共轴收发探测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了共轴收发探测装置，以简化的结构，实现发射视场与接收视场高度匹配，能接收到更多的回返光，提高了信噪比和探测距离，同时装置中的各个部分均通过光纤连接，方便进行柔性安装。

【技术实现步骤摘要】
共轴收发探测装置
本专利技术涉及探测领域，特别涉及共轴收发探测装置。
技术介绍
在航空航天、仿形加工、机器视觉、自动驾驶汽车、无人机等众多应用领域，都需要物体和环境的三维轮廓信息。随着技术的发展，对环境感知提出了越来越高的要求。光电检测作为三维轮廓感知的重要实现手段，近几年获得了越来越广泛的重视，也取得了长足的发展。常用的光电检测技术途径主要包括莫尔条纹法、三角测量法、脉冲时间飞行法、间接时间飞行法、激光照明距离选通成像法等。上述技术途径各有优缺点，在不同的平台和领域都得到了实际应用。目前的光电检测中，大部分的光源发射孔径与接收孔径是分开的，即大部分为非共轴收发，不仅增加了光束扫描的难度，也导致生产时的光轴标校效率低下。为解决这一问题，也出现了一些共轴收发的解决方案，例如采用偏振棱镜、光纤环形器等。以如图1所示的偏振棱镜解决方案为例，该方案通过一个半透半反镜115实现。其缺点在于：系统结构较复杂，需要半透半反镜115和接收器140两组镜头；光源110发出的光束经过半透半反镜115时，既有透射，也有反射，会损失一部分能量，接收返回光束时，经过半透半反镜115时，既有透射，也有反射，还会损失一部分能量，因此只有部分能量到达接收系统，信噪比较低，探测距离受限。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了共轴收发探测装置。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。本专利技术实施例提供了一种共轴收发探测装置，所述装置包括：处理器、激光器、共轴收发器、接收器和收发扫描器；所述处理器，用于控制所述激光器发射激光；处理所述接收器得到的信号；所述收发扫描器，用于以扫描方式将所述激光发射到所述待测对象；接收所述激光经待测对象的回返光；所述共轴收发器，用于经发射光纤接收所述激光，经收发光纤将所述激光传输至所述收发扫描器；经所述收发光纤接收所述收发扫描器传输的所述回返光、并经接收光纤将所述回返光传输至所述接收器；所述接收器，用于接收所述回返光并转换成电信号。基于所述装置，作为可选的第一实施例，所述装置还包括：光纤分束器；所述光纤分束器，用于将所述激光分成至少两个光束，每一光束对应一个探测通路；每个所述探测通路包括：至少一个所述共轴收发器、至少一个所述接收器和至少一个所述收发扫描器。基于所述装置和所述第一实施例，作为可选的第二实施例，所述收发扫描器包括：准直部件、反射式光束偏转器件阵列和透射式光束偏转器件阵列；所述反射式光束偏转器件阵列包括至少一个反射式光束偏转器件，用于将所述激光反射至所述透射式光束偏转器件阵列；接收来自所述透射式光束偏转器件阵列的所述回返光；所述透射式光束偏转器件阵列包括至少一个透射式光束偏转器件，用于将所述激光透射至所述待测对象；接收所述回返光；所述准直部件设置在所述收发光纤和所述反射式光束偏转器件之间、及所述反射式光束偏转器件与所述透射式光束偏转器件之间的至少一处。基于所述装置和所述第一实施例，作为可选的第三实施例，所述收发扫描器包括：准直部件和反射式光束偏转器件阵列；所述反射式光束偏转器件阵列包括至少一个反射式光束偏转器件，用于将所述激光反射至所述待测对象；接收所述回返光；所述准直部件设置在所述收发光纤和所述反射式光束偏转器件阵列之间、及所述反射式光束偏转器件阵列与所述待测对象之间的至少一处。基于所述装置和所述第一实施例，作为可选的第四实施例，所述收发扫描器包括：准直部件和透射式光束偏转器件阵列；所述透射式光束偏转器件阵列包括至少一个透射式光束偏转器件，用于将所述激光透射至所述待测对象；接收所述回返光；所述准直部件设置在所述收发光纤和所述透射式光束偏转器件阵列之间。基于所述装置和所述第一实施例，作为可选的第四实施例，所述共轴收发器包括：第一光纤和第二光纤；所述第一光纤连接所述发射光纤和所述收发光纤；所述第二光纤连接所述接收光纤，所述第二光纤与所述第一光纤紧邻设置；所述第一光纤，用于经所述发射光纤接收激光并传输至所述收发光纤；经所述收发光纤接收所述回返光、并耦合至所述第二光纤；所述第二光纤，用于将所述回返光传输至所述接收光纤。基于所述第四实施例，作为可选的第五实施例，所述第一光纤具有包层和纤芯，所述回返光在所述包层中传输设定距离后耦合至所述第二光纤。基于所述第四实施例，作为可选的第六实施例，所述第二光纤为至少两根，围绕所述第一光纤、且与所述第一光纤紧邻设置。基于所述第六实施例，作为可选的第七实施例，每根所述接收光纤连接一根所述第二光纤。基于所述第六实施例，作为可选的第八实施例，一个所述接收器与至少两根所述接收光纤相连；一个所述共轴收发器与至少两根所述接收光纤相连。基于所述第四实施例，作为可选的第九实施例，所述第一光纤、所述发射光纤和所述收发光纤的参数匹配；或者，所述第一光纤、所述发射光纤和所述收发光纤为一根光纤。基于所述第四实施例，作为可选的第十实施例，所述第二光纤和所述接收光纤的参数匹配；或者，所述第二光纤和所述接收光纤为一根光纤。基于所述装置和所述第一实施例，作为可选的第十一实施例，所述激光器包括：半导体激光器和隔离器；半导体激光器，用于产生泵浦光；所述泵浦光用于激发光纤激光；所述隔离器，用于隔离所述泵浦光。基于所述装置和所述第一实施例，作为可选的第十二实施例，所述装置还包括：窄带滤波器；所述窄带滤波器设置于所述收发扫描器和所述接收器中的至少一个上，具有与所述激光波长相近的滤波参数。基于所述装置和所述第一实施例，作为可选的第十三实施例，所述激光器被配置为：生成脉冲激光；通过所述脉冲激光对同一待测对象多次测量生成携带所述装置的识别信息的编码激光信号；发射所述编码激光信号。基于所述第十三实施例，作为可选的第十四实施例，所述接收器被配置为：将接收到的所有所述回返光转换成电信号，通过对转换出的电信号进行解码，确定出对应本装置发射的所述编码激光信号的电信号。基于所述装置和所述第一实施例，作为可选的第十五实施例，所述装置还包括：温度传感器和温度控制部件；所述温度传感器，用于获取所述激光器和所述接收器的温度；所述温度控制部件，用于在所述温度传感器获取的温度超过温度阈值时，进行温度控制。本专利技术实施例中的共轴收发探测装置，取得了如下有益效果：第一，简化了探测装置的结构；第二，发射视场与接收视场高度匹配，能接收到更多的回返光，提高了信噪比和探测距离；第三，装置中的各个部分均通过光纤连接，方便进行柔性安装。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1是现有技术中一种共轴收发探测装置的示意图；图2是一示例性实施例中的共轴收发探测装置的示意图；图3是一示例性实施例中的共轴收发探测装置的示意图；图4是一示例性实施例中多路探测在汽车上的实现示意图；图5是一示例性实施例中的收发扫描器的结构示意图；图6是一示例性实施例中的收发扫描器的结构示意图；图7是一示例性实施例中的收发扫描器的结构示意图；图8是一示例性实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种共轴收发探测装置，其特征在于，所述装置包括：处理器、激光器、共轴收发器、接收器和收发扫描器；所述处理器，用于控制所述激光器发射激光；处理所述接收器得到的信号；所述收发扫描器，用于以扫描方式将所述激光发射到所述待测对象；接收所述激光经待测对象的回返光；所述共轴收发器，用于经发射光纤接收所述激光，经收发光纤将所述激光传输至所述收发扫描器；经所述收发光纤接收所述收发扫描器传输的所述回返光、并经接收光纤将所述回返光传输至所述接收器；所述接收器，用于接收所述回返光并转换成电信号。

【技术特征摘要】
1.一种共轴收发探测装置，其特征在于，所述装置包括：处理器、激光器、共轴收发器、接收器和收发扫描器；所述处理器，用于控制所述激光器发射激光；处理所述接收器得到的信号；所述收发扫描器，用于以扫描方式将所述激光发射到所述待测对象；接收所述激光经待测对象的回返光；所述共轴收发器，用于经发射光纤接收所述激光，经收发光纤将所述激光传输至所述收发扫描器；经所述收发光纤接收所述收发扫描器传输的所述回返光、并经接收光纤将所述回返光传输至所述接收器；所述接收器，用于接收所述回返光并转换成电信号。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：光纤分束器；所述光纤分束器，用于将所述激光分成至少两个光束，每一光束对应一个探测通路；每个所述探测通路包括：至少一个所述共轴收发器、至少一个所述接收器和至少一个所述收发扫描器。3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述收发扫描器包括：准直部件、反射式光束偏转器件阵列和透射式光束偏转器件阵列；所述反射式光束偏转器件阵列包括至少一个反射式光束偏转器件，用于将所述激光反射至所述透射式光束偏转器件阵列；接收来自所述透射式光束偏转器件阵列的所述回返光；所述透射式光束偏转器件阵列包括至少一个透射式光束偏转器件，用于将所述激光透射至所述待测对象；接收所述回返光；所述准直部件设置在所述收发光纤和所述反射式光束偏转器件之间、及所述反射式光束偏转器件与所述透射式光束偏转器件之间的至少一处。4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述收发扫描器包括：准直部件和反射式光束偏转器件阵列；所述反射式光束偏转器件阵列包括至少一个反射式光束偏转器件，用于将所述激光反射至所述待测对象；接收所述回返光；所述准直部件设置在所述收发光纤和所述反射式光束偏转器件阵列之间、及所述反射式光束偏转器件阵列与所述待测对象之间的至少一处...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜晨光，
申请(专利权)人：洛伦兹北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11