The invention belongs to the field of optical design system of lidar, and provides a semi-coaxial optical receiving lidar system, including a laser transmitting module, a galvanometer scanning module and a laser receiving module; a galvanometer scanning module includes a first-dimensional MEMS galvanometer, a second-dimensional MEMS galvanometer and a reflection optical element; and a first-dimensional MEMS galvanometer and a second-dimensional MEMS galvanometer scanning direction are mutually perpendicular and vertical. The area of scanning mirror of one-dimensional MEMS galvanometer is less than that of the second one-dimensional one; the laser emitter module sends shaping pulsed laser through the first one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional one-dimensional The contradiction between the echo energy and the measurement accuracy is solved. The higher resolution can be achieved when testing the people or objects in front of the echo, and the authenticity of the test results can be guaranteed to the greatest extent.
【技术实现步骤摘要】
一种半共轴光路接收激光雷达系统
本专利技术属于激光雷达光学设计系统领域,涉及一种提高水平测量精度的半共轴光路接收激光雷达系统。
技术介绍
激光雷达通过计算发射激光与回波散射光接收时间差来实现其测距功能。要实现二维和三维的扫描,实现激光雷达测距或三维成像,激光雷达有多种实现方式:一、传统机械式旋转扫描:通过机械带动激光雷达产生360°旋转,问题是外形尺寸大,时间长会磨损严重。二、全固态扫描(如光学相控阵):通过调节发射阵列中每个发射单元的相位差来改变发射角度,存在问题是核心器件成本太高;三、MEMS(微机电系统)的混合固态扫描:可做成一维和/或二维振镜扫描面,仅一束激光便可实现整个探测面的扫描,因其体积小成本低成为现在研究的热点。目前市场上实现二维面的MEMS混合固态激光雷达方案涉及一维MEMS微振镜扫描结合一维放大光学元件来实现,或者相互垂直的两个一维振镜同步驱动实现面扫描,再者直接使用二维振镜实现面扫描。专利US20180069367A1提出将光源依次通过两个互相垂直的一维振镜形成二维方向面扫描,后散射光经两个振镜原路返回,由反射镜聚焦至探测器。发射光与接收光共轴光路的问题在于两个振镜镜面在发射与接收光路中都有参与,振镜面积直接决定了回收能量的大小,这就要求振镜面积需要较大尺寸,导致振镜测量精度降低。专利US2018143324A1提出使用二维MEMS微振镜实现激光的面扫描,散射光经另外的MEMS振镜实现光路的接收,非共轴光路发射与接收分离,势必带来系统调制和存在测试盲区等一系列问题。接收装置的视场角要大于激光发射装置的视场角保证信息的完整接收,为保证能 ...
【技术保护点】
1.一种半共轴光路接收激光雷达系统,包括激光发射模块、振镜扫描模块及激光接收模块;其特征在于:振镜扫描模块包括第一一维MEMS振镜(3)、第二一维MEMS振镜(5)及反射光学元件;第一一维MEMS振镜(3)与第二一维MEMS振镜(5)扫描方向相互垂直且第一一维MEMS振镜(3)扫描镜面积小于第二一维MEMS振镜(5)扫描镜面积;激光发射模块发射整形后的脉冲激光经第一一维MEMS振镜(3)、第二一维MEMS振镜(5)后实现二维面阵扫描;散射回波信号依次经第二一维MEMS振镜(5)与反射光学元件反射后返回激光接收模块。
【技术特征摘要】
1.一种半共轴光路接收激光雷达系统,包括激光发射模块、振镜扫描模块及激光接收模块;其特征在于:振镜扫描模块包括第一一维MEMS振镜(3)、第二一维MEMS振镜(5)及反射光学元件;第一一维MEMS振镜(3)与第二一维MEMS振镜(5)扫描方向相互垂直且第一一维MEMS振镜(3)扫描镜面积小于第二一维MEMS振镜(5)扫描镜面积;激光发射模块发射整形后的脉冲激光经第一一维MEMS振镜(3)、第二一维MEMS振镜(5)后实现二维面阵扫描;散射回波信号依次经第二一维MEMS振镜(5)与反射光学元件反射后返回激光接收模块。2.根据权利要求1所述的半共轴光路接收激光雷达系统,其特征在于:所述反射光学元件为半透半反镜或偏振分光棱镜;所述半透半反镜或偏振分光棱镜位于第一一维MEMS振镜(3)与第二一维MEMS振镜(5)之间,对第一一维MEMS振镜(3)反射的脉冲激光透射,对第二一维MEMS振镜(5)反射的散射回波信号反射。3.根据权利要求1所述的半共轴光路接收激光雷达系统,其特征在于:所述反射光学元件为全反反射镜,所述全反反射镜位于第二一维MEMS振镜(5)的散射回波信号反射光路中。4.根据权利要求1所述的半共轴光路接收激光雷达系统,其特征在于:所述反射光学元件为中间开孔的全反反射镜,中间开孔的全反反射镜位于第一一维MEMS振镜(3)与第二一维MEMS振镜(5)之间;开孔大小能够保证第一一维MEMS振镜(3)扫描的脉冲激光通过。5.根据权利要求1至4任一所述的半共轴光路接收激光雷达系统,其特征在于:激光发射模块包括依次设...
【专利技术属性】
技术研发人员:范乔丹,何耀军,徐法虎,夏长锋,乔大勇,
申请(专利权)人:西安知微传感技术有限公司,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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