一种旋转棱镜和多线激光雷达测距系统技术方案

本发明专利技术实施例提供一种旋转棱镜和多线激光雷达测距系统，旋转棱镜包括顶面、底面和位于所述顶面与所述底面之间的侧面，所述侧面为反射面，所有的所述反射面围绕所述旋转棱镜的旋转轴旋转；所有的所述反射面中，存在至少两个所述反射面与所述旋转轴之间的夹角不相等；每一所述反射面包括发射区域和接收区域，所述发射区域反射的激光光束的传播方向与所述接收区域反射的激光光束的传播方向相反。本发明专利技术实施例提供一种旋转棱镜和多线激光雷达测距系统，以实现降低多线激光雷达测距系统的制作成本和制作难度，减小多线激光雷达测距系统的体积，并在减小多线激光雷达测距系统体积的基础上实现旋转棱镜的多个反射面的力矩平衡。

A Rotating Prism and Multi-Line Lidar Ranging System

The embodiment of the present invention provides a rotating prism and a multi-line lidar ranging system. The rotating prism includes a top surface, a bottom surface and a side between the top surface and the bottom surface. The side surface is a reflecting surface, and all the reflecting surfaces rotate around the rotating axis of the rotating prism. In all the reflecting surfaces, there are at least two reflecting surfaces between the rotating axis and the reflecting surface. Each reflector includes a transmitting area and a receiving area, and the propagation direction of the laser beam reflected in the transmitting area is opposite to that of the laser beam reflected in the receiving area. The embodiment of the present invention provides a rotating prism and a multi-line lidar ranging system to reduce the manufacturing cost and difficulty of the multi-line lidar ranging system, reduce the volume of the multi-line lidar ranging system, and realize the moment balance of multiple reflectors of the rotating prism on the basis of reducing the volume of the multi-line lidar ranging system.

【技术实现步骤摘要】
一种旋转棱镜和多线激光雷达测距系统
本专利技术实施例涉及雷达技术，尤其涉及一种旋转棱镜和多线激光雷达测距系统。
技术介绍
雷达作为一种测距设备，具有精度高、抗干扰能力强，反应速度快等优点，适用于多种使用环境。雷达可以利用激光、红外光、可见光或者声波等工作。在实际应用中，目前激光测距主要包括飞行时间测距、三角测距，其中，飞行时间测距是通过激光雷达测距系统内部的光学结构，将激光信号投射到目标物上，当激光信号接触到目标物上时，会反射回部分激光回波信号，激光雷达测距系统接收该目标物反射回的激光回波信号后，可以通过计算发射的激光信号与接收到目标物返回的激光回波信号这个过程中的时间，来计算出激光雷达测距系统到目标物之间的距离。现有技术中，多线激光雷达测距系统的发射系统具有多个发射器，在多线激光雷达测距系统的接收系统中具有与多个发射器一一对应的接收器，大量的发射器和接收器不仅增加了多线激光雷达测距系统的制作成本和制作难度，也增加了多线激光雷达测距系统的体积。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种旋转棱镜和多线激光雷达测距系统，以实现降低多线激光雷达测距系统的制作成本和制作难度，减小多线激光雷达测距系统的体积，并在减小多线激光雷达测距系统体积的基础上实现旋转棱镜的多个反射面的力矩平衡。第一方面，本专利技术实施例提供一种旋转棱镜，包括顶面、底面和位于所述顶面与所述底面之间的侧面，所述侧面为反射面，所有的所述反射面围绕所述旋转棱镜的旋转轴旋转；所有的所述反射面中，存在至少两个所述反射面与所述旋转轴之间的夹角不相等；所述旋转棱镜具有n对关于所述旋转轴相对设置的反射面，n为大于或者等于2的正整数；相对的两个所述反射面与所述旋转轴的夹角均大于或者均小于，两个所述反射面之间的至少一个反射面与所述旋转轴的夹角。可选地，所述反射面与所述旋转轴之间夹角的最大值为α1，所述反射面与所述旋转轴之间夹角的最小值为α2，0°＜α1-α2＜2°。可选地，每一所述反射面包括发射区域和接收区域，所述发射区域反射的激光光束的传播方向与所述接收区域反射的激光光束的传播方向相反。可选地，所述旋转棱镜的材料为铝。可选地，相对的两个所述反射面与所述旋转轴的夹角相等。可选地，所有的所述反射面中，存在至少一个所述反射面与所述顶面以及所述底面均垂直。第二方面，本专利技术实施例提供一种多线激光雷达测距系统，包括第一方面所述的旋转棱镜；旋转机构，所述旋转棱镜位于所述旋转机构上，所述旋转机构带动所述旋转棱镜的所述反射面围绕所述旋转棱镜的旋转轴旋转；至少一组发射接收组件，所述发射接收组件包括发射器和接收器；所述发射器位于所述旋转棱镜的一侧，用于发射激光光束，所述发射器发射的激光光束经所述旋转棱镜反射后照射到目标物；所述接收器与所述发射器位于所述旋转棱镜的同一侧，用于接收激光光束，所述目标物反射的激光光束经所述旋转棱镜反射后照射到所述接收器。可选地，所述发射器包括激光光源，所述接收器包括光电转换器，所述激光光源的数量与所述光电转换器的数量相同。可选地，还包括滤光镜，所述滤光镜位于所述接收镜组与所述接收器之间，用于透过所述发射器发射的激光光束，并过滤所述发射器发射的激光光束之外的光。可选地，还包括第一电路板和第二电路板，所述发射器位于第一电路板，所述接收器位于所述第二电路板。可选地，所述多线激光雷达测距系统包括两个所述发射接收组件，分别为第一发射接收组件和第二发射接收组件，所述第一发射接收组件和所述第二发射接收组件分别对应于所述旋转棱镜的相邻两个反射面设置。可选地，还包括16通道互阻放大器，与所述接收器电连接，用于将所述接收器输出的光电流信号放大并转化为电压信号。本专利技术实施例提供的旋转棱镜，旋转棱镜的反射面中，存在至少两个反射面(即侧面)与旋转轴之间的夹角不相等。也就是说，存在至少两个反射面的倾斜程度不同。从而可以使照射在旋转棱镜不同反射面上的同一条光线变为多条光线，进而可以减少发射器和接收器的数量，以实现降低多线激光雷达测距系统的制作成本和制作难度，减小多线激光雷达测距系统的体积。本专利技术实施例中各个反射面与旋转轴的夹角不会存在逐渐增加或者逐渐减小，从而避免了旋转棱镜的多个反射面的力矩严重不均情况的发生，以实现降低多线激光雷达测距系统的制作成本和制作难度，减小多线激光雷达测距系统的体积，并在减小多线激光雷达测距系统体积的基础上实现旋转棱镜的多个反射面的力矩平衡。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种旋转棱镜的立体结构示意图；图2为图1中所示旋转棱镜的一种俯视图；图3为图1中所示旋转棱镜的一个反射面的示意图；图4为本专利技术实施例提供的另一种旋转棱镜的俯视图；图5为本专利技术实施例提供的一种多线激光雷达测距系统的结构示意图；图6为图5中所示多线激光雷达测距系统的部分结构的俯视图；图7为本专利技术实施例提供的另一种多线激光雷达测距系统的俯视图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。图1为本专利技术实施例提供的一种旋转棱镜的立体结构示意图，图2为图1中所示旋转棱镜的一种俯视图，参考图1和图2，旋转棱镜110包括顶面20、底面30和位于顶面20与底面30之间的侧面(图1中以4个侧面为例进行解释说明，并非对本专利技术的限定)，侧面为反射面10，所有的反射面10围绕旋转棱镜110的旋转轴40旋转。反射面10例如可以在棱镜的侧面镀膜形成。所有的反射面10中，存在至少两个反射面10与旋转轴40之间的夹角不相等。也就是说，存在至少两个反射面10的倾斜程度不同。示例性地，参考图1和图2，顶面20为面EFGH，底面30为面ABCD，4个侧面分别为面ABFE、面BCGF、面CDHG和面DAEH。旋转轴40沿图3中线L的延伸方向延伸，线L与侧面之间的夹角α为反射面10与旋转轴40之间的夹角。面ABFE、面BCGF、面CDHG和面DAEH中任意两者与旋转轴40之间的夹角不相等。旋转轴40旋转一周时，旋转棱镜110将一条光线变为4条光线。旋转棱镜110具有n对(图1和图2中示例性地以n＝2为例进行解释说明)关于旋转轴40相对设置的反射面10，n为大于或者等于2的正整数。相对的两个反射面10与旋转轴40的夹角均大于或者均小于，两个反射面10之间的至少一个反射面10与旋转轴40的夹角。各个反射面10与旋转轴40的夹角不会存在逐渐增加或者逐渐减小，从而避免了旋转棱镜110的多个反射面10的力矩严重不均情况的发生。示例性地，参考图1和图2，旋转棱镜110具有2对关于旋转轴40相对设置的反射面10。面ABFE和面CDHG关于旋转轴40相对设置，面BCGF和面DAEH关于旋转轴40相对设置。面BCGF与旋转轴40的夹角大于面ABFE与旋转轴40的夹角，面DAEH与旋转轴40的夹角大于面ABFE与旋转轴40的夹角。即，面BCGF在面ABCD上垂直投影的面积大于面ABFE在面ABCD上垂直投影的面积，面DAEH在面ABCD上垂直投影的面积大于面DAEH在面ABCD上垂直投影的面积。类似地，面BCGF与旋转轴40的夹角大于面CDHG与旋转轴40的夹角，面DAEH与旋转轴40本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转棱镜，其特征在于，包括顶面、底面和位于所述顶面与所述底面之间的侧面，所述侧面为反射面，所有的所述反射面围绕所述旋转棱镜的旋转轴旋转；所有的所述反射面中，存在至少两个所述反射面与所述旋转轴之间的夹角不相等；所述旋转棱镜具有n对关于所述旋转轴相对设置的反射面，n为大于或者等于2的正整数；相对的两个所述反射面与所述旋转轴的夹角均大于或者均小于，两个所述反射面之间的至少一个反射面与所述旋转轴的夹角。

【技术特征摘要】
1.一种旋转棱镜，其特征在于，包括顶面、底面和位于所述顶面与所述底面之间的侧面，所述侧面为反射面，所有的所述反射面围绕所述旋转棱镜的旋转轴旋转；所有的所述反射面中，存在至少两个所述反射面与所述旋转轴之间的夹角不相等；所述旋转棱镜具有n对关于所述旋转轴相对设置的反射面，n为大于或者等于2的正整数；相对的两个所述反射面与所述旋转轴的夹角均大于或者均小于，两个所述反射面之间的至少一个反射面与所述旋转轴的夹角。2.根据权利要求1所述的旋转棱镜，其特征在于，所述反射面与所述旋转轴之间夹角的最大值为α1，所述反射面与所述旋转轴之间夹角的最小值为α2，0°＜α1-α2＜2°。3.根据权利要求1所述的旋转棱镜，其特征在于，每一所述反射面包括发射区域和接收区域，所述发射区域反射的激光光束的传播方向与所述接收区域反射的激光光束的传播方向相反。4.根据权利要求1所述的旋转棱镜，其特征在于，所述旋转棱镜的材料为铝。5.根据权利要求1所述的旋转棱镜，其特征在于，相对的两个所述反射面与所述旋转轴的夹角相等。6.根据权利要求1所述的旋转棱镜，其特征在于，所有的所述反射面中，存在至少一个所述反射面与所述顶面以及所述底面均垂直。7.一种多线激光雷达测距系统，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的旋转棱镜；旋转机构，所述旋转棱镜位于所述旋转机构上，所述旋转机构带动所述旋转棱镜的所述反射面围绕所述旋转棱镜的旋转轴旋转；至...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小波，刘颖，
申请(专利权)人：深圳市镭神智能系统有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44