一种具有激光雷达装置的智能车制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具有激光雷达装置的智能车，包括：用于对周围环境进行扫描以获取环境中物体的空间信息数据的多扫描线的激光雷达装置，所述激光雷达装置嵌入所述智能车的车身；智能处理装置，与所述激光雷达装置连接，以接收所述空间信息数据并据以发出控制指令；车辆动力机构，与所述智能处理装置连接，以接收所述控制指令并据以执行。本发明专利技术通过设置有多扫描线的激光雷达装置，及更进一步的，水平扫描视场宽广、中心扫描视场的扫描线数量丰富、结构简洁紧凑、体积小巧、成本低廉的激光雷达装置，使得智能车的感知能力强大，性能稳定。

An Intelligent Vehicle with Lidar Device

The invention discloses an intelligent vehicle with a lidar device, which includes a multi-scanning line lidar device for scanning the surrounding environment to obtain the spatial information data of objects in the environment, the lidar device embedded in the body of the intelligent vehicle, an intelligent processing device connected with the lidar device to receive the spatial information data and transmit it accordingly. The vehicle power mechanism is connected with the intelligent processing device to receive and execute the control instruction. The invention provides a lidar device with multiple scanning lines, and further, a lidar device with wide horizontal scanning field of view, abundant scanning lines in central scanning field of view, compact structure, compact size and low cost, which makes the intelligent vehicle have strong perception ability and stable performance.

【技术实现步骤摘要】
一种具有激光雷达装置的智能车
本专利技术涉及智能驾驶领域，特别是涉及一种具有激光雷达装置的智能车。
技术介绍
21世纪的社会是信息化社会，人工智能与自动控制渗透到日常生活的方方面面，信息技术和电子技术的进步为智能交通的发展提供了良好的基础，智能交通已成为未来交通发展的方向。传统汽车由驾驶人驾驶，汽车的行驶状况受到人的主观因素影响较大，因此由于驾驶人的不规范操作和误操作引起的城市道路交通拥堵、道路通行流量降低、重大交通事故频发等问题日益严重，给人们的生产生活带来了极大的不便和危害。随着中国汽车保有量的急剧增加，上述问题愈演愈烈，故而亟待具有较强环境的观测能力的智能车，以加强对环境的感知力，便于做出准确的行车操作判断，保证交通参与者的安全。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于，提供一种具有较强环境感知能力的智能车。更进一步的，基于有限的激光发射单元，扩展智能车激光雷达装置的激光扫描装置的扫描线的数量。进一步的，扩展激光扫描装置的水平扫描视场。进一步的，提高激光扫描装置的中心扫描视场的扫描线数量。本专利技术公开了一种具有激光雷达装置的智能车，包括：用于对周围环境进行扫描以获取环境中物体的空间信息数据的多扫描线的激光雷达装置，所述激光雷达装置嵌入所述智能车的车身；智能处理装置，与所述激光雷达装置连接，以接收所述空间信息数据并据以发出控制指令；车辆动力机构，与所述智能处理装置连接，以接收所述控制指令并据以执行。所述车辆动力机构包括驱动步进电机、转向步进电机以及制动步进电机。所述激光雷达装置进一步包括激光扫描装置，所述激光扫描装置包括：扫描棱镜，该扫描棱镜包括多个扫描镜面，该多个扫描镜面围绕扫描轴旋转,每个该扫描镜面的法线分别与该扫描轴形成一空间角，所有的该空间角的角度不完全相同；收发组件，该收发组件包括激光发射单元以及激光接收单元，该激光发射单元通过扫描镜面的转动而产生扫描线，其中，同一激光发射单元通过该扫描棱镜的旋转产生多条扫描线。所述激光扫描装置包括至少两组收发组件，所述收发组件的扫描视场部分重叠。所述激光扫描装置包括至少三组收发组件，所述收发组件环绕所述扫描棱镜设置，所有收发组件的视场依次对接，形成连续视场。各个所述收发组件相对该扫描轴的空间姿态夹角不同或相同。所述收发组件沿该扫描轴的轴向高度不同或相同。每组该收发组件包括多个激光发射单元以及多个激光接收单元，每个激光发射单元分别发出一激光束，各个激光束之间均存在夹角。同一扫描镜面既实现对该激光束的反射，也接收该激光束照射在目标物后所返回的信号光，并将该信号光反射至与发出该激光束的激光发射单元对应的激光接收单元。所述激光雷达装置嵌入所述智能车的车身前方、后方或侧方，或者，所述激光雷达装置设置在车灯罩内。本专利技术通过设置有多扫描线的激光雷达装置，及更进一步的，水平扫描视场宽广、中心扫描视场的扫描线数量丰富、结构简洁紧凑、体积小巧、成本低廉的激光雷达装置，使得智能车的感知能力强大，性能稳定。附图说明图1所示为本专利技术的具有激光雷达装置的智能车的功能结构示意图。图2所示为本专利技术的具有激光雷达装置的智能车的结构示意图。图3A、3B所示为本专利技术的激光扫描装置的主体结构示意图。图4所示为本专利技术的扫描棱镜的主体结构示意图。图5A-5D所示为具备各个空间角的扫描镜面的剖面示意图。图5E所示为图5A-5D中经各个扫描镜面所产生的扫描线示意图。图5F所示为收发组件相对一个扫描镜面的光路示意图。图6A所示为激光束呈现发散状态排列的示意图。图6B所示为激光束呈现汇聚状态排列的示意图。图7A所示为扫描棱镜的旋转视场总体示意图。图7B-7E所示为图7A的旋转视场分步示意图。图8A、8B所示为扫描线示意图。图9所示为具有两个收发组件的激光扫描装置的结构示意图。图10所示为具有三个收发组件的激光扫描装置的结构示意图。图11所示为具有四个收发组件的激光扫描装置的结构示意图。图12A所示为具有三棱镜的激光扫描装置的结构示意图。图12B、12C所示为图12A基础上的扫描范围示意图。具体实施方式以下结合具体实施例描述本专利技术的技术方案的实现过程，不作为对本专利技术的限制。图1所示为本专利技术的具有激光雷达装置的智能车的功能结构示意图。本专利技术的智能车进一步包括激光雷达装置10、智能处理装置20以及车辆动力机构30。激光雷达装置10用于对周围环境进行扫描以获取环境中物体的空间信息数据，该激光雷达装置10可产生多扫描线，所述激光雷达装置10嵌入所述智能车的车身。该激光雷达装置10通过多扫描线对周边环境进行密集的感知，以获取更加丰富细腻的数据，提高智能车的环境感知能力。智能处理装置20与所述激光雷达装置10连接，以接收所述空间信息数据并据以发出控制指令。智能处理装置20是智能车的大脑，利用该空间信息数据进行实时的环境重构，加以判断和选择最佳的应对方式，驱动车辆进行合理安全的车辆动力机构30与所述智能处理装置连接，以接收所述控制指令并据以执行，从而灵活的参与道路交通。具体来说，车辆动力机构30进一步包括驱动步进电机、转向步进电机以及制动步进电机，驱动步进电机与智能车的加速踏板连接，转向步进电机与智能车的转向轴连接，制动步进电机与智能车的制动踏板连接。由此，智能处理装置20可对智能车的加速、转向、制动进行控制。如图2所示为本专利技术的具有激光雷达装置的智能车的结构示意图。智能车的车身6的各个外侧面均可设置所述激光雷达装置10，以使得激光雷达装置10的具有面向前方道路的扫描视场。所述激光雷达装置10设置在车身顶角的车灯罩7内以借助灯罩实现防尘且借助所处顶角的位置而扩展前方以及侧方的视野，或者，激光雷达装置10可以设置在所述智能车的车身前方、后方或侧方，所述前方可以是汽车保险杠或者车头其他位置，以车头正中为最优。后方以车尾正中为最优，以使得激光雷达装置10具有面向车尾后方的行车道路的扫描视场。激光雷达装置10设置在智能车的侧方可以获知侧方的突然来袭的人员或车辆，提高安全系数。所述激光雷达装置10的主要部件包括激光扫描装置、扫描驱动单元、数据处理单元、电池单元，如图3A、3B所示为本专利技术的激光雷达装置10的激光扫描装置的主体结构示意图。图4所示为本专利技术的扫描棱镜的主体结构示意图。为了清晰展示本专利技术的技术改进之处，公知部分的结构，如扫描驱动、数据处理单元、电池等部件未显示在图中。如图3A所示本专利技术的激光扫描装置包括扫描棱镜1以及收发组件2。扫描棱镜1可包括多个扫描镜面，所有扫描镜面围绕一扫描轴O旋转。具体来说，扫描棱镜1可包括三、四、五或六扫描镜面，以下暂以四个扫描镜面为例进行描述。每组该收发组件均包括激光发射单元以及激光接收单元。激光发射单元产生的激光束照射在一扫描镜面上，经该扫描镜面反射后出射于激光雷达装置，随着扫描棱镜1的旋转，该扫描镜面的法线保持与水平面之间的角度不变，在水平方向内的角度不断变化，则该激光束的反射方向也随之不断变化，即可应生成一条扫描线。另外，每个该扫描镜面的法线分别与该扫描轴形成空间角。如果所有的空间角完全一致，则同一激光发射单元经不同扫描镜面反射而生成的扫描线相互重合，即，仅实际生成一条扫描线。然而，在本专利技术中，所有的该空间角不完全相同，则针对同一激光发射单元，不同扫描镜面的法线与水平面之间的角度不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有激光雷达装置的智能车，其特征在于，包括：用于对周围环境进行扫描以获取环境中物体的空间信息数据的多扫描线的激光雷达装置，所述激光雷达装置嵌入所述智能车的车身；智能处理装置，与所述激光雷达装置连接，以接收所述空间信息数据并据以发出控制指令；车辆动力机构，与所述智能处理装置连接，以接收所述控制指令并据以执行。

【技术特征摘要】
1.一种具有激光雷达装置的智能车，其特征在于，包括：用于对周围环境进行扫描以获取环境中物体的空间信息数据的多扫描线的激光雷达装置，所述激光雷达装置嵌入所述智能车的车身；智能处理装置，与所述激光雷达装置连接，以接收所述空间信息数据并据以发出控制指令；车辆动力机构，与所述智能处理装置连接，以接收所述控制指令并据以执行。2.如权利要求1所述的智能车，其特征在于，所述车辆动力机构包括驱动步进电机、转向步进电机以及制动步进电机。3.如权利要求1所述的智能车，其特征在于，所述激光雷达装置进一步包括激光扫描装置，所述激光扫描装置包括：扫描棱镜，该扫描棱镜包括多个扫描镜面，该多个扫描镜面围绕扫描轴旋转,每个该扫描镜面的法线分别与该扫描轴形成一空间角，所有的该空间角的角度不完全相同；收发组件，该收发组件包括激光发射单元以及激光接收单元，该激光发射单元通过扫描镜面的转动而产生扫描线，其中，同一激光发射单元通过该扫描棱镜的旋转产生多条扫描线。4.如权利要求3所述的智能车，其特征在于，所述激光扫描装置包括至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智武，张悦，
申请(专利权)人：北科天绘苏州激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32