用于LIDAR的角锥形反射镜激光扫描制造技术

本申请公开了用于LIDAR的角锥形反射镜激光扫描。装置包括检测器和被配置为发射光的光源。装置进一步包括具有一组棱镜并被配置为旋转的盘，盘被布置成接收并引导所发射的光，并被布置成接收并引导背向散射的光。装置进一步包括具有多个反射端面并被配置为旋转的反射装置，反射装置被布置成反射所发射的光，并被布置成反射背向散射的光。聚焦装置被布置成将来自盘的背向散射的光朝向检测器聚焦。

Angle cone mirror laser scanning for lidar

【技术实现步骤摘要】
用于LIDAR的角锥形反射镜激光扫描
技术实现思路
在示例1中，装置包括检测器；被配置为发射光的光源；具有一组棱镜的盘，被配置为旋转并被布置成接收并引导所发射的光，并被布置成接收并引导背向散射的光；具有多个反射端面的反射装置，被配置为旋转，被布置成反射所发射的光，并被布置成反射背向散射的光；以及聚焦装置，被布置成将来自盘的背向散射的光朝向检测器聚焦。在示例2中，示例1的装置，其中聚焦装置是曲面反射镜或透镜。在示例3中，示例1的装置，其中聚焦装置是曲面反射镜，该装置进一步包括被布置成聚焦背向散射的光的透镜，背向散射的光由曲面反射镜朝向检测器反射。在示例4中，示例1-3中的任何装置，进一步包括被布置成从盘朝向透镜反射背向散射的光的平面镜，其中透镜被布置成将背向散射的光朝向检测器聚焦。在示例5中，示例1-4中的任何装置，其中聚焦装置包括所发射的光穿过的孔径。在示例6中，示例1-5中的任何装置，其中检测器是单个检测器。在示例7中，示例1-6中的任何装置，进一步包括被布置成从光源朝向多个盘反射光的反射器。在示例8中，示例7的装置，其中反射器是可旋转反射镜。在示例9中，示例1-8中的任何装置，进一步包括被配置为将所发射的光从光分离为多个分开的光束的分束器，其中多个光束中的每一个都被引导到反射装置的位于反射装置的给定位置处的不同反射端面。在示例10中，示例9的装置，其中装置包括数量与由分束器创建的分开的光束的数量相等的多个检测器。在示例11中，示例1-5和7-10中的任何装置，其中检测器的数量等于光源的数量。在示例12中，示例1-11中的任何装置，其中反射装置的反射端面的数量是6-12。在示例13中，示例1-12中的任何装置，其中盘包括多组棱镜，每组棱镜具有与其他组棱镜不同的棱镜角。在示例14中，示例1-13中的任何装置，进一步包括外壳，外壳包括基部构件和透明盖体，其至少部分地包围内部空腔，其中检测器、光源、盘以及聚焦装置被放置在内部空腔中。在示例15中，公开了用于生成扫描光图案的方法。方法包括使具有棱镜的盘旋转；使具有多个反射端面的反射装置旋转；引导来自光源的光穿过旋转盘以创建第一光图案；以及经由旋转反射装置，反射第一光以生成扫描光图案。在示例16中，示例15的方法，进一步包括在检测器处接收所生成的扫描光图案的背向散射的光，其由旋转反射装置反射并且传输穿过盘。在示例17中，示例15和16中的任何方法，进一步包括使用聚焦装置聚焦由旋转反射装置反射的并且传输穿过盘朝向检测器的背向散射的光。在示例18中，装置包括检测器；被配置为发射光的光源；具有第一组棱镜的第一盘，被配置为旋转并被布置成接收并引导所发射的光，并且被布置成接收并引导背向散射的光；具有多组棱镜的第二盘，被配置为旋转并被布置成接收并引导所发射的光，并且被布置成接收并引导背向散射的光；固定反射装置，被布置成反射所发射的光，并且被布置成反射背向散射的光；以及聚焦装置，被布置成将背向散射的光朝向检测器聚焦。在示例19中，示例18的装置，其中固定反射镜是圆锥形反射镜。在示例20中，示例18和19的任何装置，其中在第二盘上的多组棱镜分别具有与其他组棱镜相同的面积。在示例21中，示例1-20中的任何装置或方法，其中棱镜是菲涅尔(Fresnel)棱镜。附图说明图1示出了根据本公开的某些实施例的测量设备的示意性的剖视图。图2示出了根据本公开的某些实施例的能够在测量设备中使用的盘的透视图。图3示出了根据本公开的某些实施例的能够在测量设备中使用的盘的部分的特写剖视图。图4示出了根据本公开的某些实施例的反射装置和电动机的透视图。图5示出了根据本公开的某些实施例的由图1的测量设备生成的扫描路径的示例性示意图。图6A和6B示出了根据本公开的某些实施例的图1的测量设备的示意性透视图和由测量设备生成的示例性扫描路径。图7示出了根据本公开的某些实施例的另一测量设备的示意性剖视图。图8示出了根据本公开的某些实施例的能够在测量设备中使用的曲面反射镜的透视图。图9示出了根据本公开的某些实施例的另一测量设备的示意性剖视图。图10示出了根据本公开的某些实施例的图9的测量设备的部分的示意性俯视图。图11示出了根据本公开的某些实施例的另一测量设备的示意性剖视图。图12示出了根据本公开的某些实施例的由图11的测量设备生成的扫描路径的示例性示意图。图13示出了根据本公开的某些实施例的另一测量设备的示意性剖视图。图14示出了根据本公开的某些实施例的由图13的测量设备生成的扫描路径的示例性示意图。图15示出了根据本公开的某些实施例的另一测量设备的示意性剖视图。图16示出了根据本公开的某些实施例的图15的测量设备的部分的示意性俯视图。图17示出了根据本公开的某些实施例的可以在多种测量设备中使用的盘的俯视图。图18示出了根据本公开的某些实施例的另一测量设备的示意性剖视图。图19示出根据本公开的某些实施例的在图18的测量设备中使用的盘之一的俯视图。图20示出了根据本公开的某些实施例的另一测量设备的示意性剖视图。图21示出了根据本公开的某些实施例的在图20的测量设备中使用的盘的俯视图。图22A和22B示出了根据本公开的某些实施例的展示了测量设备内的光学元件的替代布置的另一测量设备的示意性剖视图。图23示出了根据本公开的某些实施例的另一测量设备的示意性剖视图。图24示出了根据本公开的某些实施例的具有多种光学组件的替代布置的测量设备，包括可以被结合到本文所述的其他测量设备的多个光源。虽然本公开可以接受多种不同修改和替代形式，但通过示例在附图中已经示出具体实施例并且在下文对其进行详细描述。然而，意图不在于将本公开限制为所描述的特定实施例，相反地旨在涵盖落入所附权利要求的范围内的所有修改、等效方案和替代方案。具体实施方式本公开的某些实施例涉及测量设备和技术，具体地涉及用于光检测和测距的测量设备和技术，其通常被称为LIDAR、LADAR(激光雷达)，等等。诸如那些在基于飞行时间的系统使用的当前LIDAR设备通常使用一系列旋转反射镜来操纵多条窄光束。这些设备利用低数值孔径，使得仅少量的所反射的光被设备内的检测器接收。结果是，这些设备需要非常敏感的检测器。因此，本公开的某些实施例涉及用于诸如LIDAR系统的测量系统的设备和技术，其中具有较宽范围的灵敏度的传感器可以被使用同时仍然实现准确的测量。此外，如将在下文更详细描述的，所公开的测量设备包括光学元件和布置，其可以用于使用仅仅一个光源在大二维视场的情况下生成光的扫描图案(例如，沿着其光被扫描的路径)并且用于使用仅仅一个检测器来检测背向散射的光。图1示出了包括具有基部构件104和盖体106的外壳102的测量设备100(例如，LIDAR/LADAR设备)的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：/n检测器；/n光源，被配置为发射光；/n具有一组棱镜的盘，所述盘被配置为旋转，被布置成接收并引导所发射的光，并被布置成接收并引导背向散射的光；/n具有多个反射端面的反射装置，所述反射装置被配置为旋转，被布置成反射所述所发射的光，并被布置成反射所述背向散射的光；以及/n聚焦装置，所述聚焦装置被布置成将来自所述盘的所述背向散射的光朝向所述检测器聚焦。/n

【技术特征摘要】
20190115 US 16/248,5551.一种装置，包括：
检测器；
光源，被配置为发射光；
具有一组棱镜的盘，所述盘被配置为旋转，被布置成接收并引导所发射的光，并被布置成接收并引导背向散射的光；
具有多个反射端面的反射装置，所述反射装置被配置为旋转，被布置成反射所述所发射的光，并被布置成反射所述背向散射的光；以及
聚焦装置，所述聚焦装置被布置成将来自所述盘的所述背向散射的光朝向所述检测器聚焦。


2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述聚焦装置是曲面反射镜，所述装置进一步包括：
透镜，所述透镜被布置成将由所述曲面反射镜反射的所述背向散射的光朝向所述检测器聚焦。


3.如权利要求1所述的装置，进一步包括：
平面镜，所述平面镜被布置成将来自所述盘的所述背向散射的光朝向透镜反射，所述透镜被布置成将所述背向散射的光朝向所述检测器聚焦。


4.如权利要求1所述的装置，进一步包括：
反射器，所述反射器被布置成将来自所述光源的光朝向所述多个盘反射。


5.如权利要求1所述的装置，进一步包括：
分束器，所述分束器被配置为将所述所发射的光从所述光分离为多个分开的光束，其中，所述多个光束中的每一个都被引导到所述反射装置的位于所述反射装置的给定位置处的不同反射端面。


6.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·莫尔，Z·詹德瑞克，K·戈麦斯，R·安贝卡拉玛钱德拉劳，
申请(专利权)人：希捷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US