一种激光雷达接收系统技术方案

本申请提供一种激光雷达接收系统，其中，所述激光雷达包括第一反射镜、发射通道、发射系统和基本接收系统，所述发射系统发射的激光光束由所述第一反射镜反射，然后通过所述发射通道达到目标物，自目标物反射回的所述激光光束通过所述发射通道，然后由第一反射镜反射，最后被所述基本接收系统接收；所述激光雷达接收系统进一步包括：反射元件，所述发射通道外的空间包括因所述发射通道的阻挡而使自目标物漫反射回的激光光束无法到达的区域，所述反射元件设于所述区域之外，用于将自目标物漫反射回所述区域之外的所述激光光束反射到所述基本接收系统。能够同时避免近距离测量盲区和杂光干扰，从而提高测量精度且进一步拓展了雷达的近距离测量范围。

A lidar receiving system

【技术实现步骤摘要】
一种激光雷达接收系统
本申请涉及一种激光雷达，尤其涉及激光雷达的接收系统。
技术介绍
激光雷达是采用光电探测技术手段的主动距离探测设备，被广泛应用于无人驾驶、无人机、机器人等领域。目前的激光雷达基本都有一个测程范围，同时有最远测程(上限)和最近测程(下限)。一般的激光雷达具有近处盲区，例如，在距离激光雷达一定距离以内的目标物是探测不到的。近处盲区的存在具有多方面的原因，例如，当一束平行的光线射到目标物的粗糙的表面时，表面会把光线向着四面八方反射，所以入射线虽然互相平行，由于各点的法线方向不一致，造成反射光线向不同的方向无规则地反射，而且，现有的激光雷达设置有发射通道，当目标物与激光雷达之间的距离较近时，从目标物的漫反射回来的部分光线由于受到发射通道的阻挡，该部分光线则无法投射到接收管，这样所获得的目标物的二维或三维信息的测量范围难以保证，因此，现有的激光雷达存在近距离探测盲区。如何进一步扩大现有激光雷达的近距离测量范围一直是激光雷达研究领域的重点问题之一。
技术实现思路
为解决上述现有技术中激光雷达因为发射通道的阻挡导致的近距离探测盲区，从而导致激光雷达的最近测程依然没有足够近的问题，本申请提供一种激光雷达接收系统，其中，所述激光雷达包括第一反射镜、发射通道、发射系统和基本接收系统，所述发射系统发射的激光光束由所述第一反射镜反射，然后通过所述发射通道达到目标物，自目标物反射回的所述激光光束通过所述发射通道，然后由第一反射镜反射，最后被所述基本接收系统接收；其特征在于，所述激光雷达接收系统进一步包括：反射元件,所述发射通道外的空间包括因所述发射通道的阻挡而使自目标物漫反射回的激光光束无法到达的区域，所述反射元件设于所述区域之外，用于将自目标物漫反射回所述区域之外的所述激光光束反射到所述基本接收系统。进一步地，所述激光雷达进一步包括窗罩，所述第一反射镜、所述发射通道和所述反射元件设于所述窗罩内，所述发射系统和所述基本接收系统设于所述窗罩外，所述窗罩内的所述发射通道外的空间包括第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域为因所述发射通道的阻挡而使自目标物漫反射回的激光光束无法到达的区域，所述第二区域为由所述发射通道发射出来的激光光束经由所述窗罩反射回所述窗罩内到达的区域，所述第三区域位于所述第一区域和第二区域之间，所述反射元件设于所述第三区域内，用于将自目标物漫反射回所述第三区域内的所述激光光束反射到所述基本接收系统。进一步地，所述第一区域的空间大小与所述目标物与所述激光雷达之间的距离呈负相关。进一步地，所述反射元件为反射镜；所述发射通道为不透明的中空筒状结构。进一步地，所述发射系统包括用于发射激光光束的激光管和第二反射镜，所述激光管发射的激光光束依次被所述第二反射镜、所述第一反射镜反射，然后通过所述发射通道到传送到所述窗罩外的目标物；所述基本接收系统包括第三反射镜和接收管，由目标物漫反射的激光光束通过所述发射通道，然后依次被所述第一反射镜、第二反射镜反射至所述接收管。进一步地，所述第一反射镜的反射面和所述反射元件的反射面均与所述第三反射镜的反射面相对且相互平行。进一步地，所述发射通道的中心轴与所述第一反射镜的中心相交，所述接收管的光轴与所述第三反射镜的中心相交且夹角为45°，所述激光管的光轴与所述第二反射镜的中心相交且夹角为45°，且所述激光管的光轴与所述接收管的光轴平行。进一步地，所述发射系统进一步包括发射物镜，所述基本接收系统进一步包括接收物镜，所述第一反射镜的中心、所述第二反射镜的中心、所述第三反射镜的中心、所述发射物镜的中心轴、以及所述接收物镜的中心轴在同一直线上。进一步地，所述发射物镜和所述接收物镜为凸透镜。进一步地，所述反射元件的中心不在所述直线上。与现有技术相比较，本申请的优势在于：1.本申请提供的激光雷达接收系统通过设于因发射通道导致的光线接收盲区之外的反射元件，能够将目标物投射到发射通道外的光线接收盲区之外的激光光束反射到接收管中，以全面的收集近距离目标物的漫反射光线，提高了对近距离目标的信息收集率，进一步拓展了现有激光雷达的近距离测量范围。2.此外，对于有窗罩的激光雷达，本申请提供的激光雷达接收系统还进一步通过将所述反射元件设于因窗罩导致的杂光干扰区之外以避开窗罩漫反射的杂光的干扰，从而提高测量精度且进一步拓展了雷达的测量范围。附图说明图1为本申请激光雷达的光路原理示意图。附图标记：11-窗罩、111-第一区域、112-第二区域、113-第三区域、12-第一反射镜、121-第一反射镜的反射面、131-侧壁、1311-外端侧壁、1312-内端侧壁、141-激光管、142-第二反射镜、143-发射物镜、151-第三反射镜、152-接收管、153-接收物镜、16-反射元件。具体实施方式下面结合附图及具体实施例，详细阐述本申请的优势。如图1所示，本申请提供一种激光雷达接收系统，其中，所述激光雷达包括第一反射镜12、发射通道、发射系统和基本接收系统，所述发射系统发射的激光光束由所述第一反射镜12反射，然后通过所述发射通道达到目标物，自目标物反射回的所述激光光束通过所述发射通道，然后由第一反射镜反射，最后被所述基本接收系统接收；所述激光雷达接收系统进一步包括：反射元件16。所述发射通道外的空间包括因所述发射通道的阻挡而使自目标物漫反射回的激光光束无法到达的区域，即光线接收盲区，所述反射元件16设于所述光线接收盲区之外，用于将自目标物漫反射回所述光线接收盲区之外的所述激光光束反射到所述基本接收系统。从而能够将目标物投射到光线接收盲区之外的激光光束反射到接收管152中，以全面的收集近距离目标物的漫反射光，提高了对近距离目标的信息收集率，进一步拓展了雷达的近距离测量范围。例如，对于现有的激光雷达而言，根据特定的环境使用要求，现有的激光雷达都会有不同的最近测程，换句话说，都会有近处测量盲区，本申请通过增加反射元件16，能够实现进一步扩展近距离测量范围的作用。例如，某一激光雷达在某一特定的使用环境中的最近测程为0.8米，也就是说，距离激光雷达0.8米之内的目标物是无法测量的。而本申请的机关雷达接收系统通过增设反射元件16，能够将上述激光雷达的最近测程由0.8米进一步扩展为0.3米，即距离激光雷达0.3米之内的目标物是无法测量的，从而进一步扩大了激光雷达的近距离测量范围。优选地，采用本申请的激光雷达接收系统的激光雷达的最近测程为0.1米。本申请的激光雷达接收系统可以适用于各种激光雷达，包括但不限于三角法测距激光雷达、基于时间飞行的脉冲测距激光雷达、以及相位法测距激光雷达；或者同轴激光雷达和非同轴激光雷达；或者机械激光雷达或固态激光雷达。优选地，所述反射元件16为反射镜，其中，所述反射镜圆形、矩形、三角形等形状。当一束平行的激光光线射到目标物的粗糙的表面时，表面会把光线向着四面八方反射，所以入射线虽然互相平行，由于各点的法线方向不一致，造成反射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光雷达接收系统，其中，所述激光雷达包括第一反射镜、发射通道、发射系统和基本接收系统，所述发射系统发射的激光光束由所述第一反射镜反射，然后通过所述发射通道达到目标物，自目标物反射回的所述激光光束通过所述发射通道，然后由第一反射镜反射，最后被所述基本接收系统接收；其特征在于，所述激光雷达接收系统进一步包括：反射元件，/n所述发射通道外的空间包括因所述发射通道的阻挡而使自目标物漫反射回的激光光束无法到达的区域，所述反射元件设于所述区域之外，用于将自目标物漫反射回所述区域之外的所述激光光束反射到所述基本接收系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达接收系统，其中，所述激光雷达包括第一反射镜、发射通道、发射系统和基本接收系统，所述发射系统发射的激光光束由所述第一反射镜反射，然后通过所述发射通道达到目标物，自目标物反射回的所述激光光束通过所述发射通道，然后由第一反射镜反射，最后被所述基本接收系统接收；其特征在于，所述激光雷达接收系统进一步包括：反射元件，
所述发射通道外的空间包括因所述发射通道的阻挡而使自目标物漫反射回的激光光束无法到达的区域，所述反射元件设于所述区域之外，用于将自目标物漫反射回所述区域之外的所述激光光束反射到所述基本接收系统。


2.如权利要求1所述的激光雷达接收系统，其中，所述激光雷达进一步包括窗罩，所述第一反射镜、所述发射通道和所述反射元件设于所述窗罩内，所述发射系统和所述基本接收系统设于所述窗罩外，所述窗罩内的所述发射通道外的空间包括第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域为因所述发射通道的阻挡而使自目标物漫反射回的激光光束无法到达的区域，所述第二区域为由所述发射通道发射出来的激光光束经由所述窗罩反射回所述窗罩内到达的区域，所述第三区域位于所述第一区域和第二区域之间，所述反射元件设于所述第三区域内，用于将自目标物漫反射回所述第三区域内的所述激光光束反射到所述基本接收系统。


3.如权利要求2所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述第一区域的空间大小与所述目标物与所述激光雷达之间的距离呈负相关。


4.如权利要求1所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述反射元件为反射镜；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瓯，丁鼎，朱亚平，
申请(专利权)人：杭州欧镭激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33