[发明专利]基于MEMS微扫描镜的三维激光雷达及测距方法

摘要

针对现有基于双轴MEMS微扫描镜的激光雷达的结构较复杂、扫描视场较小、刷新率较低的缺点，本发明提供了一种基于MEMS微扫描镜的三维激光雷达及测距方法，利用单轴MEMS微扫描镜和具有一维放大功能的光学元件配合使用实现二维面扫描，利用线状探测单元组成的光电探测器实现激光回波探测，结构简单、扫描视场大、刷新率高。

主权项

1.基于MEMS微扫描镜的三维激光雷达，包括激光发射装置、激光扫描装置、激光接收装置、驱动电路以及信号处理电路；所述激光扫描装置设置在激光发射装置的输出光路上，激光接收装置和激光发射装置位于待测目标物的同一侧；激光接收装置的视场角大于激光扫描装置的扫描范围且中心区域重合；其特征在于：所述激光发射装置包括沿同一光路依次设置的脉冲激光器和具有一维放大功能的光学元件；脉冲激光器发出的脉冲激光经所述光学元件放大后形成沿X轴方向发散的线光斑；所述激光扫描装置包括单轴MEMS微扫描镜和用于实时输出单轴MEMS微扫描镜扫描角度的反馈电路；单轴MEMS微扫描镜位于光学元件的出射光路上且靠近所述光学元件设置；所述光学元件出射的线光斑应完全处于单轴MEMS微扫描镜的反射镜面范围内；单轴MEMS微扫描镜的扭转轴与所述线光斑重合；当单轴MEMS微扫描镜静止时，所述线光斑经单轴MEMS微扫描镜反射后形成长度方向沿X轴方向的长条形光斑；在单轴MEMS微扫描镜扭转过程中，所述线光斑经单轴MEMS微扫描镜反射后形成一系列沿Y轴方向平行排列的长条形光斑；所述激光接收装置用于接收探测待测目标物反射的回波信号；所述驱动电路用于驱动单轴MEMS微扫描镜扭转、驱动脉冲激光器按照预设频率发射脉冲激光以及驱动信号处理电路采集和处理所述激光接收装置的探测信号；信号处理电路用于获取目标物的距离并构建三维位置信息。