一种适用于激光雷达的光电探头及其工作方法与流程

    专利查询2025-07-26  31


    本发明属于激光雷达装置,特别涉及一种适用于激光雷达的光电探头及其工作方法。


    背景技术:

    1、随着激光技术和激光器件的快速发展,在激光技术领域中,应用在激光雷达、激光测距和激光模拟的技术中较为常见。

    2、激光回波,可以模拟激光回波的传输过程,提供远距离的虚拟目标,实现对远距离虚拟目标大测程的指标检测。

    3、激光雷达的光电探头可以实现激光雷达的激光信号采集以及回波返回。用户可实施激光雷达的光电探头模拟器进行激光雷达测量和激光雷达检测等实际场景的运用。一般采用tof(time of flight)或fmcw型号的激光雷达。通过更换回波光源,可应用于1550nm波长的激光信号进行模拟转换为905nm波长的激光信号予以实现不同距离目标的检测。


    技术实现思路

    1、本发明提供一种适用于激光雷达的光电探头及其工作方法,用于解决如何通过激光雷达的光电探头将输入较高波长(1550nm波长)的激光信号变换为输出较低波长(905nm波长)的激光信号的技术问题,采用t准直器和r准直器具有不同的颜色或信号处理单元的电信号强度调节,使激光雷达的光电探头将输入1550nm波长的激光信号变换为输出905nm波长的激光信号。

    2、为了达到上述目的,本发明通过下述技术方案实现:

    3、一种适用于激光雷达的光电探头,包括:

    4、光电转换t/r组件,用于输入的激光信号变换为电信号以及电信号变换为输出的激光信号;

    5、信号处理单元,用于电信号的实时强度处理,所述信号处理单元对接于所述光电转换t/r组件;

    6、输入的激光信号经过光电转换t/r组件后变换为电信号,电信号经过信号处理单元处理后,再经过光电转换t/r组件变换为输出的激光信号。

    7、可选的,光电转换t/r组件具有光电转换t组件和光电转换r组件;

    8、光电转换r组件的两端分别与第一光学镜头、所述信号处理单元对接,光电转换r组件接收所述第一光学镜头输入的激光信号,光电转换r组件用于对输入的激光信号变成准直的输入的激光信号,准直的输入的激光信号经过变换为电信号后发送给信号处理单元;

    9、光电转换t组件的两端分别与第二光学镜头、信号处理单元对接,光电转换t组件接收信号处理单元输出的电信号,输出的电信号变换为输出的激光信号后,光电转换t组件用于对输出的激光信号变成准直的输出的激光信号,准直的输出的激光信号发送给第二光学镜头。

    10、可选的,光电转换r组件具有r准直器,r准直器用于对输入的激光信号变成准直的输入的激光信号,所述光电转换t组件具有t准直器,所述t准直器用于对输出的激光信号变成准直的输出的激光信号。

    11、可选的,r准直器位于所述第一光学镜头和探测器之间,t准直器位于所述第二光学镜头和激光器之间。

    12、可选的,r准直器在所述光电转换r组件内竖直排列,t准直器在所述光电转换t组件内竖直排列。

    13、可选的,r准直器和t准直器的个数都为八个,每个r准直器和t准直器的直径为0.69mm-0.71mm的范围。

    14、一种适用于激光雷达的光电探头的工作方法,包括如下步骤:

    15、步骤1):将输入的激光信号通过第一光学镜头和光电转换t/r组件,光电转换t/r组件将输入的激光信号变换为电信号;

    16、步骤2):将变换了的电信号输入到信号处理单元内,信号处理单元对电信号进行实时强度处理;

    17、步骤3):将通过信号处理单元处理后的电信号输入到光电转换t/r组件内,通过光电转换t/r组件将电信号变换为输出的激光信号;

    18、步骤4):将输出的激光信号再经过第二光学镜头后输出。

    19、可选的,在步骤2)中,实时强度处理的方式,为如下公式(1):

    20、(1);

    21、其中,为电信号的强度;为电信号的强度调节系数,的取值在0.9-1.1之间,具有电信号的强度调节系数的变化速度;为对电信号的强度进行调节的函数;为调节后的电信号的强度;

    22、为第一时刻,为第二时刻,为两时刻之间的时间段,为获取两时刻之间的时间段;为在某个时间段内对电信号的强度进行调节;为在某个时间段内对电信号的强度进行调节的结果。

    23、可选的,输入的激光信号以脉冲的方式输入到所述光电转换t/r组件内,所述输出的激光信号以脉冲的方式从所述光电转换t/r组件内输出。

    24、本发明的有益效果:

    25、本发明是激光雷达发射器发射输入的激光信号,输入的激光信号经过第一光学镜头和r准直器后,通过探测器将输入的激光信号变换为电信号,电信号经过信号处理单元处理,信号处理单元再发出电信号,电信号经过激光器变换为输出的激光信号,通过t准直器再将输出的激光信号经过第二光学镜头到达激光雷达接收器,本发明采用t准直器和r准直器具有不同的颜色或信号处理单元的电信号强度调节,使激光雷达的光电探头将输入1550nm波长的激光信号变换为输出905nm波长的激光信号。



    技术特征:

    1.一种适用于激光雷达的光电探头,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的一种适用于激光雷达的光电探头,其特征在于,所述光电转换t/r组件具有光电转换t组件和光电转换r组件;

    3.根据权利要求2所述的一种适用于激光雷达的光电探头,其特征在于,所述光电转换r组件具有r准直器,所述r准直器用于对输入的激光信号变成准直的输入的激光信号,所述光电转换t组件具有t准直器,所述t准直器用于对输出的激光信号变成准直的输出的激光信号。

    4.根据权利要求3所述的一种适用于激光雷达的光电探头,其特征在于,所述r准直器位于所述第一光学镜头和探测器之间,所述t准直器位于所述第二光学镜头和激光器之间。

    5.根据权利要求3所述的一种适用于激光雷达的光电探头,其特征在于,所述r准直器在所述光电转换r组件内竖直排列,所述t准直器在所述光电转换t组件内竖直排列。

    6.根据权利要求5所述的一种适用于激光雷达的光电探头,其特征在于,所述r准直器和t准直器的个数都为八个,每个r准直器和t准直器的直径为0.69mm-0.71mm的范围。

    7.一种适用于激光雷达的光电探头的工作方法,采用根据权利要求1-6任意一项所述的一种适用于激光雷达的光电探头,其特征在于,包括如下步骤:

    8.一种适用于激光雷达的光电探头的工作方法,其特征在于,在所述步骤2)中,所述实时强度处理的方式,为如下公式(1):

    9.一种适用于激光雷达的光电探头的工作方法,其特征在于,所述输入的激光信号以脉冲的方式输入到所述光电转换t/r组件内,所述输出的激光信号以脉冲的方式从所述光电转换t/r组件内输出。


    技术总结
    本发明涉及一种适用于激光雷达的光电探头及其工作方法,属于激光雷达装置技术领域,包括:步骤1):将输入的激光信号通过第一光学镜头和光电转换T/R组件,光电转换T/R组件将输入的激光信号变换为电信号;步骤2):将变换了的电信号输入到信号处理单元内,信号处理单元对电信号进行实时强度处理;步骤3):将通过信号处理单元处理后的电信号输入到光电转换T/R组件内,通过光电转换T/R组件将电信号变换为输出的激光信号;步骤4):将输出的激光信号再经过第二光学镜头后输出;本发明的有益效果:通过激光雷达的光电探头将输入较高波长的激光信号变换为输出较低波长的激光信号。

    技术研发人员:刘学良,汪昌林,张泽华,董辉
    受保护的技术使用者:重庆麦普斯科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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