[实用新型]一种N×N阵列激光雷达装置

摘要

本实用新型公开了一种N×N阵列激光雷达装置。包括主控制器、姿态测量模块、GPS接收机、外部存储器、显示器、脉冲激光器、准直透镜、分光片、光纤分束器、发射透镜阵列、全反射镜、PIN高速光电探测模块、接收透镜、光纤耦合阵列、雪崩光电二极管即APD阵列探测器、跨阻放大模块、增益可调放大模块、高速比较模块、高精度时间间隔测量模块、宽带放大模块、模拟数字即AD转换模块、微控制器阵列A和微控制器阵列B。本实用新型脉冲激光点阵照明目标，发射功率利用充分；瞬间同步获取距离、强度信息；多个APD面阵芯片构成APD阵列探测器提高了分辨率；无扫描装置显著降低光学设计复杂度；使用光纤耦合阵列有效减少视场外环境光、杂散光进入APD阵列探测器。

主权项

一种N×N阵列激光雷达装置,其特征在于N×N阵列激光雷达装置包括：控制子系统(1)、发射子系统(2)、接收子系统(3)和测距与强度获取子系统(4)；控制子系统(1)包括：主控制器(101)、姿态测量模块(102)、全球定位系统即GPS接收机(103)、外部存储器(104)和显示器(105)；发射子系统(2)包括：脉冲激光器(201)、准直透镜(202)、分光片(203)、光纤分束器(204)、发射透镜阵列(205)、全反射镜(206)和P‑I‑N结构二极管即PIN高速光电探测模块(207)；接收子系统(3)包括：接收透镜(301)、光纤耦合阵列(302)和雪崩光电二极管即APD阵列探测器(303)；测距与强度获取子系统(4)包括：跨阻放大模块(401)、增益可调放大模块(402)、宽带放大模块(403)、高速比较模块(404)、模拟数字即AD转换模块(405)、高精度时间间隔测量模块(406)、微控制器阵列A(407)和微控制器阵列B(408)；主控制器(101)分别与姿态测量模块(102)、GPS接收机(103)、显示器(105)、外部存储器(104)、脉冲激光器(201)、PIN高速光电探测模块(207)、微控制器阵列A(407)和微控制器阵列B(408)相连；脉冲激光器（201）发出的激光先经过准直透镜（202），然后通过分光片（203）分为反射和透射两路激光，占小部分的反射激光通过全反镜（206）进入PIN高速光电探测模块（207），占大部分的透射激光经光纤分束器（204）进入发射透镜阵列（205）照射目标，PIN高速光电探测模块（207）输出的信号分成三路分别输入主控制器（101）、高精度时间间隔测量模块（406）和AD转换模块（405）；目标反射回来的激光经接收透镜（301）聚焦进入光纤耦合阵列（302），光纤耦合阵列（302）分组输出多束激光信号耦合到APD阵列探测器（303）的各个光敏面单元上；APD阵列探测器（303）输出的信号进入跨阻放大模块（401），跨阻放大模块（401）输出的信号同时进入增益可调放大模块（402）和宽带放大模块（403）；增益可调放大模块（402）输出的信号进入高速比较模块（404），高速比较模块（404）输出的信号进入高精度时间间隔测量模块（406），高精度时间间隔测量模块（406）由微控制器阵列B（408）控制，宽带放大模块（403）输出到AD转换模块（405），AD转换模块（405）由微控制器阵列A（407）实现控制。