一种激光雷达制造技术

本实用新型专利技术公开了一种激光雷达。包括：光线发射单元、光线接收单元和控制处理单元；光线发射单元包括沿光的传播方向依次排列的光源子单元、光学相控阵子单元和MEMS扫描镜子单元，光源子单元、光学相控阵子单元和MEMS扫描镜子单元分别与控制处理单元电连接；光源子单元发出入射光束；光学相控阵子单元将入射光束在第一平面内偏转，以形成在第一平面上具有一预设扫描角度的一维光束，一维光束照射至MEMS扫描镜子单元的反射面上；MEMS扫描镜子单元在驱动力作用下转动，以将照射至反射面上的一维光束在第二平面(与第一平面相交)内偏转，实现一维光束在第二平面上扫描，形成探测光束。本实用新型专利技术实施例提供的技术方案，可降低机械损耗，提升激光雷达寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种激光雷达
本技术实施例涉及激光测距
，尤其涉及一种激光雷达。
技术介绍
激光雷达是以发射激光束探测目标物体的位置、速度等特征量的雷达系统。激光雷达的工作原理是：向目标物体发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标物体反射回来的信号(目标物体回波，或称回波信号)与发射信号进行比较，作适当处理即可获得目标物体的相关信息,如目标物体距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而对目标物体进行探测、跟踪和识别。但是，目前已实现量产的三维扫描激光雷达多为多线机械式旋转激光雷达，该激光雷达内部设置有宏观的机械旋转部件以对整个结构进行机械旋转，因此该激光雷达存在较严重的机械磨损，且可靠性较低，体积较大。针对此问题，可设置仅旋转激光雷达中的反射棱镜(或振镜)以减少旋转的组件，从而减小机械摩擦损耗，但该激光雷达结构中旋转部件的机械旋转所需的驱动功耗较高，导致激光雷达的整机发热较严重；同时，仍存在机械旋转而导致的机械磨损，导致激光雷达的寿命较短。
技术实现思路
本技术实施例提供一种激光雷达，可降低激光雷达的机械损耗从而提升激光雷达的寿命；同时，减小旋转所需的驱动力可降低驱动功耗，从而可改善激光雷达的发热问题。本技术实施例提出一种激光雷达，该激光雷达包括：光线发射单元、光线接收单元和控制处理单元；所述光线发射单元用于发出探测光束，所述光线接收单元用于接收被目标物体反射回来的回波光束，所述控制处理单元用于根据所述探测光束和所述回波光束确定所述目标物体的相关信息；所述目标物体的相关信息包括距离、方位、高度和速度中的至少一种；其中，所述光线发射单元包括沿光的传播方向依次排列的光源子单元、光学相控阵子单元和MEMS扫描镜子单元，所述光源子单元、所述光学相控阵子单元和所述MEMS扫描镜子单元分别与所述控制处理单元电连接；所述控制处理单元控制所述光源子单元发出入射光束；所述控制处理单元控制所述光学相控阵子单元将所述入射光束在第一平面内偏转，以形成在所述第一平面上具有一预设扫描角度的一维光束，所述一维光束照射至所述MEMS扫描镜子单元的反射面上；所述控制处理单元控制所述MEMS扫描镜子单元在驱动力作用下转动，以将照射至所述反射面上的所述一维光束在第二平面内偏转，实现所述一维光束在所述第二平面上扫描，形成所述探测光束；其中，所述第一平面与所述第二平面相交。进一步地，所述第一平面与所述第二平面垂直。进一步地，所述光线发射单元还包括准直子单元，所述准直子单元位于所述光源子单元与所述光学相控阵子单元的光路中；所述准直子单元用于将所述光源子单元发出的所述入射光束准直，并将准直后的所述入射光束照射至所述光学相控阵子单元。进一步地，所述光源子单元包括一个激光器。进一步地，所述光学相控阵子单元包括光波导阵列；所述控制处理单元依次向所述光波导阵列提供预设电压；所述光波导阵列根据依次接收的预设电压将所述入射光束偏转预设角度。进一步地，所述控制处理单元在预设扫描时间内向所述光波导阵列提供不同的所述预设电压，以使光波导阵列根据不同的所述预设电压将所述入射光束偏转不同的所述预设角度，形成所述一维光束。进一步地，所述预设电压小于或等于10V，所述预设扫描角度在±10°范围内。进一步地，所述光波导阵列为AlGaAs光波导阵列或硅基光波导阵列。进一步地，所述光线接收单元包括沿光的传播方向依次排列的接收透镜子单元和阵列探测子单元，所述阵列探测子单元与所述控制处理单元电连接；所述接收透镜子单元用于接收所述回波光束，并将所述回波光束聚焦至所述阵列探测子单元；所述阵列探测子单元用于将接收的所述回波光束转换为电信号，并将所述电信号传输至所述控制处理单元。进一步地，所述阵列探测子单元包括光子探测器。进一步地，所述控制处理单元采用时间飞行法、相位法和调频连续波法中的至少一种确定所述目标物体的相关信息。本技术实施例提供了一种激光雷达，该激光雷达包括光线发射单元、光线接收单元和控制处理单元；光线发射单元用于发出探测光束，光线接收单元用于接收被目标物体反射回来的回波光束，控制处理单元用于根据探测光束和回波光束确定目标物体的相关信息；目标物体的相关信息包括距离、方位、高度和速度中的至少一种；通过设置光线发射单元包括沿光的传播方向依次排列的光源子单元、光学相控阵子单元和MEMS扫描镜子单元，光源子单元、光学相控阵子单元和MEMS扫描镜子单元分别与控制处理单元电连接；控制处理单元控制光源子单元发出入射光束；控制处理单元控制光学相控阵子单元将入射光束在第一平面内偏转，以形成在第一平面上具有一预设扫描角度的一维光束，一维光束照射至MEMS扫描镜子单元的反射面上；控制处理单元控制MEMS扫描镜子单元在驱动力作用下转动，以将照射至反射面上的一维光束在第二平面内偏转，实现一维光束在第二平面上扫描，形成探测光束；其中，第一平面与第二平面相交，可结合光学相控阵子单元和MEMS扫描镜子单元实现三维扫描；其中，光学相控阵子单元和MEMS扫描镜子单元的驱动功耗均较低，从而可降低激光雷达的整体功耗，有利于降低激光雷达的整机发热问题；同时，光学相控阵子单元和MEMS扫描镜子单元均无需宏观机械旋转，从而可降低机械磨损，有利于提升激光雷达的使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的一种激光雷达的结构示意图；图2是本技术实施例提供的另一种激光雷达的结构示意图；图3是本技术实施例提供的又一种激光雷达的结构示意图；图4是本技术实施例提供的一种激光雷达中光波导阵列的结构示意图；图5是本技术实施例提供的又一种激光雷达的结构示意图；图6是本技术实施例提供的又一种激光雷达的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本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技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。图1是本技术实施例提供的一种激光雷达的结构示意图，图2是本技术实施例提供的另一种激光雷达的结构示意图。参照图1和图2，该激光雷达10包括：光线发射单元110、光线接收单元120和控制处理单元130；光线发射单元110用于发出探测光束，光线接收单元120用于接收被目标物体20反射回来的回波光束，控制处理单元130用于根据探测光束和回波光束确定目标物体20的相关信息；目标物体20的相关信息包括距离、方位、高度和速度中的至少一种；其中，光线发射单元110本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光雷达，其特征在于，包括：光线发射单元、光线接收单元和控制处理单元；/n所述光线发射单元用于发出探测光束，所述光线接收单元用于接收被目标物体反射回来的回波光束，所述控制处理单元用于根据所述探测光束和所述回波光束确定所述目标物体的相关信息；所述目标物体的相关信息包括距离、方位、高度和速度中的至少一种；/n其中，所述光线发射单元包括沿光的传播方向依次排列的光源子单元、光学相控阵子单元和MEMS扫描镜子单元，所述光源子单元、所述光学相控阵子单元和所述MEMS扫描镜子单元分别与所述控制处理单元电连接；/n所述控制处理单元控制所述光源子单元发出入射光束；/n所述控制处理单元控制所述光学相控阵子单元将所述入射光束在第一平面内偏转，以形成在所述第一平面上具有一预设扫描角度的一维光束，所述一维光束照射至所述MEMS扫描镜子单元的反射面上；/n所述控制处理单元控制所述MEMS扫描镜子单元在驱动力作用下转动，以将照射至所述反射面上的所述一维光束在第二平面内偏转，实现所述一维光束在所述第二平面上扫描，形成所述探测光束；/n其中，所述第一平面与所述第二平面相交。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达，其特征在于，包括：光线发射单元、光线接收单元和控制处理单元；
所述光线发射单元用于发出探测光束，所述光线接收单元用于接收被目标物体反射回来的回波光束，所述控制处理单元用于根据所述探测光束和所述回波光束确定所述目标物体的相关信息；所述目标物体的相关信息包括距离、方位、高度和速度中的至少一种；
其中，所述光线发射单元包括沿光的传播方向依次排列的光源子单元、光学相控阵子单元和MEMS扫描镜子单元，所述光源子单元、所述光学相控阵子单元和所述MEMS扫描镜子单元分别与所述控制处理单元电连接；
所述控制处理单元控制所述光源子单元发出入射光束；
所述控制处理单元控制所述光学相控阵子单元将所述入射光束在第一平面内偏转，以形成在所述第一平面上具有一预设扫描角度的一维光束，所述一维光束照射至所述MEMS扫描镜子单元的反射面上；
所述控制处理单元控制所述MEMS扫描镜子单元在驱动力作用下转动，以将照射至所述反射面上的所述一维光束在第二平面内偏转，实现所述一维光束在所述第二平面上扫描，形成所述探测光束；
其中，所述第一平面与所述第二平面相交。


2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述第一平面与所述第二平面垂直。


3.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述光线发射单元还包括准直子单元，所述准直子单元位于所述光源子单元与所述光学相控阵子单元的光路中；
所述准直子单元用于将所述光源子单元发出的所述入射光束准直，并将准直后的所述入射光束照射至所述光学相控阵子单元。


4.根据权利要求1所述的激...

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