[发明专利]激光雷达测量方法及激光雷达系统

权利要求书

1.一种激光雷达测量方法，其特征在于，包括：

通过可调谐激光产生单元产生波长可调谐的输出光信号；

对所述输出光信号进行线性调频，得到调频连续波信号；

对所述调频连续波信号进行分束，获得出射光信号和本振光信号；

将所述出射光信号经功率放大后，通过光学相控阵发射单元发射，实现所述光学相控阵对目标物体的二维扫描；

接收被目标物体反射的回波光信号后，根据所述回波光信号与本振光信号获取目标物体的距离和/或速度信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光学相控阵发射单元包括波导光栅结构；

所述通过光学相控阵发射单元发射，实现对目标物体的二维扫描，包括：

通过所述可调谐激光产生单元控制输出光信号的波长，以控制所述出射光信号的波长，以使所述光学相控阵发射单元在第一维度上扫描；

通过所述光学相控阵对所述出射光信号进行分路从所述波导光栅结构发射，并通过控制各路出射光信号的相位来控制各路出射光信号干涉后的主极大的角度，以使所述光学相控阵发射单元在第二维度上扫描。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过光学相控阵发射单元发射，实现对目标物体的二维扫描，包括：

通过所述可调谐激光产生单元依次产生不同波长的输出光信号，对每一波长的输出光信号持续输出预设时长，以依次改变所述出射光信号在所述第一维度上的出射角度；

在每一所述预设时长内，由所述光学相控阵发射单元在第二维度上进行至少一次扫描。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述输出光信号进行线性调频，得到调频连续波信号，包括：

对所述输出光信号进行窄带线性调频，其中窄带线性调频调制所导致波长波动范围小于所述可调谐激光进行波长切换时的相邻波长间的波长差。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述可调谐激光产生单元为宽带可调谐激光器，其中心波长为850nm、980nm、1064nm、1310nm、1550nm或2000nm，最大波长调谐范围为40～100nm，线宽小于100MHz，波长分辨率小于1nm，10nm波长切换速度小于1微秒；

所述窄带线性调频调制的最大调制带宽范围为10GHz-40GHz。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设时长不小于所述调频连续波信号的调制周期。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述回波光信号与本振光信号获取目标物体的距离和/或速度信息，包括：

对所述回波光信号和所述本振光信号进行耦合，得到拍频信号；

从所述拍频信号获取目标物体的距离和/或速度信息。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将所述出射光信号经功率放大后通过光学相控阵发射前，还包括：

对所述出射光信号进行移频处理；

所述从所述拍频信号获取目标物体的距离和/或速度信息，包括：

结合移频处理的移频量，从所述拍频信号获取目标物体的距离和/或速度信息。

9.一种激光雷达系统，其特征在于，包括：

可调谐激光产生单元，用于产生波长可调谐的输出光信号；

线性调频单元，用于对所述输出光信号进行线性调频，得到调频连续波信号；

第一光学耦合单元，用于对所述调频连续波信号进行分束，获得出射光信号和本振光信号；

光放大单元，用于对所述出射光信号进行功率放大；

光学相控阵发射单元，用于发射所述出射光信号，实现对目标物体的二维扫描；

接收单元，用于接收被目标物体反射的回波光信号；

处理单元，用于根据所述回波光信号与本振光信号获取目标物体的距离和/或速度信息。