[发明专利]接收系统、包括其的激光雷达以及回波接收的方法

说明书

本发明涉及一种可用于激光雷达的接收系统，包括：接收透镜，配置成可接收障碍物反射的光束并进行汇聚；具有“开”和“关”状态的光调制器，所述光调制器设置在所述接收透镜的光路下游，并接收由所述接收透镜汇聚的光束；探测器，所述探测器设置在所述光调制器的下游，其中，所述光调制器配置成当处于“开”状态时，其允许所述汇聚的光束入射到所述探测器上；当处于“关”状态时，不允许所述汇聚的光束入射到所述探测器上。

技术领域

本发明大致涉及光电技术领域，尤其涉及一种可用于激光雷达的接收系统、包括其的激光雷达以及激光雷达的回波接收处理的方法。

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的一半乘以光速即可计算出发射器与物体的距离。Lidar系统要实现远距离测远性能，需要提高信噪比。在很多系统中，如采用SiPM等具有单光子灵敏度的探测器进行探测时，环境光引起的散粒噪声成为了系统中主要噪声来源，因此控制环境光变得尤为重要。

扫描式固态激光雷达系统发射端可通过MEMS镜、OPA等扫描机构实现发射光束的扫描；接收端可以通过阵列探测器旁轴光路接收，或者可以通过前述扫描结构同轴光路接收。阵列探测器接收通常需要较大尺寸的探测器阵列，如APD或SiPM阵列，成本高，目前尚难以商业获得，阵列探测器成本很高；扫描机构同轴接收，有效接收口径受限于扫描机构可提供的接收口径，且必然存在接收效率损失、以及内部杂光等问题。因此，目前并没有一种较好的方式来作为固态雷达系统的解决方案。

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

本发明提一种可用于激光雷达的接收系统、包括其的激光雷达以及激光雷达的回波接收处理的方法。

根据本发明的一个方面，提供一种可用于激光雷达的接收系统，其包括：

接收透镜，配置成可接收障碍物反射的光束并进行汇聚；

具有“开”和“关”状态的光调制器，所述光调制器设置在所述接收透镜的光路下游，并接收由所述接收透镜汇聚的光束；

探测器，所述探测器设置在所述光调制器的下游，

其中，所述光调制器配置成当处于“开”状态时，其允许所述汇聚的光束入射到所述探测器上；当处于“关”状态时，不允许所述汇聚的光束入射到所述探测器上。

根据本发明的另一个方面，所述光调制器包括数字微镜阵列，所述数字微镜阵列包括多个微反射单元，每个微反射单元可单独控制并可在“开”和“关”状态之间切换，当其中一个微反射单元处于“开”状态时，其允许入射到其上的光束被反射到所述探测器上；当其处于“关”状态时，其停止将入射到其上的光束反射到所述探测器上。

根据本发明的另一个方面，所述光调制器包括光阀，当所述光阀处于“开”状态时，允许入射到其上的光束通过，并入射到所述探测器上；当其处于“关”状态时，阻止入射到其上的光束通过。

根据本发明的另一个方面，所述的接收系统还包括延迟透镜，所述延迟透镜设置在所述光调制器与所述探测器之间，配置成可将来自所述光调制器的光束汇聚到所述探测器上。

根据本发明的另一个方面，所述光调制器设置在所述接收透镜的焦平面处，所述接收系统还包括设置在所述接收透镜与所述光调制器之间的透镜阵列。

根据本发明的另一个方面，所述接收系统包括N个光调制器和N个探测器，N大于1，其中每个光调制器具有相应的视场，任意两个光调制器的视场不完全重合。

本发明的一个发明还提供一种激光雷达，包括：

发射系统，所述发射系统配置成可向激光雷达外部发射探测光束；和