激光雷达光学系统及激光雷达技术方案

本发明专利技术公开了一种激光雷达光学系统及激光雷达，涉及测量仪器技术领域。所述激光雷达光学系统包括发射系统和接收系统，其中，所述发射系统沿光线传输方向依次包括激光光源、矫正镜组以及准直镜组，所述激光光源用于发射多个光束，所述矫正镜组包括至少一个矫正透镜，所述矫正透镜用于矫正所述激光光源发出的多个光束，以使每一所述光束的中心轴对准所述准直镜组的入瞳中心。本发明专利技术旨在提供一种简单且效果好的激光雷达光学系统来提高激光雷达垂直空间分辨率。

【技术实现步骤摘要】
激光雷达光学系统及激光雷达
本专利技术涉及测量仪器
，尤其涉及一种激光雷达光学系统及激光雷达。
技术介绍
目前，机械式激光雷达是满足自动驾驶稳定性最有效的实现方式之一，通过采用多个激光器和光电探测器来实现多路信号探测，多个激光器按照预定指向角度垂直排布在发射镜头焦平面的不同高度位置，实现预设垂直视场角。为提高激光雷达的垂直空间分辨率，目前被采用较多的方式主要为：(1)减小单块发射板上激光器排布间隔，然而，由于多个激光器集成于一块发射板时，激光器相互之间需要存在预设的指向夹角，因而在制作过程中容易产生干涉，从而增加了加工难度，限制了激光器排布间隔的下限，进而限制了激光雷达垂直空间分辨率；(2)将多块发射板并列且在高度上错位放置，通过激光器高度错位来减小激光器间隔，这样一来，就会导致在既定空间内实现安装调试的难度较大，系统空间也难以压缩。就目前技术而言，难以有简化的方式来提高激光雷达垂直空间分辨率。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提出一种激光雷达光学系统及激光雷达，旨在提供一种简单且效果好的激光雷达光学系统来提高激光雷达垂直空间分辨率。为实现上述目的，本专利技术提供一种激光雷达光学系统，所述激光雷达光学系统包括发射系统和接收系统，其中，所述发射系统沿光线传输方向依次包括激光光源、矫正镜组以及准直镜组，所述激光光源用于发射多个光束，所述矫正镜组包括至少一个矫正透镜，所述矫正透镜用于矫正所述激光光源发出的多个光束，以使每一所述光束的中心轴对准所述准直镜组的入瞳中心。可选地，所述矫正镜组包括一个所述矫正透镜；和/或，所述矫正透镜具有正光焦度，且所述矫正透镜具有朝向所述激光光源设置的第一表面和远离所述激光光源设置的第二表面，其中，所述第一表面为平面，所述第二表面为凸面。可选地，所述矫正透镜为切边透镜。可选地，所述激光光源包括至少一个激光发射板，每一所述激光发射板包括多个激光器，多个所述激光器沿所述激光发射板的高度方向间隔布置，各所述激光器发出的光束的中心轴相互平行，且所述中心轴与所述矫正镜组的光轴平行。可选地，所述激光发射板还包括至少一个整形微透镜，所述整形微透镜设于所述多个激光器的出光侧，用于对所述激光器进行快轴发散角压缩。可选地，所述矫正透镜与所述整形微透镜之间的间距为D，0.5mm≤D≤5mm；和/或，所述整形微透镜为裸光纤，所述裸光纤的中心轴垂直于所述激光器发出的光束设置。可选地，所述裸光纤的表面镀有增透膜，所述增透膜与所述激光器发出的光束的波段对应。可选地，所述接收系统沿光线传输方向依次包括接收透镜组和至少一个激光接收板；所述激光雷达光学系统还包括发射反射镜组和接收反射镜组，所述发射反射镜组设于所述矫正镜组和所述准直镜组之间，所述接收反射镜组设于所述接收透镜组和所述激光接收板之间。可选地，所述发射反射镜组包括至少一个发射反射镜；和/或，所述接收反射镜组包括至少一个接收反射镜。此外，本专利技术还提出一种激光雷达，所述激光雷达包括如上所述的激光雷达光学系统。本专利技术提出的激光雷达光学系统包括发射系统和接收系统，其中，发射系统沿光线传输方向依次包括激光光源、矫正镜组以及准直镜组，通过利用矫正镜组对激光光源发出的多个光束进行矫正，使得每一光束以中心轴对准准直镜组的入瞳中心的方式进入准直镜组，使得激光光源发出的光束无需预设指向夹角，从而避免了各光束之间相互干涉，使激光器间隔可以缩得更小，有利于提高激光雷达的垂直空间分辨率，此外，该光学系统结构简单，制作难度小，有利于量化生产。附图说明图1是本专利技术提出的激光雷达光学系统的第一实施例的示意图；图2为图1中发射系统的示意图；图3为图1中矫正透镜的前视图；图4为图3所示矫正透镜的俯视图；图5为本专利技术提出的激光雷达光学系统中激光发射板的一实施例的结构图；图6为本专利技术提出的激光雷达光学系统中激光发射板的另一实施例的结构图；图7为本专利技术提出的激光雷达光学系统的第二实施例的示意图；图8为本专利技术提出的激光雷达光学系统的第三实施例的示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。附图标号说明：具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本专利技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。激光雷达垂直空间分辨率由发射端激光器垂直间隔决定，为提高激光雷达的垂直空间分辨率，目前被采用较多的方式主要为：(1)减小单块发射板上激光器排布间隔，然而，由于多个激光器集成于一块发射板时，激光器相互之间需要存在预设的指向夹角，因而在制作过程中容易产生干涉，从而增加了加工难度，限制了激光器排布间隔的下限，进而限制了激光雷达垂直空间分辨率；(2)将多块发射板并列且在高度上错位放置，通过激光器高度错位来减小激光器间隔，这样一来，就会导致在既定空间内实现安装调试的难度较大，系统空间也难以压缩。就目前技术而言，难以有简化的方式来提高激光雷达垂直空间分辨率。鉴于此，本专利技术提出一种激光雷达光学系统100，该光学系统包括发射系统10和接收系统20，其中，所述发射系统10沿光线传输方向依次包括激光光源1、矫正镜组以及准直镜组3。图1至图4为本专利技术提出的激光雷达光学系统100的一实施例。参照图1和图2，激光雷达光学系统100包括发射系统10和接收系统20。发射系统10包括沿光线传输方向依次设置的激光光源1、矫正镜组以及准直镜组3。激光光源1用于发射多个光束。矫正镜组包括至少一个矫正透镜2，矫正透镜2用于矫正激光光源1发出的多个光束，以使得每一光束均以该光束中心轴对准准直镜组3的入瞳中心的方式进入准直镜组3。本实施例矫正透镜2一方面对光束进行了预矫正，使得激光光源1发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光雷达光学系统，其特征在于，所述激光雷达光学系统包括发射系统和接收系统，其中，所述发射系统沿光线传输方向依次包括激光光源、矫正镜组以及准直镜组，所述激光光源用于发射多个光束，所述矫正镜组包括至少一个矫正透镜，所述矫正透镜用于矫正所述激光光源发出的多个光束，以使每一所述光束的中心轴对准所述准直镜组的入瞳中心。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达光学系统，其特征在于，所述激光雷达光学系统包括发射系统和接收系统，其中，所述发射系统沿光线传输方向依次包括激光光源、矫正镜组以及准直镜组，所述激光光源用于发射多个光束，所述矫正镜组包括至少一个矫正透镜，所述矫正透镜用于矫正所述激光光源发出的多个光束，以使每一所述光束的中心轴对准所述准直镜组的入瞳中心。


2.如权利要求1所述的激光雷达光学系统，其特征在于，所述矫正镜组包括一个所述矫正透镜；和/或，
所述矫正透镜具有正光焦度，且所述矫正透镜具有朝向所述激光光源设置的第一表面和远离所述激光光源设置的第二表面，其中，所述第一表面为平面，所述第二表面为凸面。


3.如权利要求1所述的激光雷达光学系统，其特征在于，所述矫正透镜为切边透镜。


4.如权利要求1所述的激光雷达光学系统，其特征在于，所述激光光源包括至少一个激光发射板，每一所述激光发射板包括多个激光器，多个所述激光器沿所述激光发射板的高度方向间隔布置，各所述激光器发出的光束的中心轴相互平行，且所述中心轴与所述矫正镜组的光轴平行。


5.如权利要求4所述的激光雷达光学系统，其特征在于，所述激光发射板还包括至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：程刚，刘娟娟，
申请(专利权)人：武汉天眸光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42