[发明专利]一种激光雷达及激光测距方法

说明书

本发明实施例提供了一种激光雷达及激光测距方法，涉及激光雷达技术领域，上述激光雷达应用于雾气环境下的目标探测，包括：激光模块以及测距模块；激光模块产生并发射皮秒级高斯脉冲序列和纳秒级高斯脉冲序列，其中，所述皮秒级高斯脉冲序列和所述纳秒级高斯脉冲序列的波长不同；测距模块基于所述纳秒级高斯脉冲序列的波长，对接收到的反射信号进行过滤，得到所述纳秒级高斯脉冲序列的目标反射信号，并根据所述目标反射信号进行测距。本发明延长了激光雷达在雾中的探测距离。

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，特别是涉及一种激光雷达及激光测距方法。

背景技术

激光雷达是一种通过发射激光束来探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是向目标发射探测信号(激光束)，然后，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处理，以得到目标的相关信息，比如目标的距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而实现对目标的探测、跟踪和识别等。LiDAR(LightDetection and Ranging)是激光探测及测距系统的简称，是一种集激光、全球定位系统和惯性导航系统三种技术与一身的激光雷达系统。

激光光脉冲在空气中的传播距离，与激光光脉冲在空气中所吸收和散射的水滴有关，进而从LiDAR系统上的VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，垂直腔面发射激光器)单元和阵列中所产生的激光光脉冲，在雾、雪以及雨等恶劣天气条件下会有明显的衰减，使得LiDAR系统在雾、雪以及雨等恶劣天气条件下的探测范围大幅减小，进而无法达到理想的探测距离。

因此，现有亟需一种能够延长LiDAR系统在雾、雪以及雨等恶劣天气条件下的探测距离的方法。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种激光雷达及激光测距方法，以延长激光雷达在雾中的探测距离。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种激光雷达，所述激光雷达应用于雾气环境下的目标探测，包括：激光模块以及测距模块；

所述激光模块，用于产生并发射皮秒级高斯脉冲序列和纳秒级高斯脉冲序列，其中，所述皮秒级高斯脉冲序列和所述纳秒级高斯脉冲序列的波长不同；

所述测距模块，用于基于所述纳秒级高斯脉冲序列的波长，对接收到的反射信号进行过滤，得到所述纳秒级高斯脉冲序列的目标反射信号，并根据所述目标反射信号进行测距。

在一种可能的实施方式中，所述激光模块包括受控子模块、第一脉冲序列生成和控制电路、第一激光发射单元和阵列、第二脉冲序列生成和控制电路、以及第二激光发射单元和阵列；

所述受控子模块，用于在每一控制循环中，触发控制所述第一脉冲序列生成和控制电路，以及所述第二脉冲序列生成和控制电路，依次输出所述皮秒级高斯脉冲序列和所述纳秒级高斯脉冲序列；

所述第一脉冲序列生成和控制电路，用于生成皮秒级高斯脉冲序列，并触发所述第一激光发射单元和阵列，输出所述皮秒级高斯脉冲序列；

所述第一激光发射单元和阵列，用于输出所述皮秒级高斯脉冲序列；

所述第二脉冲序列生成和控制电路，用于生成纳秒级高斯脉冲序列，并触发所述第二激光发射单元和阵列，输出所述纳秒级高斯脉冲序列；

所述第二激光发射单元和阵列，用于输出所述纳秒级高斯脉冲序列。

在一种可能的实施方式中，所述第一脉冲序列生成和控制电路，具体用于：以预设频率生成皮秒级高斯脉冲序列，并触发所述第一激光发射单元和阵列，输出1030纳米波长的高斯脉冲序列；

所述第二脉冲序列生成和控制电路，具体用于：生成纳秒级高斯脉冲序列，并触发所述第二激光发射单元和阵列，输出905/940纳米波长的高斯脉冲序列。