多点扫描激光雷达及其探测方法技术

本发明专利技术提供一多点扫描激光雷达及其探测方法，其中所述多点扫描激光雷达包括至少一供发射激光的激光发射端、一扫描器件、至少一光路传导机构以及一激光接收端，其中所述扫描器件形成至少一导光面，供传导激光至至少一目标物，其中所述光路传导机构设置在所述激光发射端和所述扫描器件之间，其中所述扫描器件以所述导光面先后地传导激光至所述目标物不同部位的方式被设置在激光路径上，其中激光路径为激光经由所述光路传导机构传导至所述目标物的路径，其中所述激光接收端接收和分析经由所述目标物反射的激光。

【技术实现步骤摘要】
多点扫描激光雷达及其探测方法
本专利技术涉及一种激光雷达，尤其涉及一种多点扫描激光雷达及其探测方法。
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，激光雷达系统通过接收目标发射的激光信号，获取目标的距离、方位等信息。目前激光雷达系统包括机械雷达系统、混合固态激光雷达如MEMS激光雷达以及固态雷达系统如3DFlash固态雷达系统现有的机械雷达系统在工作时需要通过电机驱动整个机械雷达转动才能够实现对目标物的检测，而机械雷达结构复杂，整体质量较重，因此，驱动电机在驱动机械雷达转动时，会出现转速慢、转速不稳定等问题，进而会使得整个机械雷达可靠性差、分辨率降低。固态雷达系统如3DFlash固态雷达系统，采用的是面光束探测的方式对目标物进行探测。采用面光束对目标物进行探测不仅会使得光源功率损耗较大，而且在距离激光发射端越远的位置，分辨率越低。由此，固态激光雷达系统探测的范围有限，其只适于近距离探测。另外一方面，采用面光束对目标物进行探测时，需要激光发射端发射较强的激光，从而会使得激光发射端功率损耗较大。而对于现有的MEMS扫描激光雷达系统来说，基本上都是单点扫描，而采用单点扫描则会使MEMS扫描激光雷达系统的垂直分辨率和水平分辨率受到限制。之所以采用单点扫描，是因为如果将MEMS扫描激光雷达被实施为多点扫描，需要增加激光发射器的数量。而为使得多个激光发射器发射的激光导向目标物，不可避免地将需要使用更大尺寸的MEMS，而如果MEMS尺寸增大，反过来又会导致MEMS的转速慢、转速不稳定等问题，进而会使得整个机械雷达可靠性差、分辨率降低。因此，现有技术中也会采用线扫描激光雷达对目标物进行检测，这种采用多线扫描的方式则要求激光发射端发射出线性激光，以实现对目标物进行检测，这样会使得激光发射端需要以较高的功率进行工作，从而会影响激光发射端的使用寿命。另外一方面，如果采用多点扫描，则需要为每个激光发射端和激光接收端配置一光学镜头，这样也会使得整个激光雷达体积增大。
技术实现思路
本专利技术的一个主要优势在于提供一多点扫描激光雷达及其探测方法，其中在不增加激光发射器数量的同时，所述多点扫描激光雷达通过对至少一目标物以多点激光扫描的方式实现对所述目标物的探测。本专利技术的另一个优势在于提供一多点扫描激光雷达及其探测方法，其中所述多点扫描激光雷达在保证分辨率的同时，能够减少所述多点扫描激光雷达的体积。本专利技术的另一个优势在于提供一多点扫描激光雷达及其探测方法，其中所述多点扫描激光雷达包括至少一激光发射端、至少一光路传导机构以及至少一激光接收端以及至少一扫描器件，其中所述光路传导机构能够同时将发射的激光传导至所述目标物和将被所述目标物反射的激光传导至所述激光接收端，以简化所述多点扫描激光雷达的结构，进而减少所述多点扫描激光雷达的体积。本专利技术的其它优势和特点通过下述的详细说明得以充分体现并可通过所附权利要求中特地指出的手段和装置的组合得以实现。依本专利技术的一个方面，能够实现前述目的和其他目的和优势的本专利技术的一多点扫描激光雷达，其中所述多点扫描激光雷达包括：至少一激光发射端，供发射激光；一扫描器件，其中所述扫描器件形成至少一导光面，供传导激光至至少一目标物；至少一光路传导机构，其中所述光路传导机构设置在所述激光发射端和所述扫描器件之间，其中所述扫描器件以所述导光面先后地传导经由所述光路传导机构传导的激光至所述目标物不通过部位的方式被设置在所述光路传导机构传导至所述目标物的激光路径上；以及一激光接收端，其中所述激光接收端接收和分析经由所述目标物反射的激光。根据本专利技术一实施例，所述光路传导机构包括一分光器件、一激光整形器件以及一导光器件，其中所述分光器件形成所述光路传导机构的一第一端，其中所述导光器件形成所述光路传导机构的一第二端，其中所述分光器件被设置在由所述激光发射端发射的激光的传播路径上，以将从所述第一端射入的激光传导至所述激光整形器件和将从所述第二端射入的激光传导至所述激光接收端，其中所述激光整形器件被设置在所述激光发射端和所述扫描器件之间，以修整被所述分光器件传导激光为点激光，其中所述导光器件被设置在所述整形器件和所述扫描器件之间，以传导从所述第一端射入的激光至所述扫描器件和传导从所述扫描器件导入所述第二端的激光至所述第一端。根据本专利技术一实施例，所述扫描器件被实施为一可转动的棱柱镜，其中所述棱柱镜以所述棱柱镜的上下底面的中心之前的连线为轴线转动，其中所述棱柱镜的上下底面中心之间的连线与从所述第一端辐射至所述第二端的激光之间的夹角为0-180°。根据本专利技术一实施例，所述扫描器件被实施为六棱柱镜。根据本专利技术一实施例，所述六棱柱镜的至少一个侧面与所述六棱柱镜的上下底面之间的夹角为锐角。根据本专利技术一实施例，所述多点扫描激光雷达，其中所述多点扫描激光雷达包括至少两个所述激光发射端、至少两个所述光路传导机构和至少两个所述激光接收端，其中两个所述激光发射端、两个所述光路传导机构和至少两个所述激光接收端相对于所述扫描器件对称地设置。根据本专利技术一实施例，所述扫描器件被实施为一MEMS。根据本专利技术一实施例，所述扫描器件被实施为一对称的二维MEMS。根据本专利技术一实施例，其中所述激光整形器件被实施为透镜。根据本专利技术一实施例，所述导光器件包括光学镜片以及至少一波片。依本专利技术的另一个方面，本专利技术进一步提供一多点扫描激光雷达的探测方法，其中所述多点扫描激光雷达的探测方法包括步骤：S001：传导经由至少所述激光发射端辐射的探测激光至所述扫描器件的至少所述导光面；S002：所述扫描器件的所述导光面以与所述激光发射端发射的激光之间角度可变的方式，传导激光至至少一所述目标物的不同部位；和S003：所述多点扫描激光雷达的所述激光接收端接收和分析经由所述目标物漫反射的激光。根据本专利技术一实施例，在所述步骤S001之前，所述多点扫描激光雷达的探测方法的探测方法还包括步骤：S004：修整所述激光发射端辐射的探测激光为点激光。根据本专利技术一实施例，在所述步骤S001之前，所述多点扫描激光雷达的探测方法还包括步骤S005：通过所述光路传导机构的所述第一端，向所述光路传导机构的所述第二端，传导由所述激光发射端发射的激光至所述扫描器件的所述导光面，其中在所述步骤S003之前，所述多点扫描激光雷达的探测方法还包括步骤S006：所述光路传导机构从所述第二端向所述第一端，传导经由所述目标物漫反射的激光。通过对随后的描述和附图的理解，本专利技术进一步的目的和优势将得以充分体现。本专利技术的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。附图说明图1示出了本专利技术一优选实施例的一多点扫描激光雷达对一目标物进行探测的示意图。图2示出了本专利技术一优选实施例的所述多点扫描激光雷达的整体结构示意图。图3示出了本专利技术一优选实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一多点扫描激光雷达，其特征在于，包括：/n至少一激光发射端，供发射激光；/n一扫描器件，其中所述扫描器件形成至少一导光面，供传导激光至至少一目标物；/n至少一光路传导机构，其中所述光路传导机构设置在所述激光发射端和所述扫描器件之间，其中所述扫描器件以所述导光面先后地传导激光至所述目标物不同部位的方式被设置在激光路径上，其中激光路径为激光经由所述光路传导机构传导至所述目标物的路径；以及/n一激光接收端，其中所述激光接收端接收和分析经由所述目标物反射的激光。/n

【技术特征摘要】
1.一多点扫描激光雷达，其特征在于，包括：
至少一激光发射端，供发射激光；
一扫描器件，其中所述扫描器件形成至少一导光面，供传导激光至至少一目标物；
至少一光路传导机构，其中所述光路传导机构设置在所述激光发射端和所述扫描器件之间，其中所述扫描器件以所述导光面先后地传导激光至所述目标物不同部位的方式被设置在激光路径上，其中激光路径为激光经由所述光路传导机构传导至所述目标物的路径；以及
一激光接收端，其中所述激光接收端接收和分析经由所述目标物反射的激光。


2.根据权利要求1所述的多点扫描激光雷达，其中所述光路传导机构包括一分光器件、一激光整形器件以及一导光器件，其中所述分光器件形成所述光路传导机构的一第一端，其中所述导光器件形成所述光路传导机构的一第二端，其中所述分光器件被设置在由所述激光发射端发射的激光的传播路径上，以将从所述第一端射入的激光传导至所述激光整形器件和将从所述第二端射入的激光传导至所述激光接收端，其中所述激光整形器件被设置在所述激光发射端和所述扫描器件之间，以修整被所述分光器件传导激光为点激光，其中所述导光器件被设置在所述整形器件和所述扫描器件之间，以传导从所述第一端射入的激光至所述扫描器件和传导从所述扫描器件导入所述第二端的激光至所述第一端。


3.根据权利要求1或2所述的多点扫描激光雷达，其中所述扫描器件被实施为一可转动的多棱柱镜，其中所述棱柱镜以所述棱柱镜的上下底面的中心之前的连线为轴线转动，其中所述棱柱镜的上下底面中心之间的连线与从所述第一端辐射至所述第二端的激光之间的夹角为0-180°。


4.根据权利要求3所述的多点扫描激光雷达，其中所述扫描器件被实施为六棱柱镜。


5.根据权利要求4所述的多点扫描激光雷达，其中所述六棱柱镜的至少一个侧面与所述六棱柱镜的上下底面之间的夹角为锐角。


6.根据权利要求5所述的多点扫描激光雷达，其中所述多点扫描激光雷达包括至少两个所述激光发射端、至少两个所述光路传导机构和至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊明，徐超，杨佳，
申请(专利权)人：宁波舜宇车载光学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33