[发明专利]实现变焦距扫描成像的激光雷达控制系统及其控制方法

说明书

本发明涉及雷达激光技术领域，尤其涉及一种实现变焦距扫描成像的激光雷达控制系统，包括：上位机，用于发送控制信号；控制组件，用于接收和传输控制信号；发射模块，接收并执行控制信号，发射激光光束，形成的一部分激光光束投射至目标区域；接收模块，接收模块优先接收另一部分激光光束，并传输至控制组件处理，控制组件启动计时，直至接收模块接收目标区域反射后的一部分激光光束后，计时结束，控制组件获取计时信息，并根据计时信息和处理后的激光光束进行点云处理，将处理后的数据传输至上位机；控制组件还控制发射模块的焦距，使得一部分激光光束在目标区域上扫描成像，使得控制系统能够同时满足成本低、稳定性好且测量精度高的应用需求。

技术领域

本发明涉及雷达激光技术领域，尤其涉及一种实现变焦距扫描成像的激光雷达控制系统及其控制方法。

背景技术

激光雷达LiDAR(Light Detection And Ranging)是激光探测和测距系统的简称，通过测定传感器发射器与目标物体之间的传播距离，分析目标物体表面的反射能量大小、反射波谱的幅度、频率和相位等信息，从而呈现出目标物精确的三维结构信息。现有扫描式激光雷达系统的成像扫描有机械旋转式、机械转镜式、微振镜式(MEMS)、相控阵式OPA、电子扫描式等技术方案。

机械旋转式和机械转镜式激光雷达系统存在扫描部件，存在成本高、可靠性低的缺点；MEMS激光雷达系统基于微振镜结构开发，不能很好的适应恶劣的使用环境，可靠性也较差；OPA扫描激光雷达系统技术不成熟，限制其应用；电子扫描方式在探测距离、帧率、探测分辨率上很难做到满足应用需求。

因此，亟需一种能够同时满足成本低、稳定性好且测量精度高的激光雷达控制系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术激光雷达不能同时满足成本低、稳定性好且测量精度高的应用需求，本发明提供一种实现变焦距扫描成像的激光雷达控制系统，能够同时满足成本低、稳定性好且测量精度高的应用需求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种实现变焦距扫描成像的激光雷达控制系统，包括：

上位机，用于发送控制信号；

控制组件，与所述上位机连接，用于接收和传输所述控制信号；

发射模块，与所述控制组件连接，所述发射模块接收所述控制信号后，执行所述控制信号，所述发射模块发射激光光束，形成的一部分所述激光光束投射至目标区域；

接收模块，与所述控制组件连接，所述接收模块优先接收另一部分所述激光光束，并传输至所述控制组件处理，所述控制组件启动计时，直至所述接收模块接收所述目标区域反射后的一部分所述激光光束后，所述控制组件计时结束，所述控制组件处理反射后的一部分所述激光光束并获取计时信息，并根据计时信息和处理后的所述激光光束的信号进行激光雷达点云处理，将处理后的数据传输至上位机；

其中，所述控制组件还控制所述发射模块的焦距，使得一部分所述激光光束在所述目标区域上扫描成像。

进一步，具体地，所述发射模块包括：

激光器，与所述控制组件连接，接收所述控制组件传输的控制信号，控制所述激光器发射所述激光光束；

准直透镜，布设在所述激光器的输出光路上，接收所述激光光束，并将所述激光光束准直；

分光镜，布设在所述准直透镜的输出光路上，获取准直后的所述激光光束并进行分光，将所述激光光束分成两部分；

可变焦距透镜，布设在所述分光镜的透射输出光路上，可变焦距透镜用于处理一部分所述激光光束，所述控制组件连接所述可变焦距透镜，用于控制所述可变焦距透镜的焦距；

发射光路，布设在所述可变焦距透镜的输出光路上，通过所述发射光路将处理后的一部分所述激光光束朝向目标区域发射。