固态激光雷达及其激光扫描系统技术方案

本申请涉及固态激光雷达及其激光扫描系统，其特征在于，包括：激光发射阵列，其包括M个激光发射器，每个激光发射器用于发射一束激光，用于形成从y方向射出，沿z方向分布的M束激光束；光束偏转元件组，其包括布置在激光发射阵列出射方向的，以垂直于z方向的xy平面内的y方向级联，器件尺寸能覆盖所述M束激光束的多个光束偏转元件，用于偏转所述M束激光束。

Solid State Lidar and Its Laser Scanning System

【技术实现步骤摘要】
固态激光雷达及其激光扫描系统
本申请涉及智能测控装置
，尤其涉及一种固态激光雷达及其激光扫描系统。
技术介绍
近年来，随着汽车智能驾驶技术的迅速发展，对车载激光扫描雷达，提出了更高的要求。采用机械旋转式扫描雷达来实现车载激光扫描雷达，价格高昂，且受振动影响大、稳定性差、扫描形式单一。
技术实现思路
为克服相关技术中存在的问题，本申请提供固态激光雷达及其激光扫描系统。根据本申请实施例，提供一种固态激光雷达的激光扫描系统，其特征在于，包括：激光发射阵列，其包括M个激光发射器，每个激光发射器用于发射一束激光，用于形成从y方向射出，沿z方向分布的M束激光束；光束偏转元件组，其包括布置在激光发射阵列出射方向的，以垂直于z方向的xy平面内的y方向级联，器件尺寸能覆盖所述M束激光束的多个光束偏转元件，用于偏转入射激光束。优选的，光束偏转元件的工作状态受电信号控制。优选的，当施加第一电信号时，光束偏转元件处于第一状态时，对入射激光束的传播方向叠加一个xy平面上的偏转角θ；当施加第二电信号时，光束偏转元件处于第二状态时，对入射激光束的传播方向叠加一个xy平面上的偏转角θ′。优选的，通过对光束偏转元件组中的各个光束偏转元件分别施加电信号，从而使入射激光束经过各个光束偏转元件后均叠加一个偏转角，最终出射激光束达到设定的扫描角度。优选的，所述电信号为电压。优选的，激光扫描系统还包括：分光元件阵列，设置在激光发射阵列与光束偏转元件组之间，其包括M个子分光元件，一一对应每束激光，用于将每束激光分成出射角度不同的N束激光束，以形成N×M的光束阵列；光束偏转元件的器件尺寸能覆盖所述N×M的光束阵列。优选的，每个子分光元件用于将对应的入射激光束分成沿xz平面内的x方向分布的N束激光束、或者沿z方向的分布的N束激光束、或者沿x方向和z方向二维分布的N束激光束。优选的，激光扫描系统还包括：光束准直器，设置在激光发射阵列与分光元件阵列之间，用于将激光发射阵列出射的z方向分布的M束激光束变成z方向分布的M束平行激光束。根据本申请实施例，提供一种固态激光雷达，包括上述的激光扫描系统。优选的，固态激光雷达包括在z轴上同轴，周向均匀分布的多个所述激光扫描系统。本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过光束偏转元件组来形成激光束多方向的扫描，显著降低了成本，而且不受机械振动影响，稳定性高，从而克服了机械旋转式扫描雷达价格，且受振动影响大、稳定性差等缺点；结合分光元件阵列，可以实现多种阵列形式的扫描，又克服了传统激光雷达扫描形式单一的缺点。本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1是根据一示例性实施例示出的一种固态激光雷达的激光扫描系统的框图。图2是根据一示例性实施例示出的激光发射器阵列的示意图。图3是根据另一示例性实施例示出的一种固态激光雷达的激光扫描系统的框图。图4是根据一示例性实施例示出的分光元件阵列的示意图。图5是根据一示例性实施例示出的光束偏转元件的工作示意图。图6是根据又一示例性实施例示出的一种固态激光雷达的激光扫描系统的框图。图7是根据一示例性实施例示出的一种固态激光雷达的示意图。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。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不只是所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征值“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。图1是根据一示例性实施例示出的一种固态激光雷达的激光扫描系统的框图。参照图1，该装置包括：激光发射阵列10，图2是根据一示例性实施例示出的激光发射器阵列的示意图，如图所示，其包括M个激光发射器，每个激光发射器用于发射一束激光，用于形成从y方向射出，沿z方向分布的M束激光束；光束偏转元件组20，其包括布置在激光发射阵列10出射方向的，以垂直于z方向的xy平面内的y方向级联，器件尺寸能覆盖所述M束激光束的多个光束偏转元件，用于偏转入射激光束。本实施例通过光束偏转元件组来形成激光束多方向的扫描，显著降低了成本，而且不受机械振动影响，稳定性高，从而克服了机械旋转式扫描雷达价格，且受振动影响大、稳定性差等缺点；结合分光元件阵列，可以实现多种阵列形式的扫描，又克服了传统激光雷达扫描形式单一的缺点。优选的，光束偏转元件的工作状态受电信号控制。优选的，当施加第一电信号时，光束偏转元件处于第一状态时，对入射激光束的传播方向叠加一个xy平面上的偏转角θ；当施加第二电信号时，光束偏转元件处于第二状态时，对入射激光束的传播方向叠加一个xy平面上的偏转角θ′。即，其中每一个光束偏转元件分别独立，并通过电信号独立控制其开关状态，此时光束偏转元件组将改变入射光传播方向(相当于在入射光的传播方向上再叠加一个偏转角θ或θ′)。本优选实施例采用电信号来控制每个光束偏转元件，从而大幅降低了成本，并且不受机械振动影响，稳定性高。优选的，通过对光束偏转元件组中的各个光束偏转元件分别施加电信号，从而使入射激光束经过各个光束偏转元件后均叠加一个偏转角，最终出射激光束达到设定的扫描角度。本专利技术通过将多个光束偏转元件构成级联式元件组，并且采用电控方式，从而可以通过改变电信号来控制各个光束偏转元件的工作状态，实现对入射光的角度偏转，最后每束出射光的偏转角度是经过每一级光束偏转元件后偏转角的求和，进而实现大范围、高分辨率的激光扫描。并且通过很容易地通过阵列式地系统组合，从而实现360度角的全扫描。优选的，所述电信号为电压。根据具体实施方式、电压信号以及入射激光束偏振态的不同，θ，θ′可以为正、为负或为0。本优选实施例采用了压控光束偏转元件，成本较低，性能也比较优越。图3是根据另一示例性实施例示出的一种固态激光雷达的激光扫描系统的框图。优选的，如图3所示，激光扫描系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固态激光雷达的激光扫描系统，其特征在于，包括：激光发射阵列，其包括M个激光发射器，每个激光发射器用于发射一束激光，用于形成从y方向射出，沿z方向分布的M束激光束；光束偏转元件组，其包括布置在激光发射阵列出射方向的，以垂直于z方向的xy平面内的y方向级联，器件尺寸能覆盖所述M束激光束的多个光束偏转元件，用于偏转入射激光束。

【技术特征摘要】
1.一种固态激光雷达的激光扫描系统，其特征在于，包括：激光发射阵列，其包括M个激光发射器，每个激光发射器用于发射一束激光，用于形成从y方向射出，沿z方向分布的M束激光束；光束偏转元件组，其包括布置在激光发射阵列出射方向的，以垂直于z方向的xy平面内的y方向级联，器件尺寸能覆盖所述M束激光束的多个光束偏转元件，用于偏转入射激光束。2.根据权利要求1所述的激光扫描系统，其特征在于，光束偏转元件的工作状态受电信号控制。3.根据权利要求2所述的激光扫描系统，其特征在于，当施加第一电信号时，光束偏转元件处于第一状态时，对入射激光束的传播方向叠加一个xy平面上的偏转角θ；当施加第二电信号时，光束偏转元件处于第二状态时，对入射激光束的传播方向叠加一个xy平面上的偏转角θ′。4.根据权利要求3所述的激光扫描系统，其特征在于，通过对光束偏转元件组中的各个光束偏转元件分别施加电信号，从而使入射激光束经过各个光束偏转元件后均叠加一个偏转角，最终出射激光束达到设定的扫描角度。5.根据权利要求4所述的激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈琪，张礼朝，李晓春，
申请(专利权)人：深圳市麓邦技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44