扫描组件和激光雷达制造技术

本实用新型专利技术提供了一种扫描组件，包括支架；反射镜，其安装在所述支架上，并反射来自激光器的发射光；驱动器，其安装在所述支架上，并驱动反射镜围绕第一轴线相对于支架在正的第一角度位置和负的第一角度位置之间往复转动，从而在垂直于所述第一轴线的方向上扫描发射光。另外，本实用新型专利技术提供了一种包括该扫描组件的激光雷达，激光雷达能够兼顾低成本、小体积、高性能等优点。

Scanning components and lidar

【技术实现步骤摘要】
扫描组件和激光雷达
本申请涉及扫描组件，具体涉及用于在激光雷达装置中扫描光束的扫描组件，还涉及包括该扫描组件的激光雷达。
技术介绍
车辆可以被配置为以自主模式操作，其中，车辆在具有很少或没有驾驶员介入的情况下导航通过环境。这种自主车辆可以包括配置为检测关于车辆周围的环境的信息的一个或多个传感器，例如激光雷达。激光雷达具有激光器和探测器，探测器可以探测由激光器发出、并由反射对象反射的激光，通过测量激光的飞行时间可以确定反射对象的距离。利用激光雷达快速且重复地扫描一定区域，可以获得该区域中的全部反射对象的距离的连续实时信息。结合距离、激光取向和测量时间，可以生成反映各种反射对象的形貌、位置和运动的“点云”数据，通过分析该“点云”数据，可以辅助或实现车辆的自主操作。现有技术提供了多种结构的激光雷达，其具有各种不同的扫描组件。例如，固态激光雷达采用MEMS二维振镜组件扫描激光，其具有结构紧凑、扫描速度快等优点，但限于半导体工艺的制约，MEMS振镜的成本十分高昂，限制了固态激光雷达的应用。多线式激光雷达采用竖直方向上排成一列的多个激光器，利用旋转结构旋转多个激光器实现在水平方向上的扫描，这种结构虽然可降低成本，但具有体积大、线束受限等问题，其性能难以满足日益增长的需求。因此，实践中亟待提供兼顾低成本、小体积、高性能的全新结构的激光雷达，为此需要改进激光雷达中的扫描组件。
技术实现思路
本技术旨在克服现有技术的激光雷达的缺陷，提供一种全新结构的扫描组件，使得激光雷达能够兼顾低成本、小体积、高性能。在本技术的第一方面，提供了一种扫描组件，包括：支架；反射镜，其安装在所述支架上，并反射来自激光器的发射光；驱动器，其安装在所述支架上，并驱动反射镜围绕第一轴线相对于支架在正的第一角度位置和负的第一角度位置之间往复转动，从而在垂直于所述第一轴线的方向上扫描发射光。基于这一技术方案，采用同一支架安装反射镜和驱动器，可缩减体积并方便安装。可选地，反射镜的背面设置有磁体，并且，驱动器为电磁铁；其中，在电磁铁中通入交变电流，电磁铁在磁体上施加方向交变的磁性作用力，带动反射镜往复转动。基于这一技术方案，磁体可以例如粘接在反射镜上，而电磁铁则远离反射镜设置，这一设置方式简单有效，对反射镜的干扰小。可选地，所述磁体包括第一磁体和第二磁体，第一磁体和第二磁体位于第一轴线的两侧，并且距第一轴线的距离相等；所述电磁铁包括第一电磁铁和第二电磁铁，其各自邻近第一磁体和第二磁体布置，从而在第一磁体和第二磁体上分别施加第一磁性作用力和第二磁性作用力，第一磁性作用力和第二磁性作用力大小相等、方向相反。基于这一技术方案，第一磁体和第二磁体可协同地驱动反射镜围绕第一轴线在对称的角度位置之间做摆动振动。可选地，第一磁体临近第一电磁铁的磁性和第二磁体临近第二电磁铁的磁性相反，第一电磁铁临近第一磁体的磁性和第二电磁铁临近第二磁体的磁性相同；或者可选地，第一磁体临近第一电磁铁的磁性和第二磁体临近第二电磁铁的磁性相同，第一电磁铁临近第一磁体的磁性和第二电磁铁临近第二磁体的磁性相反。可选地，所述扫描组件还包括：光源，其安装于所述支架上，所述光源的发射光照射在所述反射镜的背面而产生反射光；探测器，其安装于所述支架上，所述探测器具有线性探测区域，该线性探测区域垂直于第一轴线，并且，所述探测器基于反射光照射在线性探测区域上的位置，输出表示反射镜相对于第一轴线的转动角度的信号。基于这一技术方案，扫描组件在同一支架上集成了反射镜、电磁铁、光源和探测器等多种部件，结构紧凑。可选地，第一磁体和第二磁体在第一轴线的方向上隔开；第一电磁铁和第二电磁铁在第一轴线的方向上隔开；其中，所述光源的发射光和反射光在第一磁体和第二磁体之间通过，并且在第一电磁铁和第二电磁铁之间通过。基于这一技术方案，光源和探测器的运行不会受到电磁铁、磁体的干扰。可选地，所述扫描组件还包括：转向镜，其设置在所述光源和所述反射镜之间且安装于所述支架上，用于引导所述光源的发射光以锐角照射至所述反射镜的背面。基于这一技术方案，转向镜折叠光源的发射光的光路，从而缩减扫描组件的整体体积。可选地，所述支架大致为横截面为直角三角形的棱柱形；其中，反射镜安装在支架的斜面上，光源和探测器布置在同一电路板上，该电路板安装在支架的一个直角面上，第一电磁铁和第二电磁铁安装在支架的两个平行的侧面上。可选地，支架的另一个直角面联接至电机；其中，电机驱动支架围绕第二轴线在正的第二角度位置和负的第二角度位置之间往复转动，从而在垂直于所述第二轴线的方向上扫描发射光。基于这一技术方案，反射镜在两个方向上的扫描运动的驱动是彼此独立的，二者之间不会干涉；而且，电机仅驱动扫描组件转动，而不驱动激光器等其他部件，使得结构紧凑、电机能耗小。在本技术的第二方面，提供了一种激光雷达，包括根据上文所述的扫描组件。这一激光雷达能够兼顾低成本、小体积、高性能等优点。通过阅读以下详细描述并适当参考附图，其他方面、实施例和实现方案对于本领域普通技术人员来说将变得显而易见。附图说明图1示出了根据本技术的激光雷达的结构框图；图2示出了根据本技术的激光雷达的透视图；图3示出了根据本技术的激光雷达的光路结构的透视图；图4示出了根据本技术的激光雷达的扫描结构的透视图；图5示出了根据本技术的激光雷达的振镜的正视图；图6示出了根据本技术的激光雷达的振镜的后视图；图7示出了根据本技术的激光雷达的振镜的侧视图；图8示出了根据本技术的激光雷达的振镜和电磁铁的后透视图；图9示出了根据本技术的激光雷达的振镜和位置测量器件的透视图；图10示出了根据本技术的激光雷达的透视图及其产生的激光投射面。附图标记：1激光器73线性探测器2探测器8第二驱动器3振镜，扫描镜81步进电机31振动部9第二测量模块32连接部91码盘321主梁92编码器322第一副梁X振动轴324第二副梁Y转动轴33框架部L1发射光331第一半部L2反射光332第二半部P0主电路板4光学结构P1激光器电路板41第一反射镜P2探测器电路板42第一透镜P3第一测量电路板43第二反射镜P4第二测量电路板431狭缝H0主支架44透镜H1第一光学支架45第三反射镜H2第二光学支架5扫描结构H3振镜支架6第一驱动器H4安装板61电磁铁W壳体62磁体W1上壳体63反射沟槽W2下壳体7第一测量模块O视窗71光源B基体设备72转向镜M反射镜34胶条S弹片L1第一腿部的长度Z弯折部L2拐角部的长度Z1第一腿部d1主梁的宽度Z2第二腿部d2副梁的宽度Z3拐角部γ第一腿部和主梁的夹角具体实施方式下面参考附图参照各种实施例描述本技术。尽管根据实现本技术目的的最佳模式描述了本技术，但本领域技术人员将理解，在不脱离本技术的精神或范围的情况下，可以鉴于这些教导实现各种变型。概述图1示出了根据本技术的雷达的结构框图。雷达包括激光器1和探测器2，激光器1以特定频率(例如，125kHz)连续发出脉冲形式的激光，其波长例如为905nm。发射光投射到位于一定距离处的对象(例如，建筑物、行人、车辆、交通标志等)处，并产生反射光。探测器2可以接收该反射光。通过测算发出激光脉冲与接收到反射光脉冲之间的时间差本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扫描组件，其特征在于，包括：支架；反射镜，其安装在所述支架上，并反射来自激光器的发射光；驱动器，其安装在所述支架上，并驱动反射镜围绕第一轴线相对于支架在正的第一角度位置和负的第一角度位置之间往复转动，从而在垂直于所述第一轴线的方向上扫描发射光。

【技术特征摘要】
1.一种扫描组件，其特征在于，包括：支架；反射镜，其安装在所述支架上，并反射来自激光器的发射光；驱动器，其安装在所述支架上，并驱动反射镜围绕第一轴线相对于支架在正的第一角度位置和负的第一角度位置之间往复转动，从而在垂直于所述第一轴线的方向上扫描发射光。2.根据权利要求1所述的扫描组件，其特征在于，反射镜的背面设置有磁体，并且，驱动器为电磁铁；其中，在电磁铁中通入交变电流，电磁铁在磁体上施加方向交变的磁性作用力，带动反射镜往复转动。3.根据权利要求2所述的扫描组件，其特征在于，所述磁体包括第一磁体和第二磁体，第一磁体和第二磁体位于第一轴线的两侧，并且距第一轴线的距离相等；所述电磁铁包括第一电磁铁和第二电磁铁，其各自邻近第一磁体和第二磁体布置，从而在第一磁体和第二磁体上分别施加第一磁性作用力和第二磁性作用力，第一磁性作用力和第二磁性作用力大小相等、方向相反。4.根据权利要求3所述的扫描组件，其特征在于，第一磁体临近第一电磁铁的磁性和第二磁体临近第二电磁铁的磁性相反，第一电磁铁临近第一磁体的磁性和第二电磁铁临近第二磁体的磁性相同；或者第一磁体临近第一电磁铁的磁性和第二磁体临近第二电磁铁的磁性相同，第一电磁铁临近第一磁体的磁性和第二电磁铁临近第二磁体的磁性相反。5.根据权利要求3所述的扫描组件，其特征在于，还包括：光源，其安装于所述支架上...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈泽，
申请(专利权)人：北京觉醒纪科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11