一种扫描装置及激光雷达系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及激光雷达领域，具体涉及一种扫描装置及激光雷达系统。所述扫描装置包括可旋转运动的光楔模块，所述光楔模块接收外部光束并进行第一方向的偏转；以及可旋转运动的旋转反射机构，包括至少一设置在旋转侧的反射面；其中，外部光束经光楔模块发生第一方向的偏转后，入射至旋转反射机构，经旋转反射机构的反射面反射向外进行第二方向的扫描。本实用新型专利技术能实现第一方向和第二方向的光路扫描，实现高帧频的高效扫描，扫描视场范围大，同时，激光雷达系统中应用的收发组件数量较少，大大降低生产调试难度，减少人力投入，从而提高生产效率，降低成本。

A scanning device and lidar system

【技术实现步骤摘要】
一种扫描装置及激光雷达系统
本技术涉及激光雷达领域，具体涉及一种扫描装置及激光雷达系统。
技术介绍
激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是向目标发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较，作适当处理后,就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。特别是在自动驾驶领域，自动驾驶等技术高速发展，其中一项重要配套传感器激光雷达，为了满足各种特定需求，涌现出各种类型的方案。为了满足障碍检测等方面的使用需求，激光雷达产品(如车用)需要能够覆盖较大范围的水平扫描视场角和垂直视场角。常见的一种是在垂直视场上排布较多数量的激光收发组件，在水平视场上用旋转电机带动实现360°水平扫描，从而实现水平视场和垂直视场均有较大的覆盖范围；一种是在水平视场和垂直视场两个方向上分别使用2个振镜进行扫描，从而达到垂直视场和水平视场都都达到需求指标的目的。有一种是双光楔扫描，可以达到密集的局部扫描。还有一种是振镜与转镜的组合扫描方式，用振镜实现垂直方向的光路扫描，用转镜实现水平方向的光路扫描。但是，上述方案均存在问题，如第一种360°扫描的激光雷达产品，为了能够覆盖较大范围的垂直视场，需要放置较多数量的激光收发组件，这些激光组件往往需要做到一一对准，在生产调试过程中难度较大且由于组件数量高而成本高昂。而且，在特定应用场合不需要360°全范围数据时，在局部视场扫描需求环境下扫描频率受限，不利于局部高密度扫描。>第二种双振镜扫描方案由于振镜系统自身特性，无法同时达到大扫描范围和高扫描重频，往往不利于高帧频大范围扫描。而双光楔扫描系统总体视场范围受限于光楔偏转角度较小的影响，特别是水平视场方向不能满足要求，往往需要多个雷达或者多个扫描系统拼接来实现大水平视场范围的覆盖。另外，振镜与转镜结合的扫描方式，可以实现足够的垂直视场角度和较宽的水平视场角度，但振镜系统成本较高；且由于扫描镜和电机在轴向串行安装，体积较大，且运行功耗较高。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种扫描装置及激光雷达系统，克服现有激光雷达产品存在的生产调试难度大、生产效率低、成本高，以及扫描频率受限、扫描范围小等问题。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种扫描装置，其包括：可旋转运动的光楔模块，所述光楔模块接收外部光束并进行第一方向的偏转；以及可旋转运动的旋转反射机构，包括至少一设置在旋转侧的反射面；其中，外部光束经光楔模块发生第一方向的偏转后，入射至旋转反射机构，经旋转反射机构的反射面反射向外进行第二方向的扫描。本技术的更进一步优选方案是：所述旋转反射机构的旋转侧设置有多个反射面。本技术的更进一步优选方案是：所述光楔模块包括至少一设置在旋转反射机构四周的光楔单元。本技术的更进一步优选方案是：所述光楔模块还包括带动每一所述光楔单元旋转的电机，每一所述光楔单元设于电机的空心轴内。本技术的更进一步优选方案是：所述旋转反射机构包括可旋转运动的多边形柱状支架。本技术的更进一步优选方案是：所述旋转反射机构的反射面与其旋转轴平行设置，或倾斜设置。本技术的更进一步优选方案是：所述第一方向与第二方向相互垂直。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种激光雷达系统，包括：上述所述的扫描装置；以及收发模块，所述收发模块包括激光发射单元和激光接收单元，所述激光发射单元发射激光光束入射至扫描装置的光楔模块，所述激光接收单元接收获取从旋转反射机构的反射面反射回的光信号。本技术的更进一步优选方案是：所述收发模块还包括设有开孔的反射镜，以及第一透镜，所述激光发射单元发射的激光光束穿设开孔输出，外部光信号经反射镜反射后，入射至第一透镜聚焦至激光接收单元。本技术的更进一步优选方案是：所述收发模块还包括设有反射曲面的第二透镜，外部光信号经第二透镜的反射曲面反射聚焦至激光接收单元。本技术的有益效果在于，与现有技术相比，通过设置可旋转运动的光楔模块和旋转反射机构，旋转反射机构包括至少一设置在旋转侧的反射面，外部光束经光楔模块发生第一方向的偏转后，入射至旋转反射机构，经旋转反射机构的反射面反射向外进行第二方向的扫描，在光楔模块进行旋转的过程中，外部光束实现第一方向的扫描，从而实现第一方向和第二方向的光路扫描，实现高帧频的高效扫描，扫描视场范围大，同时，激光雷达系统中应用的收发组件数量较少，大大降低生产调试难度，减少人力投入，从而提高生产效率，降低成本。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1是本技术激光雷达系统(包括一个光楔单元)的扫描示意图；图2是本技术激光雷达系统(包括两个光楔单元)的扫描示意图；图3是本技术光楔单元的扫描示意图；图4是两个光楔单元沿第一方向设置的扫描视场范围(部分重叠)示意图；图5是两个光楔单元沿第二方向设置的扫描视场范围(部分重叠)示意图；图6是本技术激光雷达系统扫描的脚点排布图；图7是现有组合扫描系统扫描的扫描轨迹示意图；图8-9是本技术激光雷达系统在两种转速配比下的扫描轨迹示意图；图10是本技术收发模块实方案一的结构示意图；图11是本技术收发模块实方案二的结构示意图。具体实施方式现结合附图，对本技术的较佳实施例作详细说明。如图1及图2所示，本技术提供一种扫描装置的优选实施例。一种扫描装置，包括：可旋转运动的光楔模块，所述光楔模块接收外部光束并进行第一方向的偏转；以及可旋转运动的旋转反射机构20，包括至少一设置在旋转侧的反射面21；其中，外部光束经光楔模块发生第一方向的偏转后，入射至旋转反射机构20，经旋转反射机构20的反射面21反射向外进行第二方向的扫描。通过设置可旋转运动的光楔模块和旋转反射机构20，旋转反射机构20包括至少一设置在旋转侧的反射面21，外部光束经光楔模块发生第一方向的偏转后，入射至旋转反射机构20，经旋转反射机构20的反射面21反射向外进行第二方向的扫描，在光楔模块进行旋转的过程中，外部光束实现第一方向的扫描，从而实现第一方向和第二方向的光路扫描，实现高帧频的高效扫描，扫描视场范围大，同时，激光雷达系统中应用的收发组件数量较少，大大降低生产调试难度，减少人力投入，从而提高生产效率，降低成本。其中，光入射至光楔后会偏折一定角度后输出。外部光束经光楔模块后发生第一方向的偏转，光楔模块在旋转的过程中，外部光束实现在第一方向的扫描，其扫描示意图如图3所示。本实施例中，所述旋转反射机构20的旋转侧设置有多个反射面21。在旋转反射机构20旋转的过程中，对经光楔模块输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扫描装置，其特征在于，包括：/n可旋转运动的光楔模块，所述光楔模块接收外部光束并进行第一方向的偏转；以及/n可旋转运动的旋转反射机构，包括至少一设置在旋转侧的反射面；/n其中，外部光束经光楔模块发生第一方向的偏转后，入射至旋转反射机构，经旋转反射机构的反射面反射向外进行第二方向的扫描。/n

【技术特征摘要】
1.一种扫描装置，其特征在于，包括：
可旋转运动的光楔模块，所述光楔模块接收外部光束并进行第一方向的偏转；以及
可旋转运动的旋转反射机构，包括至少一设置在旋转侧的反射面；
其中，外部光束经光楔模块发生第一方向的偏转后，入射至旋转反射机构，经旋转反射机构的反射面反射向外进行第二方向的扫描。


2.根据权利要求1所述的扫描装置，其特征在于，所述旋转反射机构的旋转侧设置有多个反射面。


3.根据权利要求2所述的扫描装置，其特征在于，所述光楔模块包括至少一设置在旋转反射机构四周的光楔单元。


4.根据权利要求3所述的扫描装置，其特征在于，所述光楔模块还包括带动每一所述光楔单元旋转的电机，每一所述光楔单元设于电机的空心轴内。


5.根据权利要求1所述的扫描装置，其特征在于，所述旋转反射机构包括可旋转运动的多边形柱状支架。


6.根据权利要求1所述的扫...

【专利技术属性】
技术研发人员：任建峰，李骥，
申请(专利权)人：昂纳信息技术深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44