[发明专利]激光雷达接收端组件、其故障诊断方法以及激光雷达

说明书

本发明涉及一种可用于激光雷达接收端的故障诊断方法，其中所述激光雷达接收端包括光电传感器、跨阻放大单元以及模数转换器，其中所述跨阻放大单元可放大所述光电传感器的输出，所述模数转换器可将所述跨阻放大单元的输出进行模数转换，其中所述故障诊断方法包括：向所述跨阻放大单元输入测试信号；根据所述模数转换器的输出，判断所述激光雷达接收端是否存在故障。

技术领域

本发明大致涉及光电技术领域，尤其涉及激光雷达接收端组件、其故障诊断方法以及激光雷达。

背景技术

激光雷达LiDAR是激光主动探测传感器设备的一种统称，其工作原理大致如下：激光雷达的发射器发射出一束激光，激光光束遇到物体后，经过漫反射，返回至激光接收器，雷达模块根据发送和接收信号的时间间隔乘以光速，再除以2，即可计算出发射器与物体的距离。根据激光线束的多少，通常有例如单线激光雷达、4线激光雷达、8/16/32/64线激光雷达等。一个或多个激光束在竖直方向沿着不同的角度发射，经水平方向扫描，实现对目标区域三维轮廓的探测。多个测量通道(线)相当于多个倾角的扫描平面，因此垂直视场内激光线束越多，其竖直方向的角分辨率就越高，激光点云的密度就越大。

激光雷达体积较小，内部安装容纳了数目非常多的电子元器件和电路。以机械式激光雷达激光接收端的电路设计为例，其内部例如包括有APD、TIA、Demux、Mux、高压驱动电路等光电器件。各个部件可能会发生故障，例如失效，短路、开路、卡滞等。目前的激光雷达并无探测手段，存在器件损坏导致激光并未发射成功系统却无法探知，当作前方没有障碍物存在处理的问题。目前亟待解决当雷达作为感知的关键传感器应用于自动驾驶时，存在器件失效引起安全风险的问题。

背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本发明提供一种可用于激光雷达接收端的故障诊断方法，其中所述激光雷达接收端包括光电传感器、跨阻放大单元以及模数转换器，其中所述跨阻放大单元可放大所述光电传感器的输出，所述模数转换器可将所述跨阻放大单元的输出进行模数转换，其中所述故障诊断方法包括：

向所述跨阻放大单元输入测试信号；

根据所述模数转换器的输出，判断所述激光雷达接收端是否存在故障。

根据本发明的一个方面，所述根据模数转换器的输出判断激光雷达接收端是否存在故障步骤包括：将所述模数转换器的输出，与预设的波形进行比较，以判断所述激光雷达接收端是否存在故障以及故障的类型。

根据本发明的一个方面，所述故障包括以下中的一种或多种：跨阻放大单元开路、电源短路、跨阻放大单元等比放大异常。

根据本发明的一个方面，所述测试信号包括高低交替脉冲信号。

根据本发明的一个方面，所述激光雷达接收端包括解复用器、多个光电传感器、与所述多个光电传感器对应并耦合的多个所述跨阻放大单元、以及复用器，所述解复用器与所述多个跨阻放大单元耦合并可选择性地选通其中一个跨阻放大单元，所述多个跨阻放大单元通过所述复用器耦合到所述模数转换器，

其中所述向跨阻放大单元输入测试信号的步骤包括：依次向多个所述跨阻放大单元输入测试信号。

本发明还涉及一种激光雷达接收端组件，包括：

光电传感器，配置成可将入射的光信号转换成电信号；

跨阻放大单元，与所述光电传感器耦接，并配置成可放大所述光电传感器输出的电信号；

模数转换器，与所述跨阻放大单元耦接，可接收所述跨阻放大单元的输出并进行模数转换；

测试信号生成单元，与所述跨阻放大单元耦接，并配置成可向所述跨阻放大单元提供测试信号；