接收光学系统、激光接收模组、激光雷达和光调方法技术方案

本申请涉及激光雷达技术领域，公开了一种接收光学系统、激光接收模组、激光雷达和激光接收方法，所述接收光学系统包括：光接收单元和第一柱面镜；所述光接收单元用于接收反射激光，并对接收到的反射激光进行会聚；所述第一柱面镜用于接收会聚后的所述反射激光，并对所述反射激光在第一方向上进行调整。通过上述接收光学系统使得接收系统能够更好的匹配接收传感器的感光面，使得系统的能量接收效率处于较高水平。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】接收光学系统、激光接收模组、激光雷达和光调方法
本申请涉及激光雷达
，特别涉及一种接收光学系统、激光接收模组、激光雷达和光调方法。
技术介绍
随着技术的发展，激光雷达在自动驾驶、智能机器人导航、无人机等智能装备领域使用广泛，应用于环境探测、空间建模等场景。激光雷达是以发射激光光束来探测目标物体的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是先向目标物体发射探测激光束，然后将接收到的从目标物体反射回来的反射信号与发射信号进行比较，进行处理后，获得目标物体的有关信息，比如目标距离、方位、高度、速度、姿态和形状等参数。激光雷达的接收光学系统用于将收集的反射激光聚焦在接收传感器上。现有技术中，常用的方法和手段是将接收的光学系统设计成为中心旋转对称式的望远镜形式。实际上在固态激光雷达中，通常使用的激光光源发射的出射激光是不规则的，导致接收传感器难以对反射激光进行有效接收，造成反射激光的能量利用率低、抗环境光干扰能力差。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种接收光学系统、激光接收模组、激光雷达、光调方法和智能感应设备，解决了现有技术中能量利用率低、抗干扰能力差的技术问题。本专利技术实施例提出了一种接收光学系统，包括：光接收单元和第一柱面镜；所述光接收单元用于接收反射激光，并对接收到的反射激光进行会聚；所述第一柱面镜用于接收会聚后的所述反射激光，并对所述反射激光在第一方向上进行调整。进一步的，所述光接收单元包括：第一接收透镜和第二接收透镜；所述第一接收透镜用于对接收到的所述反射激光进行会聚，将所述反射激光从第一光束直径调整成第二光束直径；所述第二接收透镜用于接收调整为第二光束直径的所述反射激光，将所述反射激光调整为第三光束直径，并将所述第三光束直径的所述反射激光射向所述第一柱面镜。进一步的，所述第一接收透镜为凸球面镜，所述第二接收透镜为凹球面镜。进一步的，所述凹球面镜和所述第一柱面镜一体设置，所述凹球面镜一侧朝向所述凸球面镜。进一步的，所述第一柱面镜对所述反射激光在所述第一方向上进行扩散。进一步的，所述接收光学系统进一步包括第二柱面镜；所述第二柱面镜用于接收经过第一柱面镜调整的反射激光，并对所述反射激光在第二方向上再次进行调整。进一步的，所述第二柱面镜对所述反射激光在所述第二方向上进行扩散。进一步的，所述第一柱面镜对所述反射激光进行调整的所述第一方向和所述第二柱面镜对所述反射激光进行调整的所述第二方向相同。进一步的，所述接收光学系统进一步包括接收镜筒和接收镜筒端盖，所述第一接收透镜、第二接收透镜、第一柱面镜和第二柱面镜依次设置于所述接收镜筒内，所述接收镜筒端盖固定于所述接收镜筒的末端。进一步的，在所述第一接收透镜和第二接收透镜之间设置第一接收隔圈。进一步的，在所述第一柱面镜和所述第二柱面镜之间设置第二接收隔圈。进一步的，所述第一接收隔圈和/或所述第二接收隔圈内壁为消光螺纹，和/或，消光涂层。进一步的，所述第一透镜、第二透镜、第一柱面镜和第二柱面镜的同一侧均设置为平面。本专利技术实施例还提供一种激光接收模组，包括接收单元和上述实施例中提供的接收光学系统；所述接收单元的入射端和所述接收光学系统的出射端对准并相连，用于接收所述反射激光；所述接收单元包括接收传感器和接收电路板，所述接收传感器用于接收所述反射激光，并将光信号转化为电信号后发送给接收电路板；所述接收电路板对接收到的所述电信号进行处理。进一步的，所述接收单元还包括接收壳体，所述接收传感器和所述接收电路板收置于所述接收壳体内。本专利技术实施例还提出一种激光接收模组的光调方法，应用于上述实施例中提供的激光接收模组中，所述方法包括：将所述第一接收透镜、第一接收隔圈、第二接收透镜、第一柱面镜、第二接收隔圈和第二柱面镜设置在所述接收镜筒内，并在所述接收镜筒的末端固定所述接收镜筒端盖，得到所述接收光学系统；调整所述接收单元和所述接收光学系统之间的位置；当所述接收光学系统的光轴对准所述接收单元的所述接收传感器时，固定所述接收光学系统和所述接收单元，得到激光接收模组。本专利技术实施例还提供了一种激光雷达，包括至少一个上述实施例中提供的激光接收模组，还包括至少一个激光发射模组和至少一个分束模组；所述激光发射模组用于发射经过准直的出射激光，所述分束模组用于使所述出射激光穿过后出射，并使与所述出射激光同轴入射的反射激光射向所述激光接收模组，所述激光接收模组用于接收所述反射激光。所述激光雷达进一步包括：反射镜模组，所述反射镜模组的入射口和所述分束模组连接，所述反射镜模组的出射口和所述激光接收模组连接，用于将所述分束模组接收到的反射激光偏转射向所述激光接收模组。所述激光雷达进一步包括：扫描模组，所述扫描模组用于接收穿过所述分束模组的出射激光并使所述出射激光向外出射到探测区域内，还用于接收从探测区域内返回的反射激光并将所述反射激光射向所述分束模组。本专利技术实施例还提供了一种智能感应设备，包括上述实施例中所述的激光雷达。由上可知，本专利技术实施例通过设置光接收单元和第一柱面镜，光接收单元对反射激光进行光束直径的调整，第一柱面镜对光斑形状在一个方向上进行矫正，使接收到的反射激光能够更好的匹配接收传感器的感光面；既能使接收光学系统接收到的反射激光经过会聚和矫正后，均投射到接收传感器的感光面，反射激光均能够被接收传感器接收，提高了接收能量利用率；又能使反射激光光路以外，和/或，与反射激光方向不一致的杂散光，无法通过接收光学系统后射向接收传感器，避免了杂散光被接收传感器接收造成的干扰的问题。激光雷达的反射激光的能量接收率处于较高水平，同时抑制干扰光、杂散光的能力得到很大提升。附图说明一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。图1是本专利技术实施例提供的接收光学系统原理图；图2A是本专利技术实施例提供的一种激光接收效果图；图2B是本专利技术实施提供的另一种激光接收效果图；图3是本专利技术实施例提供的一种接收光学系统结构图；图4是本专利技术实施例提供的激光接收模组结构图；图5是本专利技术实施例提供的激光接收方法流程图；图6是本专利技术实施例提供的激光接收模组的装调方法流程图；图7是本专利技术实施提出的一种激光雷达的结构图；图8是本专利技术实施例提供的一种激光雷达的收发组件的立体图；图9是本专利技术实施例提供的另一种激光雷达的收发组件的立体图。具体实施方式中的附图标号如下：凸球面镜1接收镜筒61凹球面镜2接收镜筒端盖63光接收单元9第一接收透镜91第二接收透镜92第一壳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接收光学系统，其特征在于，包括：光接收单元和第一柱面镜；/n所述光接收单元用于接收反射激光，并对接收到的反射激光进行会聚；/n所述第一柱面镜用于接收会聚后的所述反射激光，并对所述反射激光在第一方向上进行调整。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】一种接收光学系统，其特征在于，包括：光接收单元和第一柱面镜；
所述光接收单元用于接收反射激光，并对接收到的反射激光进行会聚；
所述第一柱面镜用于接收会聚后的所述反射激光，并对所述反射激光在第一方向上进行调整。


如权利要求1所述的接收光学系统，其特征在于，所述光接收单元包括：第一接收透镜和第二接收透镜；
所述第一接收透镜用于对接收到的所述反射激光进行会聚，将所述反射激光从第一光束直径调整成第二光束直径；
所述第二接收透镜用于接收调整为第二光束直径的所述反射激光，将所述反射激光调整为第三光束直径，并将所述第三光束直径的所述反射激光射向所述第一柱面镜。


如权利要求2所述的接收光学系统，其特征在于，所述第一接收透镜为凸球面镜，所述第二接收透镜为凹球面镜。


如权利要求3所述的接收光学系统，其特征在于，所述凹球面镜和所述第一柱面镜一体设置，所述凹球面镜一侧朝向所述凸球面镜。


如权利要求1所述的接收光学系统，其特征在于，所述第一柱面镜对所述反射激光在所述第一方向上进行扩散。


如权利要求1-5任一所述的接收光学系统，其特征在于，进一步包括第二柱面镜；
所述第二柱面镜用于接收经过第一柱面镜调整的反射激光，并对所述反射激光在第二方向上再次进行调整。


如权利要求6所述的接收光学系统，其特征在于，所述第二柱面镜对所述反射激光在所述第二方向上进行扩散。


如权利要求6所述的接收光学系统，其特征在于，所述第一柱面镜对所述反射激光进行调整的所述第一方向和所述第二柱面镜对所述反射激光进行调整的所述第二方向相同。


如权利要求6所述的接收光学系统，其特征在于，进一步包括接收镜筒和接收镜筒端盖，所述第一接收透镜、第二接收透镜、第一柱面镜和第二柱面镜依次设置于所述接收镜筒内，所述接收镜筒端盖固定于所述接收镜筒的末端。


如权利要求9所述的接收光学系统，其特征在于，在所述第一接收透镜和第二接收透镜之间设置第一接收隔圈。


如权利要求10所述的接收光学系统，其特征在于，在所述第一柱面镜和所述第二柱面镜之间设置第二接收隔圈。


如权利要求11所述的接收光学系统，其特征在于，所述第一接收隔圈和/或所述第二接收隔圈内壁为消光螺纹，和/或，...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏威，
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