激光雷达系统上述问题的方法主要有：第一种，采用微机电系统(MEMS)替代传统电机扫描方式，通过激光发射与接收共路的设计，以压缩光路体积、简化光路结构、减少器件数量、减小系统体积和重量，如中国专利CN109239693A中公开的″收发共路扫描激光雷达″，该方法是通过压缩光学系统解决上述问题。第二种，在雷达内部旋转体上设有无线供电接收模块和无线数据接收模块，通过此种方式实现结构紧凑、提高感应器的转速和扫描频率，如中国专利CN 205785062 U中公开的″一种旋转式激光扫描传感器″。鉴于现有的激光扫描雷达制造成本高，结构较为复杂，稳定性差，或则是体积和质量都较大，不利于激光雷达在驾驶辅助系统、无人驾驶系统及移动机器人、无人驾驶飞机避障与导航领域中应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺失和不足，提出一种基于高集成度的专用SOC芯片的激光雷达系统。

本发明的一种基于高集成度的专用SOC芯片的激光雷达系统，通过光源驱动、电机驱动、探测器接收整形放大和信号处理集成于同一芯片的技术优势，实现结构简化、提升产品稳定性、安装调试方便、体积与重量大幅度的降低等问题。

本发明提出技术方案：一种基于高集成度的专用SOC芯片的激光雷达系统，所述激光雷达系统包括专用SOC集成芯片、光源模块、探测器模块、发射接收光学系统、电机扫描模块、通信模块、应用平台以光电信号方式连接。

其中，专用SOC集成芯片一端与光源模块以电信号连接，实现电光转换；另一端与探测器模块以电信号连接，实现光电转换；再一端与电机扫描模块以电信号连接，实现电机驱动；再一端与通信模块以电信号连接，实现通讯。

光源模块与发射接收光学系统以固定方式连接，实现光信号的传输；

发射接收光学系统与探测器模块在同一轴线上，实现光信号的传输与接收；

电机扫描模块与发射接收光学系统以机械方式连接，实现光信号360°扫描；

应用平台与通信模块以电信号连接。

其中，所述专用SOC集成芯片，主要由集成总控与数据处理模块、光源驱动电路、高速采集电路、放大整形电路组成。

其中，所述光学发射接收系统，主要由激光准直透镜、45°反射镜、滤光片、接收透镜组成。

其中，所述的电机扫描模块，主要由扫描电机、定位导块、45°反射镜、固定连接件组成，主要实现光学反射镜片稳定的旋转及反射光路系统在360°方向的旋转运动。