一种基于光纤阵列的激光雷达系统

摘要

本实用新型公开一种基于光纤阵列的激光雷达系统，包括：激光器、包含第一光纤阵列和发射透镜的发射光学系统、第一光开关、探测器、包含第二光纤阵列和接收透镜的接收光学系统、第二光开关、旋转扫描机构和控制处理单元。第一光开关连接激光器和第一光纤阵列，第二光开关连接探测器和第二光纤阵列，系统利用光开关，在不同的时刻将激光器发射的激光通过第一光纤阵列中不同的光纤发射出去，并由第二光纤阵列中对应的光纤接收发射激光并将其传输到探测器中，通过旋转扫描机构对空间进行旋转扫描，控制处理单元根据发射激光和接收到反射激光的时间差来测量待测物体的距离。本实用新型利用光纤阵列进行发射激光和接收发射激光，体积小，成本低。

主权项

一种基于光纤阵列的激光雷达系统，包括：激光器，发射激光；发射光学系统，包含第一光纤阵列和发射透镜，发射透镜将第一光纤阵列中不同光纤发射的激光进行准直，并分别以与水平面成不同的夹角发射出去；第一光开关，连接激光器和第一光纤阵列，在不同的时刻将激光器发射的激光在第一光纤阵列的不同光纤之间导通；探测器，探测反射回来的激光，并将探测到的信号输入控制处理单元；接收光学系统，包含第二光纤阵列和接收透镜，接收透镜将反射回来的激光接收，并汇聚到第二光纤阵列中与第一光纤阵列此刻导通的光纤相对应的那根光纤中；第二光开关，连接探测器和第二光纤阵列，在不同的时刻将第二光纤阵列中有反射回来的激光的光纤所在线路与探测器导通；旋转扫描机构，通过旋转带动发射光学系统和接收光学系统旋转，使激光雷达对空间不同位置进行扫描测量，并将旋转时的角度信息发送给控制处理单元；控制处理单元，控制激光器发射激光并记录发射时间，控制第一光开关和第二光开关的开关状态以及光路选择，控制旋转扫描机构进行旋转，记录探测器输入探测信号的时间并对进行数据处理；其特征在于：所述第一光纤阵列和第二光纤阵列由光纤组成；所述第一光开关在不同的时刻将激光器发射的激光在第一光纤阵列的不同光纤之间导通，并由发射透镜将导通的激光准直后以与水平面成不同的夹角发射出去；反射回来的激光经过接收透镜汇聚到第二光纤阵列的对应光纤中，第二光开关将第二光纤阵列中有反射回来的激光的光纤所在线路与探测器导通；控制处理单元根据某一时刻控制的激光器发射激光和探测器接收到反射激光的时间差，可以得出此时刻激光雷达所测量的待测物体的距离，根据此时刻旋转扫描机构的角度信息可以得出待测物体在水平方向的方位角；控制处理单元控制第一光开关在激光器输入和多路输出光纤，第二光开关在多路输出光纤和探测器输入之间高速切换工作，同时控制旋转扫描机构旋转，可以得到有关待测物体的空间测量数据。