激光发射装置和激光雷达系统的制作方法

本申请涉及光电检测，尤其涉及一种激光发射装置和激光雷达系统。

背景技术：

1、激光雷达常用于探测目标物体的距离，其实现距离探测的过程为向目标物体发射激光，并接收被目标物体反射回的回波信号，以基于回波信号获得目标物体的距离探测信号。在一些应用场景下，存在多个同一频段的激光雷达发出的激光照射至目标物体上，那么激光雷达接收到的回波信号不一定是与自身发射出的激光对应的回波信号，若这种情况发生，该激光雷达就会所获得不准确的距离探测信号。

2、基于上述问题，传统的激光雷达由于采用单个脉冲的形式照射至目标物体的检测点上，其在实际应用中会存储多部激光雷达之间相互干扰的问题。

技术实现思路

1、为解决存在上述存在的问题，本申请提供了一种可避免多部激光雷达系统之间相互干扰的激光发射装置和激光雷达系统。

2、一种激光发射装置，包括激光发射器和用于驱动所述激光发射器发射激光的激光驱动电路，所述激光驱动电路包括：

3、驱动电源；

4、并联连接在所述驱动电源和所述激光发射器之间的多路充放电支路，每一路所述充放电支路包括与所述驱动电源连接的储能单元、与对应的所述储能单元连接充电开关、连接在对应的所述储能单元与所述激光发射器之间的放电单元以及与对应的所述放电单元连接的放电开关；

5、其中，每一所述充放电支路包括储能充电状态及放电发射状态，在储能充电状态下，所述充电开关导通，所述驱动电源、对应的所述储能单元以及所述充电开关形成充电回路，所述驱动电源经由所述充电回路给对应的所述储能单元充电，在放电发射状态下，所述放电开关导通，所述放电单元、与对应的所述放电单元连接的所述储能单元以及所述放电开关形成放电回路，与对应所述放电单元连接的所述储能单元经由所述放电回路给所述激光发射器放电。

6、在一些实施例中，所述的激光发射装置还包括与分别与各个所述充电开关连接的充电控制器，所述充电控制器用于产生分别控制各个所述充电开关导通和断开的各个充电控制信号；

7、所述充电控制器包括分别与各个所述充电开关连接的各个放电开关驱动电路以及与分别与各个所述充电开关驱动电路连接的fpga控制器，所述fpga控制器用于分别控制各个所述充电开关驱动电路产生各个对应的所述充电控制信号。

8、在一些实施例中，所述的激光发射装置还包括与分别与各个所述放电开关连接的放电控制器，所述放电控制器用于产生分别控制各个所述放电开关导通和断开的各个放电控制信号；

9、所述放电控制器包括分别与各个所述放电开关连接的各个放电开关驱动电路以及与分别与各个所述放电开关驱动电路连接的fpga控制器，所述fpga控制器用于分别控制各个所述放电开关驱动电路产生各个对应的所述放电控制信号。

10、在一些实施例中，所述fpga控制器用于产生时序伪随机数，以分别控制各个所述放电开关驱动电路产生各个对应的所述放电控制信号。

11、在一些实施例中，至少一路所述充放电支路中的所述储能单元包括多个并联的电容。

12、在一些实施例中，各个所述储能单元的等效电容值不同。

13、在一些实施例中，至少一路所述充放电支路中的所述充电开关和/或至少一路所述充放电支路中的所述放电开关为氮化镓场效应晶体管。

14、在一些实施例中，至少一路所述充放电支路中的所述放电单元包括寄生电感，所述寄生电感通过对应的所述放电开关与对应的所述储能单元连接。

15、一种激光雷达系统，其特征在于，包括如上述任意一项所述的激光发射装置。

16、在一些实施例中，所述的激光雷达系统还包括扫描装置、接收装置、信号处理装置以及显示装置；

17、所述扫描装置用于将所述激光发射装置发射出的激光偏转后扫描至目标物体；

18、所述接收装置用于接收所述目标物体反射回的回波信号，并将所述回波信号转换成电信号；

19、所述信号处理装置与所述接收装置连接，用于对所述电信号进行处理，获得所述目标物体的距离信号；

20、所述显示装置与所述信号处理装置连接，用于接收并显示所述距离信号。

21、本申请提供了一种激光发射装置和激光雷达系统，激光发射装置的激光驱动电路包括并联连接在驱动电源和激光发射器之间的多路充放电支路，每一个充放电支路均包括对应的充电回路和对应的放电回路。各个充放电支路中的放电回路可以分别在不同的时间点导通，使得激光发射器发射的多个脉冲激光之间的时间间隔与各个充放电回路中放电开关的控制信号对应。因此激光雷达系统在接收目标物体反射回的回波信号时，基于回波信号的脉冲间隔与各个放电开关的控制信号的脉冲间隔之间的比较，以区别本激光发射装置与其它激光雷达系统中的激光发射装置所发射出的激光。避免了多部激光雷达系统之间的相互干扰，有利于提高距离探测的准确性。

技术特征：

1.一种激光发射装置，其特征在于，包括激光发射器(11)和用于驱动所述激光发射器(11)发射激光的激光驱动电路(12)，所述激光驱动电路(12)包括：

2.根据权利要求1所述的激光发射装置，其特征在于，还包括与分别与各个所述充电开关(122i2)连接的充电控制器(123)，所述充电控制器(123)用于产生分别控制各个所述充电开关(122i2)导通和断开的各个充电控制信号；

3.根据权利要求1所述的激光发射装置，其特征在于，还包括与分别与各个所述放电开关(122i4)连接的放电控制器(124)，所述放电控制器(124)用于产生分别控制各个所述放电开关(122i4)导通和断开的各个放电控制信号；

4.根据权利要求3所述的激光发射装置，其特征在于，所述fpga控制器(1231)用于产生时序伪随机数，以分别控制各个所述放电开关驱动电路(1242i)产生各个对应的所述放电控制信号。

5.根据权利要求1所述的激光发射装置，其特征在于，至少一路所述充放电支路(122i)中的所述储能单元(122i1)包括多个并联的电容。

6.根据权利要求5所述的激光发射装置，其特征在于，各个所述储能单元(122i1)的等效电容值不同。

7.根据权利要求1所述的激光发射装置，其特征在于，至少一路所述充放电支路(122i)中的所述充电开关(122i2)和/或至少一路所述充放电支路(122i)中的所述放电开关(122i4)为氮化镓场效应晶体管。

8.根据权利要求1所述激光发射装置，其特征在于，至少一路所述充放电支路(122i)中的所述放电单元(122i3)包括寄生电感，所述寄生电感通过对应的所述放电开关(122i4)与对应的所述储能单元(122i1)连接。

9.一种激光雷达系统，其特征在于，包括如权利要求1至8中任意一项所述的激光发射装置(1)。

10.根据权利要求9所述的激光雷达系统，其特征在于，还包括扫描装置(2)、接收装置(4)、信号处理装置(5)以及显示装置(6)；

技术总结
本申请提供了一种激光发射装置和激光雷达系统，激光发射装置的激光驱动电路包括并联连接在驱动电源和激光发射器之间的多路充放电支路，每一个充放电支路均包括对应的充电回路和对应的放电回路。各个充放电支路中的放电回路可以分别在不同的时间点导通，使得激光发射器发射的多个脉冲激光之间的时间间隔与各个充放电回路中放电开关的控制信号对应。因此激光雷达系统在接收目标物体反射回的回波信号时，基于回波信号的脉冲间隔与各个放电开关的控制信号的脉冲间隔之间的比较，以区别本激光发射装置与其它激光雷达系统中的激光发射装置所发射出的激光。避免了多部激光雷达系统之间的相互干扰，有利于提高距离探测的准确性。

技术研发人员：杜双伟,陈烨伟,徐丹慧
受保护的技术使用者：睿创微纳（无锡）技术有限公司
技术研发日：20221114
技术公布日：2024/1/12