一种激光雷达及智能感应设备制造技术

本申请提供一种激光雷达及智能感应设备，该激光雷达包括结构架、收端镜头组、集成电路板以及反射镜组件，收端镜头组设置在结构架的侧部上；集成电路板设置在结构架的顶部，集成电路板上集成有探测器组件以及信号处理单元芯片；反射镜组件设置在结构架上，用于将透过收端镜头组的激光反射到集成电路板上探测器组件所在的光学设计汇聚点上。该激光雷达用以解决现有技术中回波电信号路径长、雷达测距能力受限的技术问题。力受限的技术问题。力受限的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种激光雷达及智能感应设备


[0001]本申请涉及雷达
，具体而言，涉及一种激光雷达及智能感应设备。

技术介绍

[0002]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。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。同时随着光电技术发展，激光雷达的应用遍布人们的生产与生活中。
[0003]激光雷达的结构设计对于激光雷达测距能力是非常关键的。激光雷达的结构通常包括收发两个部分，收端结构的功能部分一般包括光学镜头组、光电探测器以及信号处理单元。通常在设计时，收端部分的设计尤为重要，在满足光学设计的基本要求外，还需要考虑收发之间的光串扰影响，环境光噪声的影响，收发控制的电辐射串扰，以及控制系统电噪声影响等。
[0004]现有激光雷达的结构为：每个探测器单独设置在一个电路板上或多个探测器设置在同一个电路板上，电路板放置在收端镜头组的后方，而信号处理单元设置在主控电路板上，主控电路板放置在收端镜头组的上方，导致收端回波电信号路径很长。由于雷达内部的电磁环境较为复杂，路径越长，回波电信号越容易受到电辐射的干扰或引入其他噪声，并且回波电信号相对微弱，容易淹没在噪声里，甚至导致无法有效的辨别，信噪比变差以致测距能力受限。另外，探测器所在的电路板为有源结构，由于电路板上引出有电气连接线，所以调试时，电路板不是一个自由的主体，而导致调试不方便，难度增加，且调试后固定也较为困难复杂。

技术实现思路

[0005]本申请实施例的目的在于提供一种激光雷达，用以解决现有技术中回波电信号路径长、雷达测距能力受限的技术问题。
[0006]本申请实施例提供了一种激光雷达，该激光雷达包括结构架、收端镜头组、集成电路板以及反射镜组件，收端镜头组设置在所述结构架的侧部上；集成电路板设置在所述结构架的顶部，所述集成电路板上集成有探测器组件以及信号处理单元芯片；反射镜组件设置在所述结构架上，用于将透过所述收端镜头组的激光反射到所述集成电路板上所述探测器组件所在的光学设计汇聚点上。
[0007]在上述实现过程中，该激光雷达实际工作时，在收端侧，回波激光束首先透过收端镜头组，然后投射在反射镜组件上，经反射镜组件反射之后投射到上方探测器组件所在的光学设计汇聚点上，进而被探测器组件所感知。
[0008]本申请将探测器组件与信号处理单元芯片集成在同一个集成电路板上，缩短了回波电信号的路径，进而降低了电噪声以及提高了信噪比，可有效提高激光雷达的测距能力。
在激光雷达结构设计中，收端镜头组上方的空间相比于后方的空间较大，因此将集成电路板设置在结构架的顶部即收端镜头组上方并配合反射镜组件改变回波激光束的路径，可获得更大的安装空间，方便了探测器组件与信号处理单元芯片的安装以及供电线路的排布。
[0009]综上所述，上述激光雷达通过将探测器组件与信号处理单元集成在位于结构架顶部的集成电路板上，并配合反射镜组件改变回波激光束的路径，大大缩短了回波信号的路径，同时将集成电路板设置在收端镜头组的上方获取了较大的安装空间，方便了集成电路板的安装，提高了该激光雷达的可生产性。
[0010]为了实现不同功能要求，一般需要对激光雷达进行改变视场或提高角分辨率等调试操作。其中，提高分辨率需要增加收端结构内探测器的数量并提高探测器排布的密集度。现有激光雷达结构中，收端镜头组后方的空间有限，如果增加探测器的数量，一般需要将激光雷达结构架后方的板架增高以扩大放置元器件的空间，对应地激光雷达的高度增大，或者横向增加后方板架的数量以扩大放置元器件的空间，对应地激光雷达的直径增大，且板架之间还需要留出可调节的间隙。因此，现有的激光雷达结构提高分辨率的装调方案较为复杂。另外，改变视场角一般对应着收端镜头组的尺寸改变或探测器排布的改变，这两种改变方式都需要考虑到收端镜头组后方的电路板的位置、尺寸等因素的变化，对应地，装调方案也会变化。
[0011]由上述内容可知，现有技术中，基于现有的激光雷达的结构，一般采用调整探测器组件所在的电路板的位置和角度进行调试，但电路板属于有源结构，即电路板上引出有多个电线且与其他结构之间存在连接关系，因此，通过调节电路板的角度或位置进行调试操作难度以及复杂度较大，并且调试后的固定难度也较高。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述反射镜组件包括反射镜与角度调节装置，所述角度调节装置设置在所述结构架上，所述角度调节装置用于调节所述反射镜的角度。
[0013]在上述实现过程中，由于透过收端镜头组的回波激光束是经反射镜头组件反射后再投射到电路板上，因此回波激光束投射到电路板上的位置与角度是由反射镜组件中的反射镜的安装角度决定的。因此本申请中的激光雷达设置角度调节装置，用于调节反射镜的角度。
[0014]在进行提高角分辨率或改变视场的调试过程中，由于本申请中的激光雷达的探测器直接集成在收端镜头组上方的集成电路板上，上方的集成电路板的空间较大，无需变更尺寸，可以直接在集成电路板上增加集成的探测器的数量或改变探测器的排布方式即可，后续再配合角度调节装置，改变回波激光束的反射角度，即可完成调试，调试方案简单可靠，且没有涉及到激光雷达结构架的尺寸或结构的改变，提高了激光雷达的生产性。
[0015]相比于现有的调试方式，本申请中的激光雷达仅需改变集成电路板上探测器的数量和排布方式，并配合调节反射镜，即可完成提高角分辨率或改变视场的调试操作，由于角度调节装置是无源器件，不涉及到电气连接，调试操作简单方便，后续固定简单可靠。因此，对于不同分辨率和角视场的激光雷达，调节方案相同，降低了装调难度。
[0016]在一种可能的实现方式中，所述结构架包括安装板，所述安装板上开设有调节孔；所述角度调节装置包括支架以及固定在所述支架上的调节端，所述调节端穿过所述调节孔且可沿所述调节孔的轴线移动以及绕所述调节孔的轴线旋转；所述反射镜安装在所述支架上且可沿所述支架上下翻转。
[0017]在上述实现过程中，调节端在调节孔中的移动和旋转可带动反射镜实现两个维度的位置调节，反射镜相对支架的上下翻转实现了第三个维度的位置调节，因此通过上述角度调节装置可实现反射镜相对收端镜头组三个维度的调节，进而可保证通过角度调节装置可使回波激光束投射到集成电路板上任意一点，满足各种调试需求。
[0018]在一种可能的实现方式中，所述支架上转动安装有转动轴，所述转动轴的轴心平行于所述集成电路板且垂直于所述收端镜头组的主轴，所述反射镜固定安装在所述转动轴上。
[0019]在上述实现过程中，转动轴的轴心平行于集成电路板且垂直于收端镜头组的主轴，因此转动轴沿支架转动可带动反射镜相对集成电路板上下翻转。
[0020]在一种可能的实现方式中，所述集成电路板上设置有屏蔽罩，所述屏蔽罩覆盖所述探测器组件以及所述信号处理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达，其特征在于，包括：结构架；收端镜头组，设置在所述结构架的侧部上；集成电路板，设置在所述结构架的顶部，所述集成电路板上集成有探测器组件以及信号处理单元芯片；反射镜组件，设置在所述结构架上，用于将透过所述收端镜头组的激光反射到所述集成电路板上所述探测器组件所在的光学设计汇聚点上。2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述反射镜组件包括反射镜与角度调节装置，所述角度调节装置设置在所述结构架上，所述角度调节装置用于调节所述反射镜的角度。3.根据权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，所述结构架包括安装板，所述安装板上开设有调节孔；所述角度调节装置包括支架以及固定在所述支架上的调节端，所述调节端穿过所述调节孔且可沿所述调节孔的轴线移动以及绕所述调节孔的轴线旋转；所述反射镜安装在所述支架上且可沿所述支架上下翻转。4.根据权利要求3所述的激光雷达，其特征在于，所述支架上转动安装有转动轴，所述转动轴的轴心平行于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勐，陈浩，蒋立超，严伟振，
申请(专利权)人：北京未感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：