多线激光雷达制造技术

本发明专利技术涉及一种多线激光雷达。一种多线激光雷达，包括：激光发射装置；激光接收装置，用于接收反射激光；所述反射激光为出射激光被检测物反射后的激光；主转镜，所述主转镜绕其旋转轴旋转，所述主转镜用于反射所述激光发射装置发射的出射激光，还用于反射所述反射激光至所述激光接收装置；次转镜，所述次转镜绕其旋转轴旋转，用于反射所述主转镜反射的出射激光至扫描区域，还用于将所述反射激光反射至所述主转镜；以及旋转驱动系统，用于驱动所述主转镜和所述次转镜旋转。上述多线激光雷达，仅主转镜和次转镜旋转，激光发射装置和激光接收装置均固定不动；简化了多线激光雷达内部的控制和结构系统设计，提高了多线激光雷达的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
多线激光雷达
本专利技术涉及激光探测
，特别是涉及一种多线激光雷达。
技术介绍
激光雷达是以发射激光束探测检测物的位置、速度等特征量的系统，广泛应用于激光探测领域。目前激光雷达采用在竖直方向排列多个发射-接收对进行探测，线数即为竖直方向发射-接收对的数目，线数确定了激光雷达的垂直分辨率。多个发射-接收对能够探测多个方向，同时整个激光雷达在工作过程中是旋转的，从而实现对激光雷达周围环境的探测。然而，竖直方向排列的发射板和接收板需占用一定空间，限制了激光雷达线数的增加和垂直分辨率的提高；多个发射-接收对，需使用多个元器件增加成本，同时增加功耗和内部热量的产生；激光雷达的工作状态是旋转的，需要对旋转模块上的发射-接收对进行供电和通信，系统设计复杂。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统的激光雷达成本较高、光学和结构系统设计复杂的问题，提供一种多线激光雷达。一种多线激光雷达，包括：激光发射装置，用于发射出射激光；激光接收装置，与所述激光发射装置同侧设置，用于接收反射激光；所述反射激光为所述出射激光被检测物反射后的激光；主转镜，所述主转镜绕其旋转轴旋转，所述主转镜用于反射所述激光发射装置发射的出射激光，还用于反射所述反射激光至所述激光接收装置；次转镜，所述次转镜绕其旋转轴旋转，所述次转镜用于反射所述主转镜反射的出射激光至扫描区域，还用于将所述反射激光反射至所述主转镜；以及旋转驱动系统，用于驱动所述主转镜和所述次转镜旋转。在其中一个实施例中，所述主转镜的旋转轴与水平面呈45度；所述主转镜的法线与所述主转镜的旋转轴的夹角为第一角度，所述第一角度不为零。在其中一个实施例中，所述次转镜的旋转轴位于竖直方向；所述次转镜的法线与所述次转镜的旋转轴的夹角为第二角度；所述第二角度和所述第一角度共同作用确定所述出射激光在纵向方向上的扫描角度范围。在其中一个实施例中，所述主转镜的转速大于所述次转镜的转速。在其中一个实施例中，所述主转镜的转速是所述次转镜的转速的N倍；所述N为非整数且所述N的范围为10～100。在其中一个实施例中，还包括准直透镜组；所述准直透镜组用于准直所述激光发射装置发射的出射激光。在其中一个实施例中，还包括聚焦透镜组；所述聚焦透镜组用于聚焦反射激光至所述激光接收装置。在其中一个实施例中，所述激光发射装置和所述激光接收装置的数量均为1。在其中一个实施例中，所述旋转驱动系统包括旋转驱动装置、第一连接组件、第二连接组件以及编码器；所述旋转驱动装置通过所述第一连接组件驱动所述主转镜旋转；所述旋转驱动装置通过所述第二连接组件驱动所述次转镜旋转；所述编码器用于测量所述主转镜和所述次转镜的转速和位置。在其中一个实施例中，还包括壳体和控制板；所述控制板、所述激光发射装置、所述激光接收装置和所述旋转驱动系统均设置在所述壳体内；所述控制板与所述激光发射装置、所述激光接收装置、所述旋转驱动系统电性连接。上述多线激光雷达，包括激光发射装置、激光接收装置、主转镜、次转镜和旋转驱动系统；激光发射装置发射的出射激光依次经主转镜和次转镜反射后向扫描区域出射，反射激光依次经次转镜和主转镜反射后射向激光接收装置。该多线激光雷达中，仅主转镜和次转镜旋转，均为无源光学器件，无需向主转镜和次转镜供电和通信；激光发射装置和激光接收装置均为固定不动；简化了多线激光雷达内部的控制和结构系统设计，提高了多线激光雷达的可靠性。主转镜倾斜并旋转，出射激光经主转镜反射后不会竖直向上射向次转镜，而是使反射后的出射激光与竖直方向呈固定夹角旋转；出射激光经次转镜反射后射向扫描区域，次转镜的旋转使出射激光能够射向多线激光雷达周围360°的范围；仅采用一个激光发射装置和一个激光接收装置，即可实现多线激光雷达的扫描效果和功能需求，占用元器件数量少，成本低，空间占用少，功耗低，系统设计简单。附图说明图1为一实施例中的多线激光雷达的内部结构示意图。图2为主转镜和次转镜均旋转时，光轴形成李萨如图样的扫描轨迹示意图。图3为主转镜旋转运动、次转镜不动时光轴的扫描轨迹示意图。图4为角分辨率为0.25度时，光轴的扫描轨迹示意图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”以及“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，需要说明的是，当元件被称为“形成在另一元件上”时，它可以直接连接到另一元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以直接连接到另一元件或者同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。图1为一实施例中的多线激光雷达的内部结构示意图。参见图1，该激光雷达包括激光发射装置110、激光接收装置120、主转镜132、次转镜134以及旋转驱动系统180。激光发射装置110用于发射出射激光。激光发射装置110发射的出射激光频率可以根据需要进行设定。出射激光可以为可见光光束，也可以为非可见光束等。本案中并不做具体限定。在本实施例中，激光发射装置110仅包括一个。在其他实施例中，激光发射装置110和激光接收装置120也可以是多个，以增强出射激光的扫描密度。激光接收装置120用于接收反射激光，并将接收到的反射激光转换为处理器或者处理芯片所能够识别的电信号。反射激光为出射激光被检测物反射后的激光。在本实施例中，激光接收装置120与上述激光发射装置110同侧设置。通常激光发射装置110发射的出射激光会带有一定的发散角，因此，出射激光在传播的过程中截面直径会越来越大，照射到被检测物上的光斑也比激光发射装置110的口径大。由检测物反射回来的反射激光必然会有一部分光照射到与激光发射装置110同侧设置的激光接收装置120上，使反射激光被激光接收装置120接收。该激光雷达仅包括一个激光发射装置110和一个激光接收装置120，就实现了与多路发射-接收对相同的扫描效果，满足扫描高分辨率，占用少量元器件，系统设计简单、成本低、功耗低、空间占用少。主转镜132用于将激光发射装置110发射的出射激光反射至次转镜134。主转镜132还用于将反射激光反射至激光接收装置120。次转镜134用于将主转镜132反射的出射激光反射至扫描区域。次转镜134还用于将反射激光反射至主转镜132。也就是说，激光发射装置132发射出射激光，出射激光依次经过主转镜132和次转镜134的反射后投射至扫描区域。出射激光在扫描区域内遇本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多线激光雷达，其特征在于，包括：/n激光发射装置，用于发射出射激光；/n激光接收装置，与所述激光发射装置同侧设置，用于接收反射激光；所述反射激光为所述出射激光被检测物反射后的激光；/n主转镜，所述主转镜绕其旋转轴旋转，所述主转镜用于反射所述激光发射装置发射的出射激光，还用于反射所述反射激光至所述激光接收装置；/n次转镜，所述次转镜绕其旋转轴旋转，所述次转镜用于反射所述主转镜反射的出射激光至扫描区域，还用于将所述反射激光反射至所述主转镜；以及/n旋转驱动系统，用于驱动所述主转镜和所述次转镜旋转。/n

【技术特征摘要】
1.一种多线激光雷达，其特征在于，包括：
激光发射装置，用于发射出射激光；
激光接收装置，与所述激光发射装置同侧设置，用于接收反射激光；所述反射激光为所述出射激光被检测物反射后的激光；
主转镜，所述主转镜绕其旋转轴旋转，所述主转镜用于反射所述激光发射装置发射的出射激光，还用于反射所述反射激光至所述激光接收装置；
次转镜，所述次转镜绕其旋转轴旋转，所述次转镜用于反射所述主转镜反射的出射激光至扫描区域，还用于将所述反射激光反射至所述主转镜；以及
旋转驱动系统，用于驱动所述主转镜和所述次转镜旋转。


2.根据权利要求1所述的多线激光雷达，其特征在于，所述主转镜的旋转轴与水平面呈45度；所述主转镜的法线与所述主转镜的旋转轴的夹角为第一角度，所述第一角度不为零。


3.根据权利要求2所述的多线激光雷达，其特征在于，所述次转镜的旋转轴位于竖直方向；所述次转镜的法线与所述次转镜的旋转轴的夹角为第二角度；所述第二角度和所述第一角度共同作用确定所述出射激光在纵向方向上的扫描角度范围。


4.根据权利要求1所述的多线激光雷达，其特征在于，所述主转镜的转速大于所述次转镜的转速。


5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹向辉，马丁昽，
申请(专利权)人：深圳市速腾聚创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44