基于激光雷达的扫描控制方法、装置、设备及激光雷达制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于激光雷达的扫描控制方法、装置、设备及激光雷达，激光雷达包括：激光发射器(1)，用于发射激光；反射镜(4)，设置于固定轴上，反射镜(4)可围绕固定轴进行往复运动，反射镜(4)用于接收激光发射器(1)发射的激光，对激光进行反射；反射镜(4)上设置有涡流发生器，用于在气流的作用下产生涡激振动，带动反射镜(4)围绕固定轴进行往复运动；涡流发生器配置有气流喷出装置(3)，气流喷出装置(3)设置于反射镜(4)的一侧，用于向反射镜(4)喷出气流，以使涡流发生器在气流作用下产生涡激振动；激光接收器，用于接收经过障碍物反射的激光。本发明专利技术的激光雷达的故障概率低，工艺简单可靠，维护方便，成本低。

Scanning control method, device, equipment and lidar based on lidar

The invention provides a scanning control method, device, equipment and lidar based on lidar, which comprises a laser emitter (1) for transmitting laser, a mirror (4) on a fixed axis, a mirror (4) for reciprocating motion around a fixed axis, and a mirror (4) for receiving laser emitted by a laser emitter (1) for reflecting the laser; and a mirror (4) for reflecting the laser. An eddy current generator is arranged on the mirror (3), which is used to generate eddy-induced vibration under the action of airflow and drive the mirror (4) to move back and forth around the fixed axis; an airflow ejection device (3) is arranged on the side of the mirror (4) and is used to eject airflow to the mirror (4) to make the eddy current generator produce eddy-induced vibration under the action of airflow; and a laser receiver. It is used to receive laser reflections from obstacles. The laser radar of the invention has low failure probability, simple and reliable technology, convenient maintenance and low cost.

【技术实现步骤摘要】
基于激光雷达的扫描控制方法、装置、设备及激光雷达
本专利技术涉及激光雷达
，尤其涉及一种基于激光雷达的扫描控制方法、装置、设备及激光雷达。
技术介绍
随着自动驾驶行业如火如荼地发展，对激光雷达的需求日益强烈，尤其是旋转式激光雷达；而旋转式激光雷达大部分为机械旋转式激光雷达，其利用电机驱动发射和接收部件一起360°旋转，使用导电滑环与基体相通连。此外，现有技术中的固态激光雷达目前大致有两种形式：微机电系统MEMS激光雷达、光学相控阵OPA激光雷达；其中，MEMS需要直接在硅基芯片上集成体积十分精巧的微振镜，由电信号控制微振镜转动来反射激光器的光线，从而实现扫描。而OPA采用多个光源组成阵列，通过控制各光源发光时间差，合成具有特定方向的主光束，然后再加以控制，主光束便可以实现对不同方向的扫描。然而，现有技术中的机械旋转式激光雷达和固态激光雷达存在以下缺陷：工艺要求高且复杂，光路调试、装配复杂，生产周期漫长，成本居高不下；机械旋转部件在行车环境下的可靠性不高，难以符合车规的严苛要求；体积大，重量相对大。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于激光雷达的扫描控制方法、装置、设备及激光雷达，用以解决现有技术中存在的工艺要求高且复杂，光路调试、装配复杂，生产周期漫长，成本居高不下；机械旋转部件在行车环境下的可靠性不高，难以符合车规的严苛要求；体积大，重量相对大的问题。本专利技术的第一方面是提供了一种激光雷达，包括：激光发射器，用于发射激光；反射镜，设置于固定轴上，所述反射镜可围绕所述固定轴进行往复运动，所述反射镜用于接收所述激光发射器发射的激光，并对所述激光进行反射；所述反射镜上设置有涡流发生器，用于在气流的作用下产生涡激振动，并带动所述反射镜围绕固定轴进行往复运动；其中，所述涡流发生器配置有气流喷出装置，所述气流喷出装置设置于所述反射镜的一侧，用于向所述反射镜喷出气流，以使所述涡流发生器在气流的作用下产生涡激振动；激光接收器，用于接收经过障碍物反射后的激光。本专利技术的第二方面是提供了一种基于上述的激光雷达的扫描控制方法，包括：控制所述激光雷达上的涡流发生器产生涡激振动，以带动所述所述激光雷达上的反射镜进行往复运动；获取所述激光雷达需要满足的扫描范围；根据所述扫描范围确定所述反射镜进行往复运动的偏转角度。本专利技术的第三方面是提供了一种基于上述的激光雷达的扫描控制装置，包括：控制模块，用于控制所述激光雷达上的涡流发生器产生涡激振动，以带动所述所述激光雷达上的反射镜进行往复运动；获取模块，用于获取所述激光雷达需要满足的扫描范围；确定模块，用于根据所述扫描范围确定所述反射镜进行往复运动的偏转角度。本专利技术的第四方面是提供了一种基于上述的激光雷达的扫描控制设备，包括：存储器，处理器，以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时实现如上述第二方面所述的扫描控制方法。本专利技术的另一个方面是提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第二方面所述的扫描控制方法。本专利技术提供的基于激光雷达的扫描控制方法、装置、设备及激光雷达，相对于机械旋转式激光雷达而言，激光雷达本身不用再大幅度地进行旋转，并且，还可以有效降低整个激光雷达系统出现故障的概率；相对于MEMS激光雷达而言，具有成本低，控制简单，工艺简单可靠，维护方便等优点；相对于OPA激光雷达而言，由于OPA扫描方式对加工工艺水平要求极高，现阶段很难实现产品化,而本实施例中的涡激振动的方案易于实现，且只需要单个光源，有效地降低了总体成本，进一步提高了该激光雷达的实用性，有利于市场的推广与应用。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种激光雷达的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种激光雷达的原理示意图一；图3为本专利技术实施例提供的一种激光雷达的原理示意图二；图4为本专利技术实施例提供的涡激振动的原理示意图一；图5为本专利技术实施例提供的涡激振动的原理示意图二；图6为本专利技术实施例提供的涡激振动的原理示意图三；图7为本专利技术实施例提供的一种基于激光雷达的扫描控制方法的流程示意图；图8为本专利技术实施例提供的另一种基于激光雷达的扫描控制方法的流程示意图；图9为本专利技术实施例提供的再一种基于激光雷达的扫描控制方法的流程示意图；图10为本专利技术实施例提供的一种基于激光雷达的扫描控制装置的结构示意图；图11为本专利技术实施例提供的一种基于激光雷达的扫描控制设备的结构示意图。图中：1、激光发射器；2、发射透镜；3、气流喷出装置；4、反射镜；5、接收透镜；6、传感芯片；7、角度传感器。通过上述附图，已示出本专利技术明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本专利技术构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本专利技术的概念。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。为了便于理解本专利技术实施例的技术方案，下面对涡激振动的原理进行说明：参考附图4，为钝体绕流的示意图，在非超临界区雷诺数的情况下，绕流体后部两侧的漩涡会以一定频率交替脱落。漩涡的的脱落会引起绕流体附近空气的环流，由伯努利方程可知，绕流体下侧的风压将会比上面大。于是由这个压差产生了一个垂直于顺风向的一个力，也就是产生绕流体横向振动的力。参考附图5-6所示，当漩涡脱落频率与结构的固有频率相对接近时，结构就会产生共振，此振动称为“涡激共振”。图1为本专利技术实施例提供的一种激光雷达的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种激光雷达的原理示意图一；图3为本专利技术实施例提供的一种激光雷达的原理示意图二；在上述原理的基础上，参考附图1-3所示，本实施例提供了一种激光雷达，该激光雷达具体为应用涡激震动的激光雷达，具体的，包括：激光发射器1，用于发射激光；反射镜4，设置于固定轴上，反射镜4可围绕固定轴进行往复运动，反射镜4用于接收激光发射器1发射的激光，并对激光进行反射；反射镜4上设置有涡流发生器，用于在气流的作用下产生涡激振动，并带动反射镜4围绕固定轴进行往复运动；其中，涡流发生器配置有气流喷出装置3，气流喷出装置3设置于反射镜4的一侧，用于向反射镜4喷出气流，以使涡流发生器在气流的作用下产生涡激振动；激光接收器，用于接收经过障碍物反射后的激光。其中，本实施例对于气流喷出装置3的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以根据其实现的功能作用进行任意设置，例如：气流喷出装置3可以为柱形结构、长方体结构、正方体结构或者其他形状结构等等，较为优选的，气流喷出装置3为气流喷出管，这样的气流喷出装置3不仅结构简单、容易实现，并且还便于对喷出气流的方向进行调整和控制。另外，本实施例对于激光接收器的具体形状结构不做限定，较为优选的，本实施例中的激光接收器可以包括：接收透镜5，用于接收经过障碍物反射后的激光，并将所接收的激光发送至传感芯片6；传感芯片6，用于接收接收透镜5发送的激光；在传感芯片6接收到激光之后，可以对接收到的激本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光雷达，其特征在于，包括：激光发射器，用于发射激光；反射镜，设置于固定轴上，所述反射镜可围绕所述固定轴进行往复运动，所述反射镜用于接收所述激光发射器发射的激光，并对所述激光进行反射；所述反射镜上设置有涡流发生器，用于在气流的作用下产生涡激振动，并带动所述反射镜围绕固定轴进行往复运动；其中，所述涡流发生器配置有气流喷出装置，所述气流喷出装置设置于所述反射镜的一侧，用于向所述反射镜喷出气流，以使所述涡流发生器在气流的作用下产生涡激振动；激光接收器，用于接收经过障碍物反射后的激光。

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达，其特征在于，包括：激光发射器，用于发射激光；反射镜，设置于固定轴上，所述反射镜可围绕所述固定轴进行往复运动，所述反射镜用于接收所述激光发射器发射的激光，并对所述激光进行反射；所述反射镜上设置有涡流发生器，用于在气流的作用下产生涡激振动，并带动所述反射镜围绕固定轴进行往复运动；其中，所述涡流发生器配置有气流喷出装置，所述气流喷出装置设置于所述反射镜的一侧，用于向所述反射镜喷出气流，以使所述涡流发生器在气流的作用下产生涡激振动；激光接收器，用于接收经过障碍物反射后的激光。2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，还包括：角度传感器，设置于所述反射镜的一侧，用于检测所述反射镜的偏转角度。3.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述激光接收器，包括：接收透镜，用于接收经过所述障碍物反射后的激光，并将所接收的激光发送至传感芯片；传感芯片，用于接收所述接收透镜发送的激光。4.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，还包括：发射透镜，设置于所述激光发射器与所述反射镜之间，用于对所述激光发射器发射出的激光进行聚集后发出。5.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述气流喷出装置为气流喷出管。6.一种基于权利要求1-5中任意一项所述的激光雷达的扫描控制方法，其特征在于，包括：控制所述激光雷达上的涡流发生器产生涡激振动，以带动所述所述激光雷达上的反射镜进行往复运动；获取所述激光雷达需要满足的扫描范围；根据所述扫描范围确定所述反射镜进行往复运动的偏转角度。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述扫描范围确定所述反射镜进行往复运动的偏转角度，包括：将所述扫描范围的二分之一确定为所述反射镜进行往复运动的偏转角度。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，控制所述激光雷达上的涡流发生器产生涡激振动，包括：控制所述气流喷出装置向所述涡流发生器喷射气流，以使得所述涡流发生器在所述气流的作用下产生涡激振动；其中，与所述气流相对应的漩涡脱落频率与所述涡流发生器的固有频率相匹配。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述反射镜振动的固有频率；控制所述漩涡脱落频率与所述反射镜振动的固有频率相一致，以使得所述反射镜产生最大偏转角度。10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述激光雷达的预设扫描频率；根据所述预设扫描频率确定所述涡流发生器的涡激共振频率；根据所述涡激共振频率确定与所述气流相对应的斯特劳哈尔数、所述气流垂直于反射镜轴线的速度以及所述涡流发生器的特...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟，
申请(专利权)人：百度在线网络技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11