[发明专利]一种双模激光成像系统及成像方法

权利要求书

1.一种双模激光成像系统，应用于激光雷达，其特征在于，包括激光光源、分光器、激光处理模块、激光分束模块、本振开关、回波信号接收模块、混频模块、探测器、及信号处理模块：

所述激光光源，用于产生种子源；

所述分光器，用于将所述种子源分成两路，一路发射至激光处理模块，一路作为本振信号发射至本振开关；

所述激光处理模块，用于对所述种子源进行调制、放大和整形处理；

所述激光分束模块，用于将经过调制、放大和整形处理后的种子源分成多路子光束后发射至待探测目标；

所述本振开关，用于在所述探测目标与激光雷达处于远距离模式下，输出所述本振信号到混频模块；在所述探测目标与激光雷达处于近距离模式下，禁止输出所述本振信号到混频模块；

所述回波信号接收模块，用于接收待探测目标反射的各路回波信号，并输出至所述混频模块；

所述混频模块，用于在接收到所述本振信号时，将所述各路回波信号与所述本振信号进行混频处理，得到混频后的各路回波信号并输出至所述探测器；在未接收到所述本振信号时，直接将所述各路回波信号输出至所述探测器；

所述探测器，用于分别对经过混频处理或未经过混频处理的各路回波信号进行光电转换、整形和放大处理后输出至信号处理模块；

所述信号处理模块用于，

对经过混频、光电转换、整形和放大处理后的各路回波信号进行分段频域处理，找出频谱最大时的信号段的延时，根据频谱最大时的信号段的延时得到待探测目标的距离信息；

对经过光电转换、整形和放大处理后的回波信号进行时域分析，并与设定的阈值进行比较，达到或者超过阈值时产生脉冲信号，根据脉冲信号得到待探测目标各点的距离像。

2.如权利要求1所述的双模激光成像系统，其特征在于，所述激光处理模块包括调制器、放大器和整形器；

所述调制器，用于所述种子源进行调制处理；

所述放大器，用于对调制后的种子源进行放大处理；

所述整形器，用于对放大后的种子源进行整形处理。

3.如权利要求1所述的双模激光成像系统，其特征在于，所述探测器采用阵列雪崩光电二极管APD，所述阵列APD包括N×N个探测单元；

所述激光分束模块具体用于，将经过调制、放大和整形处理后的种子源分成N×N个子光束后发射至待探测目标。

4.如权利要求1所述的双模激光成像系统，其特征在于，所述激光光源采用脉冲激光器。

5.如权利要求1所述的双模激光成像系统，其特征在于，所述激光分束模块采用衍射分光系统。

6.一种双模激光成像系统的成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

产生种子源并分成两路，对其中一路种子源进行调制、放大和整形处理，将另一路种子源作为本振信号；

将经过调制、放大和整形处理后的种子源分成多路子光束后发射至待探测目标；

接收待探测目标反射的各路回波信号；

在所述探测目标与激光雷达处于远距离模式下，将所述各路回波信号与所述本振信号进行混频处理，得到混频后的各路回波信号，将混频后的各路回波信号进行光电转换、整形和放大处理，对经过混频、光电转换、整形和放大处理后的各路回波信号进行分段频域处理，找出频谱最大时的信号段的延时，根据频谱最大时的信号段的延时得到待探测目标的距离信息；

在所述探测目标与激光雷达处于近距离模式下，直接将所述各路回波信号进行光电转换、整形和放大处理，对经过光电转换、整形和放大处理后的回波信号进行时域分析，并与设定的阈值进行比较，达到或者超过阈值时产生脉冲信号，根据脉冲信号得到待探测目标各点的距离像。

7.如权利要求6所述的双模激光成像系统的成像方法，其特征在于，所述探测器采用阵列雪崩光电二极管APD，所述阵列APD包括N×N个探测单元；

将经过调制、放大和整形处理后的种子源分成多路子光束后发射至待探测目标具体包括以下步骤：

将经过调制、放大和整形处理后的种子源分成N×N个子光束后发射至待探测目标。