[发明专利]激光探测系统

说明书

本申请提供了一种激光探测系统。自物侧至像侧依序包括：像方远心镜头、第一微透镜阵列、会聚透镜单元、探测器，该像方远心镜头的焦平面与该第一微透镜阵列的焦平面重合；该第一微透镜阵列包括的微透镜单元的数目和位置与该像方远心镜头的焦平面上的像点的数目和位置对应；该会聚透镜单元，用于将该第一微透镜阵列准直后的激光束汇聚至该探测器光敏面；该会聚透镜单元，用于将该第一微透镜阵列准直后的激光束汇聚至该探测器光敏面；该探测器，用于根据汇聚至该探测器光敏面的激光束的光脉冲，计算获取目标的距离信息。本申请提供的激光探测系统，在确保激光探测系统响应速度的前提下，可以有效扩大激光探测系统探测视场的范围。

技术领域

本申请涉及激光探测技术领域，并且更具体地，涉及一种激光探测系统。

背景技术

激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。激光雷达的工作原理是，激光雷达发射端向目标发射探测信号(激光束)，激光雷达接收端将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较，并做适当处理后，就可获得目标的有关信息。例如，目标的距离、方位、高度、速度、姿态、形状等参数。

激光雷达是新一代车载感知系统中核心的传感器。激光雷达具有低成本、高可靠性和高性能的特点。为了尽可能多的获取周围环境的信息，激光雷达需要有一定的垂直和水平方向的探测视场。激光雷达的类型主要包括：同轴收发激光雷达、非同轴收发激光雷达、非同轴收发分置式激光雷达。非同轴收发分置式激光雷达的接收端与发射端是分立的，且接收端与发射端是非同步工作的。非同轴收发分置式激光雷达的接收端接收目标反射的不同入射角的光束，即不同视场目标反射的信号光束，通过多个视场的组合即可覆盖全部待测视场。因此，非同轴收发分置式激光雷达的接收端相当于一个大视场的激光探测系统。

大视场的激光探测系统一般需要采用面阵探测器或光敏面直径较大的探测器进行激光回波信号的接收。然而，面阵探测器成本较高，光敏面直径较大的探测器响应速度慢。此外，光敏面直径较小的探测器的探测视场较小，故无法满足大视场激光雷达的探测需求。

因此，亟需一种响应速度快、且探测视场大的激光探测系统。

发明内容

本申请提供了一种激光探测系统，在确保激光探测系统响应速度的前提下，以扩大激光探测系统探测视场的范围。

第一方面，提供了一种激光探测系统，自物侧至像侧依序包括：像方远心镜头、第一微透镜阵列、会聚透镜单元、探测器，该像方远心镜头的焦平面与该第一微透镜阵列的焦平面重合；该第一微透镜阵列包括的微透镜单元的数目和位置与该像方远心镜头的焦平面上的像点的数目和位置对应；该会聚透镜单元，用于将该第一微透镜阵列准直后的激光束汇聚至该探测器光敏面；该探测器，用于根据汇聚至该探测器光敏面的激光束的光脉冲，计算获取目标的距离信息。

基于上述方案，本申请提供的激光探测系统，将像方远心镜头与微透镜阵列组合(即，第一微透镜阵列的一例)，在确保激光探测系统响应速度的前提下，可以有效扩大激光探测系统探测视场的范围。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该会聚透镜单元包括球面透镜；或者，该会聚透镜单元包括非球面透镜。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该会聚透镜单元包括第二微透镜阵列。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该会聚透镜单元还包括：光纤阵列，该光纤阵列位于该第二微透镜阵列的焦平面上，该光纤阵列包括的光纤单元的数目和位置与该第二微透镜阵列焦平面上像点的数目和位置对应，该光纤阵列用于将该第二微透镜阵列聚焦后的激光束传输至该探测器表面。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该探测器为光敏面的直径小于或等于1mm的探测器。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该探测器为面阵探测器，或者，该探测器包括分立的N个探测器单元，N为大于或等于1的正整数。