帮助opa相控阵激光雷达消除旁瓣信号干扰的系统及方法与流程

1.本发明涉及相控阵激光雷达技术领域，具体涉及一种帮助opa相控阵激光雷达消除旁瓣信号干扰的系统及方法。


背景技术：

2.固态车载激光雷达一直是相关厂商所追求的终极形态。但是opa相控阵激光雷达有着比较高的技术壁垒以及比较多的技术难题有待解决。其中相控阵激光系统内部产生的旁瓣问题是困扰着此类激光雷达向产品化发展的核心问题之一。
3.我们一般意义上认为的激光是一束光线，但实际上主光束的周围还有大量副光束的存在。而在opa相控阵激光雷达系统中这种现象会被放大，使得旁瓣的问题尤为明显。旁瓣的存在会大大的影响到接收器的接受精度，大量无用的旁瓣信号使得最终产生的图像变得不准确。
4.oled学名“有机发光二极管”，当有电流通过时，它就会发光，且发光亮度取决于电流大小。oled基本结构由一层薄而透明且具有半导体特性的锢锡氧化物(ito)与阳极相连，再加上另一个金属阴极，犹如三明治的结构。当输入电压时，正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合而发光，且每个oled显示单元(像素点，对应下述的像素网格)都能受控制地发光或不发光，大量的像素组合形成oled阵列后，通过被动驱动式(pmoled)或主动驱动式(amoled)即可点亮这些阵列像素，如amoled采用薄膜晶体管(tft)阵列，由独立的薄膜晶体管控制对应像素的开/关，每个像素都可以连续且独立地发光。
5.本发明通过oled技术与相控阵激光雷达扫描技术的有机结合，探索一种针对旁瓣问题的低成本解决方案。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于，提供一种帮助opa相控阵激光雷达消除旁瓣信号干扰的系统及方法，通过过滤吸收旁瓣的激光能量增强主光束的对比度，有效过滤旁瓣的信号干扰。
7.为达成上述目的，本发明提供如下技术方案：帮助opa相控阵激光雷达消除旁瓣信号干扰的系统，包括能够覆盖相控阵激光雷达扫描面积的透明oled阵列面板，所述oled阵列面板包括若干个呈网格点排布的像素网格，所述像素网格能够被控制为呈现颜色和透明两种状态；
8.将所述oled阵列面板的显示策略对应于相控阵激光雷达的发射方向，使得与所述相控阵激光雷达发射方向正对应的像素网格透明，该透明像素网格周围的像素网格呈现颜色。
9.作为优选，所述oled阵列面板的尺寸为10cm*4cm。
10.作为优选，所述oled阵列面板与相控阵激光雷达发射器的距离为1-5cm。
11.作为优选，所述像素网格的发光颜色为深灰色或深红色。
12.作为优选，所述oled阵列面板的阳极为ito，阴极为多层超薄金属。
13.上述系统帮助opa相控阵激光雷达消除旁瓣信号干扰的方法，按照相控阵激光雷达的扫描顺序改变oled阵列面板的发光控制，使得所述透明像素网格相对地在oled阵列面板上沿扫描顺序同步移动。
14.本发明与现有技术相对比，其有益效果在于：本发明通过控制oled阵列面板来触发透明和显色发光两种状态来控制激光通过率，并通过与激光扫描顺序一致的方向改变oled阵列面板的发光策略，使oled阵列面板上的旁瓣过滤阵列方式与激光扫描顺序保持同步，能够在激光扫描时始终对旁瓣进行消除和过滤；本发明结构简单，成本较低，同时能够有效实现旁瓣的消除和过滤。
附图说明
15.图1是本发明的oled阵列面板的工作原理示意图。
16.图2是未进行过滤的信号示意图。
17.图3是经oled阵列面板过滤的信号示意图。
18.图4是本发明中激光扫描时oled阵列面板示意图一。
19.图5是本发明中激光扫描时oled阵列面板示意图二。
20.图6是本发明中激光扫描时oled阵列面板示意图三。
21.图7是本发明中激光扫描时oled阵列面板示意图四。
具体实施方式
22.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步具体的说明。
23.实施例：帮助opa相控阵激光雷达消除旁瓣信号干扰的系统，包括能够覆盖相控阵激光雷达扫描面积的透明oled阵列面板，oled阵列面板由呈网格排布的像素网格组成，每个像素网格都能够连续且独立地发光显色，不发光时呈透明状态。
24.上述结构中，像素网格不通电状态下为透明状态，通电后能够发光呈现颜色，通过控制像素网格的驱动状态来控制oled阵列面板网格中的激光通过率；当像素网格不显示颜色即透明时，激光的通过率高，当像素网格显色时激光的通过率较低。
25.本实施例的oled阵列面板滤除旁瓣的原理为，使与相控阵激光雷达发射方向正对应的像素网格不显色，该透明像素网格周围的一圈或多圈其它像素网格显色，形成一个虚拟小孔。通过使相控阵激光雷达的主光束穿过透明像素网格、旁瓣穿过显色的像素网格过滤掉大部分的能量，从而增强主光束的对比度。
26.例如在oled阵列面板中的一个3*3的阵列中，如图1所示，通过控制oled的颜色变化使得只有中间的网格呈透明状态，其周围其它8个网格发光呈现出颜色(以x作标记)来吸收旁瓣。主激光束将从中间的透明网格穿过来获得最高的通过率和反射信号强度，而旁瓣的能量则因为在x处被大量吸收，使得最后返回的信号变得非常弱，这样的信号强弱对比让后台分析软件能够轻松分析出主激光束的信息而不会被旁瓣的信号所干扰。
27.参照图2、图3可知，没有进行过滤而得到的信号杂乱无章，难以进行有效分析；而使用oled阵列面板进行过滤之后，主激光束的信号清晰可见，旁瓣的信号则被大大降低变成了微小的背景噪声。
28.具体而言，本实施例中oled阵列面板为ito(氧化铟锡)作为阳极、多层超薄金属作为阴极的透明oled面板，该oled的响应时间应控制在微秒级(百万分之一秒)来适应激光雷达的高速扫描需求。本实施例中，oled阵列面板的尺寸为10*4cm，能够覆盖相控阵激光雷达的扫描面，其与激光发射器的距离与3cm左右，通电时发光颜色优选为深灰色或深红色，经测试，这两种颜色对旁瓣能量的吸收率相对较高。
29.本实施例中，需要根据相控阵激光雷达的扫描顺序改变oled阵列面板的驱动策略，以使得前述的虚拟小孔能够相对地在oled阵列面板上沿扫描顺序同步移动，且oled阵列面板的像素大小需要与激光扫描的像素大小一致，例如激光扫描像素为1000*400，oled阵列面板中每个像素网格的大小即为40cm2的1/400000。具体而言，oled阵列面板的驱动策略为，根据激光扫描的预定顺序，预先设置好oled阵列面板的颜色改变顺序，通过时钟管理芯片进行同步控制，每一个扫描周期每一个时间点激光所处位置被提前预设在系统中，当系统运行时，根据时钟芯片所提供的时间信息进行oled阵列面板的颜色变换同步。在安装时要进行一次精度校准。oled阵列面板显色与透明状态的自动切换通过oledic驱动芯片实现，oledic驱动芯片的相关技术已经趋于成熟，并可以灵活编程，可自市面上购得，其具体内部结构、参数及原理本实施例将不作赘述。
30.本实施例以oled阵列面板中的一个3*3的阵列为例进行说明，假设扫描顺序为分多行地沿横向进行扫描(参照图4-7)，起始位置如图4所示，此时第一行第一个像素网格透明状态，其余像素网格显色；当扫描至第一行第二个像素网格时，此时第一行第二个像素网格呈透明状态，其余像素网格显色，如图5所示；当扫描至第一行第三个像素网格时，此时第一行第三个像素网格呈透明状态，其余像素网格显色，如图6所示；当扫描至第二行第一个像素网格时，此时第二行第一个像素网格呈透明状态，其余像素网格显色，如图5所示；依次类推。
31.当然，实际的扫描方式以激光器的扫描模式为准，oled阵列面板可以动态地根据扫描的实际需要进行调整。
32.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。