[发明专利]一种激光雷达及其测距方法

说明书

本申请涉及一种激光雷达，尤其涉及一种同时满足复杂环境下测量稳定性和成本较低的。本申请激光雷达，包括多个发射光源，一个或多个光学系统，一个接收装置，所述的发射光源出射光经光学系统照射到目标上，目标反射的回波信号进入接收装置。本申请实施例通过使用多发射光源，复用同一接收结构的方案，可实现对较大角度内的区域进行探测。相比于单点雷达，该方案在较大测量视场下的性能、分辨率和复杂环境下测量稳定性更好，测量误差小。相比于多点探测雷达，该方案所要求的硬件及算法系统更为简单稳定，且每个测距点上的测距性能及成本更有优势。因此同时满足了测量要求和成本要求。

技术领域

本发明申请涉及一种激光雷达及测距方法，尤其涉及一种复杂环境下测量稳定性、成本较低的激光雷达。

背景技术

光学测距雷达，是以发射光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，因为其具有分辨率高，抗干扰能力强的优点，应用较为广泛。

根据探测点数，测距雷达可分为单点探测雷达和多点探测雷达。单点探测雷达相比于多点探测雷达，其具有测量量程大、测量精度高、成本低等优点，但当被测物为非平面物体时，会造成一定的测距误差。如图1所示，单点探测雷达单独使用，发射光源1出射光照射到目标4上，当目标4上出现不规则物体7时，该不规则物体7会产生极为复杂且难以区分的多回波干扰，使接收装置3接收到的回波信号10波形失真，降低空间测距的精度和分辨能力，特别是在大角度测量视场下。因而实际使用单点雷达时，需要同时使用若干个单点雷达来确保测量不会出现误判，但这样会大幅度增加使用成本。而多点探测雷达虽然拥有更高的空间分辨率，但其成本同样很高，稳定性、寿命以及每一个区域像素的探测性能也存在不足，且因为采用多个接收元件，多接收元件间信号的隔离及处理需要更复杂的硬件和算法系统。

发明内容

本申请实施例在于提出一种激光雷达及其测距方法，解决现有雷达不能同时满足复杂环境下测量稳定性和成本较低的问题，为达此目的，本发明申请采用以下技术方案：

一方面，一种激光雷达，包括多个发射光源，一个或多个光学系统，一个接收装置，所述的发射光源出射光经光学系统照射到目标上，目标反射的回波信号进入接收装置。

在一种可能的实现方式中，所述的出射光源间距为1-5厘米，出射光发散角为0-45°，接收视场角为0-120°。

在一种可能的实现方式中，所述的出射光源间距为1-4.5厘米，出射光发散角为0-30°，接收视场角为0-90°。

在一种可能的实现方式中，所述的发射光源分时或同时出射光，分时出射光时，时间间隔为0.1-50ms。

在一种可能的实现方式中，所述的光学系统数量为多个时，光学系统与发射光源一一对应，光学系统、发射光源的数量为2-10个。

在一种可能的实现方式中，所述发射光源为LED或激光器，所述的光学系统为透镜或透镜组，接收装置为光敏传感器。

在一种可能的实现方式中，所述的激光雷达，还包括控制模块，所述的控制模块用于控制发射光源分时或同时工作。

另一方面，一种激光雷达测距方法，每个发射光源分时工作，在各自的工作时间内出射光，出射光经光学系统照射到目标上，目标反射回波信号进入接收装置。

在一种可能的实现方式中，每个发射光源的工作时间为0.1-10ms，工作间隔为0.1-20ms。

另一方面，一种激光雷达测距方法，每个发射光源同时工作，出射光经光学系统处理，照射到目标上，目标反射回波信号进入接收装置。