激光雷达及探测方法技术

本申请涉及一种激光雷达及探测方法，所述激光雷达控制多个所述激光器发射出射信号，并射向所述扫描系统的反射镜；利用所述反射镜反射所述出射信号至目标视场；且所述反射镜接收回波信号并反射至所述接收模块，所述回波信号为所述出射信号被所述目标视场内的探测物反射后返回的激光信号；控制所述接收模块的探测器接收对应激光器发射的出射信号出射后返回的回波信号；同时，控制所述扫描系统和所述接收模块同步旋转。该激光雷达整体设计结构简单、稳定性好，能够提高系统的空间分辨率，同时可在目标视场内实现不同点云密度分布的区域。

Lidar and Detection Method

【技术实现步骤摘要】
激光雷达及探测方法
本申请涉及激光雷达检测领域，尤其是涉及一种激光雷达及探测方法。
技术介绍
激光雷达是以发射激光光束来探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是先向目标发射探测激光光束，然后将接收到的从目标反射回来的信号，将接收信号与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，例如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。目前，多线激光雷达实现对各方向上的目标物体的特征扫描和测量，往往包括多个激光发射器和多个对应的激光探测器。其中，多个激光发射器进行纵向排布，可以产生纵向视场范围内的多束出射激光，当该多束出射激光射向目标物体上反射后形成反射激光，多线激光雷达中的多个激光探测器中对应的探测器接收反射激光，并将该反射激光传输给相应的光信号处理器进行处理，以完成对目标物体的探测。传统的多线激光雷达有多个激光发射器和激光接收器，其系统复杂、成本高、功耗高。
技术实现思路
基于此，有必要针对激光雷达系统复杂问题，提供一种激光雷达及探测方法。一种激光雷达，包括：发射模块、接收模块和扫描系统，所述发射模块，包括多个激光器，用于发射出射信号；所述扫描系统，包括绕第一旋转轴旋转的反射镜，所述反射镜与所述第一旋转轴连接且倾斜设置，用于反射所述出射信号至目标视场，同时还用于接收回波信号并反射至所述接收模块，所述回波信号为所述出射信号被所述目标视场内的探测物反射后返回的激光信号；所述接收模块，包括多个探测器，每个所述探测器接收对应的所述激光器发射的所述出射信号出射后返回的所述回波信号；其中，所述接收模块和所述扫描系统同步转动。在其中一个实施例中，多个所述激光器为多个激光器线阵，其中，多个所述激光器线阵错位密排。在其中一个实施例中，所述发射模块包括：准直镜，设置在所述激光器的出射方向前侧，用于对所述激光器发射的所述出射信号进行准直。在其中一个实施例中，所述接收模块还包括：微透镜阵列，用于对经所述反射镜反射的所述回波信号进行聚焦，以使位于所述微透镜阵列焦平面上的探测器接收所述回波信号。在其中一个实施例中，所述扫描系统还包括：驱动器，与所述第一旋转轴连接，用于产生驱动力以通过所述第一旋转轴带动所述反射镜绕所述第一旋转轴旋转。在其中一个实施例中，所述扫描系统还包括：编码盘，分别与所述驱动器和所述第一旋转轴连接，用于检测旋转状态下所述反射镜的位置。在其中一个实施例中，所述扫描系统还包括：防抖模块，分别与所述第一旋转轴和所述反射镜连接，用于消除旋转状态下所述反射镜的抖动量。在其中一个实施例中，所述旋转轴包括：第二旋转轴，与所述接收模块连接，用于带动所述接收模块绕所述第二旋转轴与所述反射镜同步旋转。在其中一个实施例中，所述激光雷达还包括：壳体，所述壳体上设有透射窗；用于出射所述反射镜反射的所述出射信号，还用于透射并滤除所述回波信号中的干扰光；其中，所述扫描系统、所述激光器阵列、所述反射镜和所述接收模块均设置在所述壳体内。一种探测方法，应用于激光雷达，所述激光雷达包括：发射模块、接收模块和扫描系统，所述发射模块，包括多个激光器；所述扫描系统，包括绕转轴旋转的反射镜，所述反射镜与所述第一旋转轴连接且倾斜设置；所述接收模块，包括多个探测器，所述方法包括；控制多个所述激光器发射出射信号，并射向所述扫描系统的反射镜；利用所述反射镜反射所述出射信号至目标视场；所述反射镜接收回波信号并反射至所述接收模块，所述回波信号为所述出射信号被所述目标视场内的探测物反射后返回的激光信号；控制所述接收模块的探测器接收对应激光器发射的出射信号出射后返回的回波信号；控制所述扫描系统和所述接收模块同步旋转。上述激光雷达及探测方法，所述激光雷达控制多个所述激光器发射出射信号，并射向所述扫描系统的反射镜；利用所述反射镜反射所述出射信号至目标视场；所述反射镜接收回波信号并反射至所述接收模块，所述回波信号为所述出射信号被所述目标视场内的探测物反射后返回的激光信号；控制所述接收模块的探测器接收对应激光器发射的出射信号出射后返回的回波信号；同时，控制所述扫描系统和所述接收模块同步旋转。该激光雷达整体设计结构简单、稳定性好，能够提高系统的空间分辨率，同时可在目标视场内实现不同点云密度分布的区域。附图说明图1为本申请一实施例的激光雷达的结构示意图；图2为本申请一实施例的激光雷达的光路示意图；图3为本申请一实施例的探测方法的流程图。具体实施方式为了便于理解本申请，为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本申请实施例提供一种激光雷达，如图1所示，激光雷达包括：发射模块10、扫描系统20和接收模块30，发射模块10，包括多个激光器110，用于发射出射信号。其中，激光器110发射出射信号，且在出射信号的出射光路上设置有反射镜210，激光器110发射的出射信号照射到扫描系统20的反射镜210上。在其中一个实施例中，激光器110为垂直腔面发射激光器。垂直腔面发射激光器(VerticalCavitySurfaceEmittingLaser，VCSEL)是从集成电路的顶面发出激光。由于工艺技术成熟，VCSEL作为光源成本较低，易实现大规模集成，且空间排布更为密集，利于实现小尺寸的封装组合。线性排列指的是多个激光器110排成一行或一列。VCSEL光源尺寸小，便于集成，利用空间密排的VCSEL阵列能实现比传统LD光源更高的排列密度从而达到很高的纵向角向分辨率。在其中一个实施例中，多个所述激光器为多个激光器线阵，其中，多个所述激光器线阵错位密排。发射模块10为多个激光器线阵线阵，多个激光器线阵采用错位密排的方式分布，多列激光器空间上错位密排，等效于增加了单位垂直长度上的出射激光器数量，增加了系统的垂直分辨率。在其中一个实施例中，发射模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光雷达，其特征在于，包括：发射模块、接收模块和扫描系统，所述发射模块，包括多个激光器，用于发射出射信号；所述扫描系统，包括绕第一旋转轴旋转的反射镜，所述反射镜与所述第一旋转轴连接且倾斜设置，用于反射所述出射信号至目标视场，同时还用于接收回波信号并反射至所述接收模块，所述回波信号为所述出射信号被所述目标视场内的探测物反射后返回的激光信号；所述接收模块，包括多个探测器，每个所述探测器接收对应的所述激光器发射的所述出射信号出射后返回的所述回波信号；其中，所述接收模块和所述扫描系统同步转动。

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达，其特征在于，包括：发射模块、接收模块和扫描系统，所述发射模块，包括多个激光器，用于发射出射信号；所述扫描系统，包括绕第一旋转轴旋转的反射镜，所述反射镜与所述第一旋转轴连接且倾斜设置，用于反射所述出射信号至目标视场，同时还用于接收回波信号并反射至所述接收模块，所述回波信号为所述出射信号被所述目标视场内的探测物反射后返回的激光信号；所述接收模块，包括多个探测器，每个所述探测器接收对应的所述激光器发射的所述出射信号出射后返回的所述回波信号；其中，所述接收模块和所述扫描系统同步转动。2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，多个所述激光器为多个激光器线阵，其中，多个所述激光器线阵错位密排。3.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述发射模块包括：准直镜，设置在所述激光器的出射方向前侧，用于对所述激光器发射的所述出射信号进行准直。4.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述接收模块还包括：微透镜阵列，用于对经所述反射镜反射的所述回波信号进行聚焦，以使位于所述微透镜阵列焦平面上的探测器接收所述回波信号。5.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述扫描系统还包括：驱动器，与所述旋转轴连接，用于产生驱动力以通过所述旋转轴带动所述反射镜绕所述第一旋转轴旋转。6.根据权利要求5所述的激光雷达，其特征在于，所述扫描系统还包括：编码盘，分别与所述驱动器和所述第一旋转轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，
申请(专利权)人：深圳市速腾聚创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44