激光雷达及激光雷达控制方法技术

本发明专利技术的实施例中公开了一种激光雷达及激光雷达控制方法，所述激光雷达包括：一个激光发射器，用于发射出射激光；二维振镜，用于在垂直方向上和水平方向上改变所述出射激光的光路方向；半透半反镜，用于使所述来自激光发射器的出射激光透过至所述二维振镜。本发明专利技术能降低激光雷达的成本，提高激光雷达的垂直分辨率。

Lidar and lidar control methods

In the embodiment of the invention discloses a laser radar and laser radar control method, the laser radar includes a laser transmitter, for transmitting laser; two-dimensional galvanometer for changing the direction of the incident laser light path in the vertical direction and horizontal direction; half mirror for, the laser from the laser transmitter through to the galvanometer. The invention can reduce the cost of the laser radar and improve the vertical resolution of the laser radar.

【技术实现步骤摘要】
激光雷达及激光雷达控制方法
本专利技术涉及检测领域，特别涉及一种激光雷达及激光雷达控制方法。
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。现有技术中的激光雷达，如果要实现三维扫描，即实现360范围的扫描，需要多个激光发射器。激光雷达中使用的激光发射器的成本较高，因此现有技术中的使用多个激光发射器的激光雷达的成本也很高。
技术实现思路
本专利技术实施例中提供了一种激光雷达，包括：一个激光发射器，用于发射出射激光；半透半反镜，用于使所述来自激光发射器的出射激光透过至二维振镜；二维振镜，用于在垂直方向上和水平方向上改变所述出射激光的光路方向。可选的，所述二维振镜还用于在垂直方向和水平方向上改变反射激光的光路方向，其中，所述反射激光为出射激光经被测物体反射后的激光。可选的，所述半透半反镜还用于使所述来自所述二维振镜的反射激光反射至接收器。可选的，所述激光雷达还包括接收器，用于接收来自半透半反镜的反射激光，所述反射激光为被测物体反射后的激光。可选的，所述接收器为面阵式接收器。可选的，所述激光雷达还包括准直单元，设置于所述激光发射器与所述半透半反镜之间，用于准直所述激光发射器发射的出射激光。可选的，所述激光雷达还包括聚焦单元，设置于所述接收器与半透半反镜之间，用于聚焦所述来自半透半反镜的反射激光，所述聚焦后的反射激光由所述接收器接收。第二方面，公开了一种激光雷达控制方法，包括：一个激光发射器发射出射激光；半透半反镜使所述来自激光发射器的出射激光透过至二维振镜；二维振镜在垂直方向上和水平方向上改变所述出射激光的光路方向。可选的，所述方法还包括：所述二维振镜在垂直方向和水平方向上改变反射激光的光路方向，其中，所述反射激光为出射激光经被测物体反射后的激光。可选的，所述方法还包括：所述半透半反镜使所述来自所述二维振镜的反射激光反射至接收器。可选的，所述方法还包括：接收器接收来自半透半反镜的反射激光，所述反射激光为被测物体反射后的激光。可选的，所述方法还包括：所述接收器为面阵式接收器。可选的，所述方法还包括：准直单元，准直所述激光发射器发射的出射激光，所述准直单元设置于所述激光发射器与所述半透半反镜之间。可选的，所述方法还包括：聚焦单元，聚焦所述来自半透半反镜的反射激光，所述聚焦后的反射激光由所述接收器接收，所述聚焦单元设置于所述接收器与半透半反镜之间。本专利技术的实施例中公开了一种激光雷达，包括一个激光发射器、二维振镜和半透半反镜，由于本专利技术实施例只使用了一个激光发射器，可以节约成本；同时，本专利技术激光雷达采用二维振镜使一个激光发射器发射的一条出射激光在垂直方向上改变光路，由于二维振镜的扭转速度极快，因此在垂直方向上分布的激光光束可以很多，从而可以提高激光雷达的垂直分辨率；二维振镜可以使单个激光发射器发射的出射激光在水平方向上改变光路，从而实现三百六十度的三维扫描。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1所示为本专利技术实施例的激光雷达的结构示意图；图2所示为单点激光通过二维振镜后的光斑图；图3所示为本专利技术实施例的激光雷达的结构示意图；图4所示为本专利技术实施例的激光雷达控制方法的流程图。具体实施方式本专利技术如下实施例提供了一种激光雷达，能降低激光雷达的成本，提高激光雷达的垂直分辨率。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1所示为本专利技术实施例的激光雷达的示意图，如图1所示，所述激光雷达包括：一个激光发射器110，用于发射出射激光；半透半反镜120，用于使所述来自激光发射器的出射激光透过至二维振镜；二维振镜130，用于在垂直方向上和水平方向上改变所述出射激光的光路方向。二维振镜130在工作时需加载驱动，工作在谐振频率下，二维振镜130的镜面在二个轴方向上高速扭转，将激光光束由点扫描成面。常用的振镜可以是振镜(MEMS,Micro-Electro-MechanicalSystem)，或可以是机械式振镜，或可以是具有相同或相似功能的其他功能单元。图2所示为单点激光通过二维振镜后的光斑图，如图2所示，每两条曲线的交点处即一个光斑。本专利技术的实施例中公开了一种激光雷达，包括一个激光发射器、二维振镜和半透半反镜，由于本专利技术实施例只使用了一个激光发射器，因为可以节约成本；同时，本专利技术激光雷达采用二维振镜使一个激光发射器发射的一条出射激光在垂直方向上改变光路，由于二维振镜的扭转速度极快，因此在垂直方向上分布的激光光束可以很多，从而可以提高激光雷达的垂直分辨率；二维振镜可以使单个激光发射器发射的出射激光在水平方向上改变光路，从而实现三百六十度的三维扫描。本专利技术实施例中，二维振镜120还用于在垂直方向和水平方向上改变反射激光的光路方向，其中，所述反射激光为出射激光经被测物体100反射后的激光。所述半透半反镜120还用于使所述来自所述二维振镜的反射激光反射至接收器。由于激光的传播速度很快，因此本专利技术实施例中，发射激光经被测物体100反射后在10us内反射激光已从原路返回了，因此，对于二维MEMS透镜130来说，出射激光和该出射激光对应的反射激光的光路方向相反、路径相同，所以反射激光可以通过二维MEMS透镜130到达半透半反镜120，而半透半反镜120可以将反射激光反射至接收器。图1中，出射激光用实线表示，反射激光用虚线表示。为了更清楚的显示出射激光和反射激光，两条线之间拉开了一定的距离。实际中，出射激光和反射激光无限接近于重合，两条线也应该是无限接近于重合的。图3所示为本专利技术实施例的激光雷达的示意图，如图3所示，所述激光雷达还包括接收器140，准直单元150和聚焦单元160。接收器140用于接收来自半透半反镜120的反射激光，所述反射激光为被测物体100反射后的激光。所述接收器140为面阵式接收器。面阵式接收器可以是APD(AvalanchePhotoDiode，雪崩二极管)阵列。APD在一个平面上均匀排列，当反射激光被APD阵列接收后，经处理器运算后生成3D图像。准直单元150，设置于所述激光发射器110与所述半透半反镜120之间，用于准直所述激光发射器110发射的出射激光。本专利技术实施例中，准直单元150可以是准直镜，准直镜可以是单透镜，也可以是由多片透镜组成的透镜组。若激光器110的发出的出射激光经二维振镜130的偏转后再到准直单元150，由于二维振镜会将单点激光偏转成一个面的激光光束，相当于进入准直镜的是大角度的入射光，要校正大角度入射光需要多片镜片来校正，增加了产品成本，也增加了设计难度，还会造成出射激光的衰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光雷达，其特征在于，包括：一个激光发射器，用于发射出射激光；半透半反镜，用于使所述来自激光发射器的出射激光透过至所述二维振镜；二维振镜，用于在垂直方向上和水平方向上改变所述出射激光的光路方向。

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达，其特征在于，包括：一个激光发射器，用于发射出射激光；半透半反镜，用于使所述来自激光发射器的出射激光透过至所述二维振镜；二维振镜，用于在垂直方向上和水平方向上改变所述出射激光的光路方向。2.如权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述二维振镜还用于在垂直方向和水平方向上改变反射激光的光路方向，其中，所述反射激光为出射激光经被测物体反射后的激光。3.如权利要求1或2所述的激光雷达，其特征在于，所述半透半反镜还用于使所述来自所述二维振镜的反射激光反射至接收器。4.如权利要求3所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括接收器，用于接收来自半透半反镜的反射激光，所述反射激光为被测物体反射后的激光。5.如权利要求3或4所述的激光雷达，其特征在于，所述接收器为面阵式接收器。6.如权利要求1至5任一项所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱纯鑫，刘乐天，
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