激光雷达探测系统及激光雷达技术方案

本发明专利技术实施例提出一种激光雷达探测系统及激光雷达，涉及激光测距领域，其中该激光雷达探测系统包括发射光学系统和接收光学系统，发射光学系统发射探测激光，探测目标对入射的探测激光进行散射后形成探测回光；接收光学系统接收探测回光；发射光学系统和接收光学系统旁轴设置，且经探测目标反射返回至接收光学系统的探测回光的光斑与接收光学系统的接收探测回光的光敏区域部分重合。该系统在探测近距离强反射率目标时，可以使返回至接收光学系统的探测回光的光斑与接收探测回光的光敏区域部分重合，有效降低近距强反目标反射到达接收器件的能量，可以有效的缓解近距强反目标对接收器件易于损坏，寿命较短的问题，提高了接收器件的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
激光雷达探测系统及激光雷达
本专利技术涉及激光探测
，尤其是涉及一种激光雷达探测系统及激光雷达。
技术介绍
随着光电技术上的发展中，激光雷达成为目前自动驾驶、工业测量、智能机器、智慧城市等多个领域的重要传感器，激光雷达利用主动发射激光并测量返回信号光的信号，通过TOF(timeofflight)测量光飞行的时间来间接测量距离。现在主流的激光雷达主要采用脉冲式和相位式，其中脉冲式通过测量脉冲出射激光与返回的脉冲光的时间差进行测距；而相位式则通过测量调制的发射光强与返回光的相位差推算光的飞行时间来实现距离测量。目前，在激光雷达的实际应用场景中，不可避免的碰到近距离强反射率(简称为近距强反)的探测目标(简称为目标)。当激光雷达扫描到此类近距强反的目标时，很容易导致接收器件的损坏。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种激光雷达探测系统及激光雷达，以缓解现有技术中存在的接收器件易损坏，寿命较短的问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种激光雷达探测系统，用于对探测目标进行测距，所述激光雷达探测系统包括发射光学系统和接收光学系统，所述发射光学系统配置为发射探测激光，所述探测目标对入射的探测激光进行散射后形成探测回光；所述接收光学系统配置为接收所述探测回光；其中所述发射光学系统和接收光学系统旁轴设置，且经所述探测目标反射返回至所述接收光学系统的探测回光的光斑与所述接收光学系统的接收探测回光的光敏区域部分重合。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，通过调节所述接收光学系统的焦距，以及所述发射光学系统光轴与所述接收光学系统光轴之间的间隔距离，使得所述探测目标反射返回至所述接收光学系统的探测回光的光斑与所述接收光学系统的接收探测回光的光敏区域部分重合。结合第一方面或其第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述发射光学系统包括通过光路依次连接的激光准直系统、第一反射装置以及扫描系统，所述接收光学系统包括通过光路连接的透镜组件以及光电接收器件；所述激光准直系统配置为发射探测激光；所述第一反射装置包括反射区域和透射区域；所述透射区域配置为对入射激光进行透射，所述反射区域配置为反射探测回光；所述扫描系统配置为对经所述透射区域透射的入射激光进行反射形成扫描光线，扫描光线射向所述探测目标；所述探测目标对扫描光线进行散射并经所述扫描系统反射后形成探测回光；所述透镜组件配置为对所述探测回光进行汇聚形成所述光斑；所述光电接收器件配置为接收所述光斑；其中所述光电接收器件的感光面形成所述光敏区域。结合第一方面的第二种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述第一反射装置包括45°反射镜，所述45°反射镜的反射面与所述透镜组件的光轴之间呈45°角。结合第一方面的第三种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，通过在所述45°反射镜开设通孔形成所述透射区域。结合第一方面或其第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述发射光学系统包括通过光路依次连接的激光准直系统、第二反射装置以及扫描系统，所述接收光学系统包括通过光路连接的透镜组件以及光电接收器件；所述激光准直系统配置为发射准直的探测激光，探测激光入射至所述第二反射装置；所述第二反射装置配置为对入射激光进行反射；所述扫描系统配置为对经所述第二反射装置反射的入射激光进行反射形成扫描光线，扫描光线射向所述探测目标；所述探测目标对扫描光线进行散射并经所述扫描系统反射后形成探测回光；所述透镜组件配置为对所述探测回光进行汇聚形成所述光斑；所述光电接收器件配置为接收所述光斑；其中所述光电接收器件的感光面形成所述光敏区域。结合第一方面的第五种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述第二反射装置设置于所述透镜组件的中心线上方或下方的预设位置；所述第二反射装置包括直角反射反射镜，所述直角反射镜的反射面与所述透镜组件的光轴的夹角为45°。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述激光雷达探测系统还包括滤光组件，所述滤光组件配置为对入射至所述接收光学系统的探测回光进行滤光。结合第一方面的第七种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述滤光组件采用半高宽值为1±0.2nm的滤光片。第二方面，本专利技术实施例提供了一种激光雷达，包括如第一方面任一项所述的激光雷达探测系统。本专利技术带来了以下有益效果：本专利技术实施例提供的激光雷达探测系统及激光雷达，其中，该激光雷达探测系统用于对探测目标进行测距，激光雷达探测系统包括发射光学系统和接收光学系统，发射光学系统配置为发射探测激光，探测目标对入射的探测激光进行散射后形成探测回光；接收光学系统配置为接收探测回光；其中发射光学系统和接收光学系统旁轴设置，且经探测目标反射返回至接收光学系统的探测回光的光斑与接收光学系统的接收探测回光的光敏区域部分重合。因此，本专利技术实施例提供的技术方案，通过使经探测目标反射返回至接收光学系统的探测回光的光斑与接收光学系统的接收探测回光的光敏区域部分重合，有效降低近距强反目标反射到达接收器件的能量，在不影响激光雷达远距离的作用前提下，可以有效的缓解近距强反目标对接收器件易于损坏，寿命较短的问题，提高了接收器件的使用寿命，从而有利于延长激光雷达的使用寿命。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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为现有的挖孔反射镜共光轴系统的光路示意图；图2为现有的小反射镜共轴系统的光路示意图；图3为现有的远距离目标入射至接收光学透镜的光能量的示意图；图4为现有的远距离目标入射至接收器件的光斑的示意图；图5为现有的近距离目标入射至接收光学透镜的光能量的示意图；图6为现有的近距离目标入射至接收器件的光斑的示意图；图7为现有的共轴光学系统接收能量与物距关系图；图8为本实施例提供的旁轴系统的对远距离目标成像原理图；图9为本实施例提供的旁轴系统近距离目标成像原理图；图10为本实施例提供的激光雷达探测系统的一种近距离接收的光斑与光敏区域关系示意图；图11为本实施例提供的激光雷达探测系统的第一结构示意图；图12为本实施例提供的激光雷达探测系统的第二结构示意图；图13为本实施例提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光雷达探测系统，用于对探测目标进行测距，其特征在于，所述激光雷达探测系统包括发射光学系统和接收光学系统，所述发射光学系统配置为发射探测激光，所述探测目标对入射的探测激光进行散射后形成探测回光；所述接收光学系统配置为接收所述探测回光；其中所述发射光学系统和接收光学系统旁轴设置，且经所述探测目标反射返回至所述接收光学系统的探测回光的光斑与所述接收光学系统的接收探测回光的光敏区域部分重合。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达探测系统，用于对探测目标进行测距，其特征在于，所述激光雷达探测系统包括发射光学系统和接收光学系统，所述发射光学系统配置为发射探测激光，所述探测目标对入射的探测激光进行散射后形成探测回光；所述接收光学系统配置为接收所述探测回光；其中所述发射光学系统和接收光学系统旁轴设置，且经所述探测目标反射返回至所述接收光学系统的探测回光的光斑与所述接收光学系统的接收探测回光的光敏区域部分重合。


2.根据权利要求1所述的激光雷达探测系统，其特征在于，通过调节所述接收光学系统的焦距，以及所述发射光学系统光轴与所述接收光学系统光轴之间的间隔距离，使得所述探测目标反射返回至所述接收光学系统的探测回光的光斑与所述接收光学系统的接收探测回光的光敏区域部分重合。


3.根据权利要求1或2所述的激光雷达探测系统，其特征在于，所述发射光学系统包括通过光路依次连接的激光准直系统、第一反射装置以及扫描系统，所述接收光学系统包括通过光路连接的透镜组件以及光电接收器件；
所述激光准直系统配置为发射探测激光；
所述第一反射装置包括反射区域和透射区域；所述透射区域配置为对入射激光进行透射，所述反射区域配置为反射探测回光；
所述扫描系统配置为对经所述透射区域透射的入射激光进行反射形成扫描光线，扫描光线射向所述探测目标；
所述探测目标对扫描光线进行散射并经所述扫描系统反射后形成探测回光；
所述透镜组件配置为对所述探测回光进行汇聚形成所述光斑；
所述光电接收器件配置为接收所述光斑；其中所述光电接收器件的感光面形成所述光敏区域。


4.根据权利要求3所述的激光雷达探测系统，其特征在于，所述第一反射装置包括45°反射镜，所述45°反...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨正，陈海佳，翁国康，罗胜，
申请(专利权)人：武汉海达数云技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42