[发明专利]一种高灵敏度激光雷达及其信号处理方法、定位方法

权利要求书

1.一种高灵敏度激光雷达的信号处理方法，其特征在于，包括：S10，控制器向激光发射器发送控制信号，激光发射器接收控制器的控制信号向周围环境发射激光光束；

S20，发射到周围环境目标物上的激光反射到光电传感器模组上；

S30，光电传感器模组接收外部反射的激光信号，所述光电传感器模组上形成按照m行*n列排列的微型光电阵列，

步骤S30包括以下步骤，

S301，所述微型光电阵列接收外部反射的激光信号，所述微型光电阵列包括m*n个相互并联的单元光电传感器，m*n个单元光电传感器构建的同质同构微型光电阵列，所述单元光电传感器的输出端汇集于同一负载电阻上；

S302，受到激光反射的单元光电传感器输出电流信号并汇流到负载电阻上，使负载电阻上通过由各个受到激光反射的单元光电传感器输出电流信号的叠加输出信号及由各个单元光电传感器输出的叠加噪音信号；

S303，所述单元光电传感器上的噪音信号具有正负两种相反极性的部分，噪音信号叠加以后有部分的噪音信号通过正负叠加而抵消，所述叠加输出信号加强，随受到激光反射的单元光电传感器数目的增加，提高负载电阻输出端的信噪比；

设：P(S)代表并联微型光电阵列的总输出信号功率；

P₀(S)代表单元光电传感器的输出信号功率；

M代表上述微型光电阵列中受到激光反射信号的单元光电传感器的数目；

P(N)代表并联微型光电阵列的噪音总功率；

P₀(N)代表单元光电传感器的输出噪音功率；

λ是微型光电阵列接收电路的信噪比，微型光电阵列接收电路是若干个相互并联的单元光电传感器构建成的；

λ₀是一个单元光电传感器构建成的接收电路信噪比；

P(N)与P₀(N)的比值和单元光电传感器的数目M的关系，如下式(1)

P(S)与P₀(S)的比值和单元光电传感器的数目M的关系，如下式(2)

λ与λ₀的比值和单元光电传感器的数目M的关系，如下式(3)

可得由若干个单元光电传感器组建的并联微型光电阵列接收电路的信噪比与一个单元光电传感器构建的接收电路的信噪比的比值为M^3.5。

2.根据权利要求1所述的一种高灵敏度激光雷达的信号处理方法，其特征在于，还包括：

S40，所述负载电阻输出端的信号输入至信号放大器，经信号放大器放大后的信号输入至控制器。

3.一种高灵敏度激光雷达，其特征在于，采用权利要求1-2之一所述的信号处理方法，包括激光发射器、光电传感器模组和控制器，所述激光发射器与控制器电连接，激光发射器接收控制器的控制信号向周围环境发射光束；

所述光电传感器模组包括若干个相互并联且阵列排布的单元光电传感器，所述单元光电传感器的输出端汇集于同一负载电阻上。

4.根据权利要求3所述的一种高灵敏度激光雷达，其特征在于，所述负载电阻与信号放大器的输入端电连接，所述信号放大器将负载电阻的输出信号进行放大，输出放大信号至控制器的输入端。

5.根据权利要求4所述的一种高灵敏度激光雷达，其特征在于，还包括壳体，所述控制器、所述激光发射器均位于壳体内部，所述光电传感器模组上的单元光电传感器环绕布置在壳体的外周。

6.一种高灵敏度激光雷达的定位方法，其特征在于，基于权利要求3-5之一所述的高灵敏度激光雷达，还包括以下步骤，

S50，预设标记物形成封闭区域，控制器获得激光雷达在第一采集点的第一采集数据，以第一采集点为基点进行全局建模，将第一采集数据转化成对应的第一坐标轴信息；

S60，将封闭区域和第一坐标轴信息比较来判断第一采集数据是否满足预设要求；若所述第一坐标轴信息满足预设要求，执行步骤S80；若所述第一坐标轴信息不满足预设要求，执行步骤S70；

S70，在预设采集次数x内，根据已获得的坐标轴信息，控制激光雷达向未采集到坐标轴信号的预设标记物的所在区域进行移动，到达下一个采集点进行周围环境的采集并得到下一坐标轴信息，将已获得的坐标轴信息进行整合，直至已获得的坐标轴信息的叠加满足预设要求；达到预设采集次数x后，仍存在已获得的坐标轴信息的叠加不满足预设要求，则放弃定位采集；

S80，完成区域定位采集，将所有采集到的坐标轴信息进行保存，构建出完整的全局坐标轴信息，激光雷达与云服务器形成通信连接，云服务器对激光雷达的全局坐标轴信息进行保存，移动设备终端与云服务器连接形成，接收来自云服务器的信息反馈，同时发送指令至云服务器，对激光雷达进行操作管理。