[发明专利]一种激光探测装置

说明书

本发明公开了一种激光探测装置，包括：线性连续波生成电路、驱动电路、具有谐振腔的半导体激光器、准直透镜、电压放大电路、滤波电路、AD采样电路和处理器，半导体激光器用于通过谐振腔的前端发射激光探测信号，并通过谐振腔的前端接收激光探测信号的回波信号，通过谐振腔对回波信号进行混频后输出给电压放大电路；电压放大电路用于对混频后的回波信号进行电压放大处理；滤波电路用于对经电压放大处理的回波信号进行滤波处理；AD采样电路用于对经滤波处理的回波信号进行模数转换，得到回波采样信号；处理器用于用于根据回波采样信号确定待探测目标的速度和/或距离。该技术方案利用半导体激光器的自混频效应，提升了测距测速装置的抗干扰能力。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，更具体地，涉及一种激光探测装置。

背景技术

目前，测量距离和位移的传感器可使用三角测量法，其原理是使用一组镜头将激光准直成小光斑(直径小于毫米)，照射被测物体，然后使用成像镜头将物体反射的激光成像到线阵CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)、CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)上，通过反射光斑在成像单元上移动的像素多少，推算出位移和距离信息。

该技术缺点很突出，包括但不限于：

1.受限于CCD和CMOS尺寸，动态范围较小(mm量级)；

2.随距离变大之后，精度会变差，即成像点在成像单元上移动的距离减小；

3.对光路装调难度要求很高，尤其是激光准直和成像要求都很高；

4.要求性能优越的线性CCD或CMOS器件。

对此，相关技术中提出了适用于较大动态范围的脉冲测距技术，原理是测量光脉冲从发射，经目标发射收集脉冲能量，通过测量光脉冲的飞行时间进行距离测量，能够在一定程度上弥补三角测量法的缺陷，然而，该技术虽然结构简单，是目前激光中距离测距的重要方法，但其缺点也同样明显，比如，需要峰值功率极高的光脉冲，难以满足人眼安全；抗干扰能力差，相同波长的激光测距在视场内很难避免其他激光雷达的干扰串扰。显然，这些缺点都对测距测速的精确性产生负面影响。

因此，如何更高精度地测距测速，成为目前亟待解决的技术问题，

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种激光探测装置，其针对相关技术中测距测速精确度较低的技术问题，使用电流调谐波长的方法进行测量，具有抗干扰能力强、光路简单、功耗小等特点，可在大动态范围内实现高精度的测距测速。

第一方面，本发明实施例提供了一种激光探测装置，包括：线性连续波生成电路、驱动电路、具有谐振腔的半导体激光器、准直透镜、电压放大电路、滤波电路、AD采样电路和处理器；所述线性连续波生成电路用于根据原始波信号产生线性连续波电压信号；所述驱动电路用于将所述线性连续波生成电路产生的线性连续波电压信号转换为线性连续波电流信号，并利用所述线性连续波电流信号调谐驱动所述半导体激光器发射的激光探测信号的频率；所述半导体激光器用于在所述驱动电路的驱动下通过所述谐振腔的前端发射激光探测信号，并通过所述谐振腔的前端接收所述激光探测信号的回波信号，通过所述谐振腔对所述回波信号进行混频后输出给所述电压放大电路；所述准直透镜位于所述半导体激光器的前端，用于准直所述激光探测信号；所述电压放大电路用于对混频后的回波信号进行电压放大处理；所述滤波电路用于对经电压放大处理的回波信号进行滤波处理；所述AD采样电路用于对经滤波处理的回波信号进行模数转换，得到回波采样信号；所述处理器用于向所述线性连续波生成电路输出所述原始波信号，还用于根据所述回波采样信号确定待探测目标的速度和/或距离。