固态激光雷达及固态激光雷达控制方法技术

本发明专利技术的实施例中公开了一种固态激光雷达及固态激光雷达的控制方法，所述固态激光雷达包括：柱透镜，设置于聚焦单元与接收器之间，用于会聚反射激光；所述反射激光是固态激光雷达发射的出射激光由被测物体反射后的激光。本发明专利技术实施例可以使固态激光雷达具有较大的视场角。

【技术实现步骤摘要】
固态激光雷达及固态激光雷达控制方法本申请是申请日是2017年09月19日申请号201710844939X专利名称固态激光雷达及固态激光雷达控制方法的分案申请。
本专利技术涉及检测领域，特别涉及一种固态激光雷达及固态激光雷达控制方法。
技术介绍
激光雷达是以发射激光光束来探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是先向目标发射探测激光光束，然后将接收到的从目标反射回来的信号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，例如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。现有的激光雷达分为混合固态激光雷达以及固态激光雷达，混合固态激光雷达的体积大，垂直分辨率较低，无法满足越来越高的需求。固态激光雷达的垂直分辨率较高，且体积较小，因此应用领域越来越广泛。固态激光雷达包括发射端以及接收端，且接收端通常采用阵列式APD，即阵列式接收器。由于工艺、技术等瓶颈，现有的固态激光雷达的接收端的APD以线阵APD为主。在固态激光雷达的接收端，线阵APD配合传统的接收镜头使用，在其中一个方向上能获得较大的视场角，但在与上述方向垂直的另一个方向上视场角则较小。视场角过小，会影响固态激光雷达探测的精确度和距离，现有的固态激光雷达还无法同时在两个垂直方向上同时获取较大的视场角。
技术实现思路
本专利技术实施例中提供了一种固态激光雷达及固态激光雷达控制方法，能使固态激光雷达具有较大的视场角。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例公开了如下技术方案：一方面，提供了一种固态激光雷达，所述固态激光雷达包括：柱透镜，设置于聚焦单元与接收器之间，用于会聚反射激光；所述反射激光是固态激光雷达发射的出射激光由被测物体反射后的激光。优选的，所述柱透镜为平-凸型柱透镜。优选的，所述柱透镜凸面朝向所述聚焦单元。优选的，所述固态激光雷达的接收器为线阵APD，所述线阵APD水平放置。优选的，若所述线阵APD的工作方式为同时并行，则所述柱透镜的会聚方向垂直于水平面。优选的，若所述线阵APD的工作方式为按时序触发，则所述柱透镜的会聚方向平行于水平面。优选的，所述线阵APD设置于所述柱透镜的焦平面上。第二方面，提供了一种固态激光雷达的控制方法，所述方法包括：柱透镜会聚反射激光；所述柱透镜设置于聚焦单元与接收器之间，所述反射激光是固态激光雷达发射的出射激光由被测物体反射后的激光。优选的，若线阵APD的工作方式为同时并行，则所述柱透镜的会聚方向垂直于水平面。优选的，若所述线阵APD的工作方式为按时序触发，则所述柱透镜的会聚方向平行于水平面。本专利技术的实施例中公开了一种固态激光雷达，在聚焦单元与接收器之间设置了柱透镜，柱透镜可以会聚反射激光，相当于缩小了固态激光雷达接收端光学系统的焦距，因此可以扩大固态激光雷达的视场角，使固态激光雷达具有较大的视场角。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1所示为本专利技术实施例固态激光雷达的示意图；图2所示为本专利技术实施例的柱透镜的示意图；图3所示为现有技术中固态激光雷达视场角的示意图；图4所示为本专利技术固态激光雷达视场角的示意图；图5所示为本专利技术实施例的固态激光雷达的光斑示意图；图6所示为现有技术中的固态激光雷达的光斑示意图；图7所示为本专利技术实施例的固态激光雷达的光斑示意图；图8所示为本专利技术实施例的固态激光雷达的光斑示意图。具体实施方式本专利技术如下实施例提供了一种固态激光雷达及固态激光雷达的控制方法，使固态激光雷达具有较大的视场角。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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，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。图1所示为本专利技术实施例固态激光雷达的示意图，如图1所示，所述固态激光雷达包括：柱透镜110，设置于聚焦单元120与接收器130之间，用于会聚反射激光；所述反射激光是固态激光雷达发射的出射激光由被测物体反射后的激光。图1所示的固态激光雷达中，还包括发射器140，准直单元150，振镜160，图1中还包括被测物体170。图2所示为本专利技术实施例的柱透镜的示意图，如图2所示，本专利技术实施例的柱透镜为平-凸型柱透镜，即一面是平面，另一面是凸透镜的透镜。本专利技术实施例中，所述柱透镜凸面朝向所述聚焦单元。图2所示的柱透镜可以对一个方向的光线进行会聚，该方向称为会聚方向，图2中200即为会聚方向。图3所示为现有技术中固态激光雷达视场角的示意图，如图3所示，θ为视场角，d为该方向上的像面宽度，即线阵APD的长度，f为固态激光雷达聚焦单元的焦距。视场角与焦距f，像面宽度d之间满足图4所示为本专利技术固态激光雷达视场角的示意图，如图3所示，在聚焦单元和接收器之间插入柱透镜，柱透镜对光线有会聚作用，相当于减小了固态激光雷达接收端光学系统的焦距，此时视场角为θ'，接收端光学系统焦距为f'，d为该方向上的像面宽度,则由于f'<f，因此，θ'>θ。可见，本专利技术实施例的固态激光雷达具有较大的视场角。本专利技术公开的固态激光雷达中，在聚焦单元与接收器之间设置了柱透镜，柱透镜可以会聚反射激光，相当于缩小了固态激光雷达接收端光学系统的焦距，因此可以扩大固态激光雷达的视场角，使固态激光雷达具有较大的视场角。此外，本专利技术实施例的固态激光雷达及固态激光雷达的控制方法中，扩大了视场角，但是无需减小接收镜头的焦距，无需减小接收镜头的口径，从而不会使激光雷达的探测距离减小。下面详细说明本专利技术实施例的采用了柱透镜的固态激光雷达的结构图。参考图1的，本专利技术实施例中，固态激光雷达的接收器为线阵APD，所述线阵APD水平放置。线阵APD有两种工作方式，一种是同时并行，另一种是按时序触发。本专利技术实施例中，若所述线阵APD的工作方式为同时并行，则所述柱透镜的会聚方向垂直于水平面。同时并行的意思是，线阵APD中的所有APD单元在接收时同时开启接收，共同接收回波输出信号，即共同接收反射激光，在同一时间1*N个APD单元同时工作。在线阵APD同时并行时，由于采用了柱透镜，对于中心视场范围内的反射光线提前会聚，水平方向上的光斑为线状，如图5所示。光斑为线状依然能够被线阵APD所接收到，能量损失极小，所以固态激光雷达的探测距离得以保证。本专利技术实施例中，若所述线阵APD的工作方式为同时并行，则所述柱透镜的会聚方向垂直于水平面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固态激光雷达，其特征在于，所述固态激光雷达包括：/n柱透镜，设置于聚焦单元与接收器之间，用于会聚反射激光；所述柱透镜为平-凸型柱透镜，且所述柱透镜凸面朝向所述聚焦单元；/n所述反射激光是固态激光雷达发射的出射激光由被测物体反射后的激光；所述固态激光雷达的接收器为线阵APD，所述线阵APD水平放置，所述线阵APD设置于所述柱透镜的焦平面上；/n若所述线阵APD的工作方式为按时序触发，则所述柱透镜的会聚方向平行于水平面。/n

【技术特征摘要】
1.一种固态激光雷达，其特征在于，所述固态激光雷达包括：
柱透镜，设置于聚焦单元与接收器之间，用于会聚反射激光；所述柱透镜为平-凸型柱透镜，且所述柱透镜凸面朝向所述聚焦单元；
所述反射激光是固态激光雷达发射的出射激光由被测物体反射后的激光；所述固态激光雷达的接收器为线阵APD，所述线阵APD水平放置，所述线阵APD设置于所述柱透镜的焦平面上；
若所述线阵APD的工作方式为按时序触发，则所述柱透镜的会聚方向平行于水平面。

【专利技术属性】
技术研发人员：邱纯鑫，刘乐天，
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