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公开(公告)号：CN118191872A
公开(公告)日：2024-06-14
申请号：CN202410449634.9
申请日：2024-04-15
Applicant: 中国科学院光电技术研究所
IPC: G01S17/894 , G01S7/48 , G01S7/481
Abstract: 本发明公开了一种光束操控光子计数激光雷达，包括脉冲激光器、准直透镜、电动扩束器、滤光片、汇聚透镜、阵列探测器和数据处理模块。脉冲激光器输出脉冲光通过准直透镜后再经电动扩束器发射，由目标反射的回波光子经滤光片和汇聚透镜照射在阵列探测器的靶面上。电动扩束器可以根据目标的距离和尺寸连续地调节光束的发散角：当目标距离较近时，实时调整束散角使发射的光斑能够完全覆盖目标，避免因目标距离变化造成的光束能量的浪费，提高光束能量的利用率和阵列成像的性能的同时对成像帧频无影响；当目标距离较远时，只获取目标的距离信息，缩小束散角，使用阵列探测器测距，提高系统测距能力。
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公开(公告)号：CN118191797A
公开(公告)日：2024-06-14
申请号：CN202410473992.3
申请日：2024-04-19
Applicant: 中国科学院光电技术研究所
IPC: G01S7/4863 , G01S17/14
Abstract: 本发明公开了一种低重频单光子激光雷达，包括低重频激光器、激光分束器、中心挖孔镜、收发共孔径光学系统、接收镜组、单光子阵列探测器、多通道并行事件计时器、测距信息处理单元。通过空间邻域像元合并为宏像元的方法，仅发射一个激光脉冲即可获取一帧时空直方图，无需发射多个脉冲进行时间累积，很好地避免了高重频引起的距离模糊和探测盲区问题。本发明使得低重频激光器也能用于单光子激光雷达，且一个脉冲对应一帧时空直方图的方式使得低重频单光子激光雷达特别适用于高动态条件下的测距成像应用场合。
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公开(公告)号：CN114545428B
公开(公告)日：2024-02-02
申请号：CN202210202348.3
申请日：2022-03-02
Applicant: 中国科学院光电技术研究所
IPC: G01S17/08 , G01S17/50 , G01S7/4865
Abstract: 本发明公开一种基于单像素‑单光子探测器跟踪测距激光雷达装置及方法，装置包括窄脉冲激光器、反射镜、光学发射系统、中心开孔反射镜、光学接收系统、单像素‑单光子探测器、FPGA数据采集处理模块、DSP扫描控制模块和上位机。同时提出了一种快速跟踪测距的方法，该方法利用线性螺旋进行扫描、峰值法和质心法提取目标飞行时间、扫描模块获取光束指向角度，当回波的脉冲累计数满足设定的阈值时，记录此时光束偏转角度及回波飞行时间，同时扫描模块快速指向此时光束偏转位置，以此位置为中心再次扫描捕获，形成闭环工作，实现跟踪测距。该装置巧妙(56)对比文件Zhikang Li等“.Target Tracking andRanging Based on Single PhotonDetection”《.Photonics》.2021,第8卷(第7期),第1-17页.张俊逸.脉冲扫描激光雷达信号采集与处理的研究.商丘师范学院学报.2016,(12),全文.Di Wu等“.Multi-beam single-photonLiDAR with hybrid multiplexing inwavelength and time”《.Optics and LaserTechnology》.2021,第1-5页.
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公开(公告)号：CN116026456A
公开(公告)日：2023-04-28
申请号：CN202211586119.2
申请日：2022-12-09
Applicant: 中国科学院光电技术研究所
Abstract: 一种快速淬灭与复位电路，该电路首先采用高侧淬灭子电路和低侧淬灭子电路同时对雪崩二极管的雪崩电流进行快速淬灭，然后再通过低侧复位子电路对雪崩二极管阳极电压进行快速复位，最后通过高侧复位电路对雪崩二极管阴极电压进行复位，使雪崩二极管恢复到可进行下一次产生雪崩电流的准备状态，接收下一次单光子信号。本发明旨在解决远距离激光雷达测距中要求SPAD高探测效率和低死时间之间相互制约问题，相比传统淬灭方法的雪崩二极管探测效率提高了25％左右，而死时间则降低了16％左右；并通过设计高侧复位子电路，可有效避免雪崩二极管由于雪崩电流过大引起的雪崩二极管损毁的问题。主要应用于采用雪崩二极管进行高灵敏度单光子探测场合。
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公开(公告)号：CN112505711B
公开(公告)日：2023-03-31
申请号：CN202011329045.5
申请日：2020-11-24
Applicant: 中国科学院光电技术研究所
Abstract: 本发明公开一种利用反射式体布拉格光栅进行激光雷达光谱滤波的装置，包括窄脉冲激光器、光学发射系统、光学接收系统、透镜、光学小孔、反射式体布拉格光栅和光电探测器，输出光束经由所述的反射式体布拉格光栅时满足布拉格衍射条件时发生布拉格衍射效应，不满足条件的光束经由体光栅透射，衍射光束的带宽进一步被压窄，且强度损失很小，可以有效的降低激光雷达回波信号的带宽，提高信噪比，特别是在激光雷达应用于强背景光环境时，提升激光雷达光谱滤波效果。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110161522B
公开(公告)日：2022-11-11
申请号：CN201910501221.X
申请日：2019-06-11
Applicant: 中国科学院光电技术研究所
Abstract: 本发明公开了一种可消除距离模糊的高重频单光子激光雷达，包括控制模块、激光器、分束器、发射光学系统、光电二极管、事件计时器、接收光学系统、单光子探测器、信号处理模块。利用控制模块产生重复频率可调的脉冲信号，将其作为激光器的主控信号，用于控制激光脉冲的发射时刻。利用事件计时器分别记录参考光脉冲和回波光脉冲时刻，并由信号处理模块进行时间相关单光子计数处理，由于激光脉冲频率不断变化，使得累积过程中只有本次触发时刻的回波光脉冲才能累积起来，非本次触发时刻的回波光脉冲被离散化处理，最终使得单光子激光雷达能够在高重频条件下消除距离模糊问题。
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公开(公告)号：CN110161521B
公开(公告)日：2022-07-19
申请号：CN201910500918.5
申请日：2019-06-11
Applicant: 中国科学院光电技术研究所
Abstract: 本发明公开了一种基于真随机编码的光子计数激光雷达，属于激光雷达技术领域。真随机编码在保留传统伪随机编码光子计数激光雷达系统发射功率低、成像速度快、克服距离模糊的优势下，极大的降低了系统的体积与成本、克服了探测器死时间对系统测距性能的影响、同时真随机编码光子计数激光雷达系统具有极高的抗串扰能力。该雷达主要包括两个盖革模式雪崩光电二极管、脉冲整形电路、激光器、光学系统、外部时钟、光子计数模块、信号处理模块。以单光子探测器取代传统的信号发生器，极大的提高了系统的实用价值，广泛应用于目标测距、成像领域。
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公开(公告)号：CN112305560B
公开(公告)日：2022-06-14
申请号：CN202011188872.7
申请日：2020-10-30
Applicant: 中国科学院光电技术研究所
IPC: G01S17/89 , G01S17/10 , G01S7/4865 , G01S7/4861 , G01S7/48
Abstract: 本发明公开了一种基于首光子组的单光子激光雷达快速成像方法，该方法能使单光子激光雷达在极弱光场景下进行快速成像的同时兼具对噪声的高鲁棒性。包括探测策略和处理算法：发射激光脉冲到目标上进行探测，直到首次探测到符合算法要求的信号光子计数即首光子组后停止该点的探测并转移到下一位置；算法分为首光子组判断算法和距离灰度图像重建算法，首光子组判断算法利用噪声计数均匀分布而信号计数集中分布的统计差异来判断光子计数是信号计数还是噪声计数，重建算法利用首光子组的计数时间信息来重建距离图像和利用获得首光子组时发射的脉冲数信息来重建灰度图像。本发明能极大程度的减少单光子图像重建时所需要的数据量并保持对噪声的高鲁棒性。
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公开(公告)号：CN110470387B
公开(公告)日：2021-08-13
申请号：CN201910733016.6
申请日：2019-08-09
Applicant: 中国科学院光电技术研究所
IPC: G01J1/44 , G01J11/00 , G01S7/481 , G01S7/4861 , G01S17/42
Abstract: 本发明公开一种基于多探测器的单光子激光雷达装置，包括窄脉冲激光器、1*2光纤分束器、光纤环形器、光学系统、扫描系统、光电二极管、1*N光纤分束器、单光子探测器组、信号采集模块、信号控制模块、信号处理模块，激光器发出激光输入到1*2光纤分束器中一分为二：一部分进入光电二极管作为单光子探测器基准信号、门控信号和扫描系统同步信号；另一部分经由光纤环形器后通过光学系统、扫描系统出射，回波反向进入1*N光纤分束器后分别进入N个单光子探测器，单光子探测器信号经过信号采集模块、信号处理模块后即得到距离信息，结合扫描系统位置信息即可重建三维信息。使用多个探测器同时进行探测可有效减少单光子激光雷达信号累计时间，提高工作效率。
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公开(公告)号：CN108089194B
公开(公告)日：2021-08-13
申请号：CN201711347187.2
申请日：2017-12-15
Applicant: 中国科学院光电技术研究所
Abstract: 本发明公开了一种基于复合伪随机编码的光子计数激光雷达，包括信号发生器、光强调制器、激光器、分光棱镜、环形器、光学系统、扫描器、GM‑APD单光子探测器、光电二极管、光子计数模块、信号处理模块。采用收发同路的光学系精简系统整体结构，并用扫描器扫描发射激光脉冲串，扩大激光雷达视场角。由光学系统发射的激光信号经分光棱镜之后，一部分直接照射在光电二极管作为光触发信号，另一部分经扫描器扫描后照射至目标，经目标反射后的回波信号入射至扫描器，经光学系统返回到环形器第二端口，经环形器第三端口入射至GM‑APD单光子探测器，GM‑APD单光子探测器记录回波序列并产生停止信号，光子计数模块记录的探测结果传输至信号处理模块做后续处理，得到脉冲串的飞行时间。
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