一种激光雷达系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种激光雷达系统，该激光雷达系统包括：沿光路依次设置的光线发射单元、穿孔反射镜和MEMS振镜；所述穿孔反射镜包括镜体，在镜体的中心设置有开孔；所述MEMS振镜包括反射镜面和基板，以及将所述反射镜面与基板连接的扭转轴；其中，所述穿孔反射镜的开孔沿光路的光轴方向在所述MEMS振镜上的投影位于所述反射镜面内。本实用新型专利技术实施例提供的技术方案，可减少干扰信号，提高信噪比，从而有利于实现对目标物体的精准探测。

A lidar system

【技术实现步骤摘要】
一种激光雷达系统
本技术实施例涉及激光探测
，尤其涉及一种激光雷达系统。
技术介绍
雷达是以发射光束探测目标物体的位置、速度等特征量的光探测与测量系统之一。雷达的工作原理是：向目标物体发射探测信号(即探测光束)，然后将接收到的从目标物体反射回来的信号(目标回波，或称回波信号，或称回波光束)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,例如目标距离、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。激光雷达以激光信号作为探测光束。随着激光雷达向小型化的方向发展，可利用MEMS振镜作为反射镜。但是，使用MEMS振镜实现激光雷达的结构时，会产生较多的杂光，信噪比较低，导致无法实现对目标物体的精准探测。
技术实现思路
本技术实施例提供一种激光雷达系统，以减少干扰信号，提高信噪比，从而有利于实现对目标物体的精准探测。本技术实施例提出一种激光雷达系统，该激光雷达系统包括：沿光路依次设置的光线发射单元、穿孔反射镜和MEMS振镜；所述穿孔反射镜包括镜体，在镜体的中心设置有开孔；所述MEMS振镜包括反射镜面和基板，以及将所述反射镜面与基板连接的扭转轴；其中，所述穿孔反射镜的开孔沿光路的光轴方向在所述MEMS振镜上的投影位于所述反射镜面内。进一步地，该激光雷达系统还包括准直单元；所述准直单元设置于所述光线发射单元与所述穿孔反射镜之间的光路中；所述准直单元用于将光束准直，使照射至所述穿孔反射镜的光斑覆盖所述穿孔反射镜的开孔。进一步地，所述准直单元包括快轴柱面镜和慢轴柱面镜；所述快轴柱面镜用于调整光束在快轴方向上的发散角；所述慢轴柱面镜用于调整光束在慢轴方向上的发散角。进一步地，所述快轴柱面镜的数量为至少两个，所述慢轴柱面镜的数量为至少一个。进一步地，所述穿孔反射镜的开孔尺寸A1小于所述MEMS振镜的反射镜面尺寸A3。进一步地，所述穿孔反射镜的开孔尺寸A1小于照射到所述穿孔反射镜的光斑尺寸A2。进一步地，所述MEMS振镜的反射镜面的尺寸A3满足3.0mm≤A3≤4.0mm；照射到所述穿孔反射镜的光斑尺寸A2满足2.0mm≤A2≤4.0mm；所述穿孔反射镜的开孔尺寸A1满足0.8mm≤A1≤1.3mm。进一步地，该激光雷达系统还包括接收单元；所述接收单元与所述光线发射单元分别设置于所述穿孔反射镜的两侧；所述穿孔反射镜的镜体用于将反射回来的回波光束投射至所述接收单元。进一步地，所述接收单元包括聚焦透镜和光电转换器；所述聚焦透镜用于将被目标物体反射回来的回波光束聚焦至所述光电转换器的接收面；所述光电转换器用于将回波光束进行光电转换。进一步地，所述聚焦透镜的光轴与穿过所述穿孔反射镜的光束的光轴垂直。本技术实施例提供的激光雷达系统，通过设置激光雷达系统包括沿光路依次设置的光线发射单元、穿孔反射镜和MEMS振镜；其中，穿孔反射镜包括镜体，在镜体的中心设置有开孔；MEMS振镜包括反射镜面和基板，以及将反射镜面与基板连接的扭转轴；穿孔反射镜的开孔沿光路的光轴方向在MEMS振镜上的投影位于反射镜面内，可使由穿孔反射镜的开孔穿过的光线全部投射至MEMS振镜的反射镜面内，而不会投射至扭转轴上。因此，可确保不会由于扭转轴对光线的干涉而产生干扰信号，从而可提高信噪比，能够实现对目标物体的精准探测。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系统的结构示意图；图2是图1中的穿孔反射镜的结构示意图；图3是图1中的MEMS振镜的结构示意图。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系统的结构示意图，图2是图1中的穿孔反射镜的结构示意图，图3是图1中的MEMS振镜的结构示意图。结合图1-图3，本专利技术实施例提供的激光雷达系统10包括：沿光路依次设置的光线发射单元110、穿孔反射镜120和MEMS振镜130；穿孔反射镜120包括镜体1201，在镜体1201的中心设置有开孔1202；MEMS振镜130包括反射镜面1301和基板1302，以及将反射镜面1301与基板1302连接的扭转轴1303；其中，穿孔反射镜120的开孔1202沿光路的光轴方向在MEMS振镜130上的投影位于反射镜面1301内。其中，光源单元110可为激光发射器，用于生成激光光束。示例性的，激光光束的波长可为905纳米(nm)。其中，激光光束由穿孔反射镜120的开孔1202中射出。从开孔1202射出后的激光光束投射至MEMS振镜130，并经由MEMS振镜130反射至目标物体20，目标物体20对激光光束进行反射形成回波光束。回波光束传输至MEMS振镜130，并由MEMS振镜130的反射镜面1301反射至穿孔反射镜120，穿孔反射镜120将回波光束进行反射后，由接收单元150接收，后续经过数据处理，得到目标物体20的相关信息。其中，扭转轴1303可采用钛合金材料制备而成，因此扭转轴1303能够对光线进行一定程度的反射。现有技术中，探测光束或者回波光束投射至MEMS振镜130时，除了作为工作面的反射镜面1301会进行反射外，扭转轴1303也会对光束进行发射，形成杂光干扰信号。本专利技术实施例中，通过设置穿孔反射镜120的开孔1202的尺寸D2小于MEMS振镜130的反射镜面1301的尺寸D1，可确保从开孔1202穿过的激光光束全部投射至MEMS振镜130的反射镜面1301上，而不会投射至位于反射镜面1301周边的扭转轴1303上，从而可避免由于扭转轴1303对激光光束的反射而引起的信号干扰，即保证不会产生杂光干扰信号，从而可提高信噪比，能够实现对目标物体20的精准探测。需要说明的是，图2和图3中仅以开孔1202和反射镜面1301为圆形，以圆形的直径代表尺寸，但并不构成对本专利技术实施例提供的激光雷达系统10的限定。在其他实施方式中，开孔1202和反射镜面1301的形状还可根据激光雷达系统10的实际需求设置，其尺寸为光束透射面或光束反射面内的经过开孔1202中心或经过反射镜面1301中心的，分别被其轮廓所截的线段的长度值，或采用本领域技术人员可知的其他定义方式，本专利技术实施例对此不作限定。其次，需要说明的是，图3中仅示例性的示出了扭转轴1303的数量为4个，在其他实施方式中，扭转轴130本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光雷达系统，其特征在于，包括：沿光路依次设置的光线发射单元、穿孔反射镜和MEMS振镜；/n所述穿孔反射镜包括镜体，在镜体的中心设置有开孔；所述MEMS振镜包括反射镜面和基板，以及将所述反射镜面与基板连接的扭转轴；/n其中，所述穿孔反射镜的开孔沿光路的光轴方向在所述MEMS振镜上的投影位于所述反射镜面内。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达系统，其特征在于，包括：沿光路依次设置的光线发射单元、穿孔反射镜和MEMS振镜；
所述穿孔反射镜包括镜体，在镜体的中心设置有开孔；所述MEMS振镜包括反射镜面和基板，以及将所述反射镜面与基板连接的扭转轴；
其中，所述穿孔反射镜的开孔沿光路的光轴方向在所述MEMS振镜上的投影位于所述反射镜面内。


2.根据权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，还包括准直单元；
所述准直单元设置于所述光线发射单元与所述穿孔反射镜之间的光路中；
所述准直单元用于将光束准直，使照射至所述穿孔反射镜的光斑覆盖所述穿孔反射镜的开孔。


3.根据权利要求2所述的激光雷达系统，其特征在于，所述准直单元包括快轴柱面镜和慢轴柱面镜；
所述快轴柱面镜用于调整光束在快轴方向上的发散角；
所述慢轴柱面镜用于调整光束在慢轴方向上的发散角。


4.根据权利要求3所述的激光雷达系统，其特征在于，所述快轴柱面镜的数量为至少两个，所述慢轴柱面镜的数量为至少一个。


5.根据权利要求2所述的激光雷达系统，其特征在于，所述穿孔反射镜的开孔尺寸A1小于所述MEMS振...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小波，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