本发明专利技术涉及激光雷达技术领域，公开了一种基于二维振镜的激光雷达装置，包括激光发射单元，用于发射激光束；发射端振镜，用于改变发射激光束的方向，实现对目标的扫描，发射端振镜包括一个二维振镜，其在两个相互垂直的方向上偏转；接收端振镜，用于接收被待测目标反射后的激光束，并将其反射至激光接收单元，接收端振镜包括多个二维振镜，组成二维阵列，每个二维振镜在两个相互垂直的方向上偏转，多个二维振镜同步或异步偏转；激光接收单元，用于接收并处理接收端振镜反射的激光束。本发明专利技术激光雷达装置能够减少进入装置的背景光辐射，从而有效提高装置的信噪比，且结构简单、紧凑以及生产成本低。产成本低。产成本低。
【技术实现步骤摘要】
一种基于二维振镜的激光雷达装置及系统
[0001]本专利技术涉及激光雷达
，特别涉及一种基于二维振镜的激光雷达装置及系统。
技术介绍
[0002]激光雷达是一种主动式探测系统，其工作原理是向待测目标主动发射激光信号，并接收目标反射回的激光信号，通过对发射和接收信号的特征进行比较分析，获得待测目标的信息。测距激光雷达是其中一种重要的类型，其通过测量激光从发射端到目标的传输时间实现目标距离和轮廓等信息的测量，在自动驾驶、地形测绘、公路检测、矿场检测、城市三维建模等领域有广泛的应用前景。
[0003]为了获得目标的距离和轮廓信息，需要对目标进行空间取样，构建一系列目标点云。按照对目标空间取样方式的不同，可将激光雷达分为机械式、半机械式和全固态三种类型。其中，机械式激光雷达通常采用机械旋转机构带动扫描光学元件，使发射激光束按照一定方式在空间扫描，实现对目标的取样探测。由于机械扫描机构一般较复杂，且对其稳定性和扫描速度等方面要求较高，成本也较高，目前主要用于二维激光雷达中。半机械式也是采用与上述类似的机械扫描机构，但其有多个激光器和接收器，且激光器在空间中是纵向排列并覆盖一定角度的，因此，其只需通过机械旋转即可实现水平方向360
°
和垂直方向一定角度的探测，这种激光雷达通常信噪比高，探测距离远，精度较高，但由于系统复杂，成本过于高昂，导致该类激光雷达难以普及。全固态式激光雷达则是没有任何机械扫描机构，直接发射一束大发散角的激光束覆盖整个视场，采用面阵探测器进行反射信号的同步接收。该方法由于结构简单，成本可大大降低，但由于其瞬时视场角大，信噪比较低，探测距离较短。
[0004]因此，迫切需要提出一种结构相对简单，成本较低，且信噪比较高，探测距离远的激光雷达系统，以弥补现有技术的不足。
技术实现思路
[0005]为解决上述至少一个技术问题，本专利技术公开了一种基于二维振镜的激光雷达装置，所述激光雷达装置包括：
[0006]激光发射单元，用于发射激光束；
[0007]所述激光发射单元包括激光器和激光准直子单元，所述激光器用于发射激光束，所述激光准直子单元用于对所述激光发射单元发射的激光束进行准直。
[0008]发射端振镜，用于改变所述发射激光束的方向，实现对目标的扫描。所述发射端振镜包括一个二维振镜，所述二维振镜在两个相互垂直的方向上偏转；
[0009]接收端振镜，用于接收被待测目标反射后的激光束，并将其反射至激光接收单元，
[0010]所述接收端振镜包括多个二维振镜，多个二维振镜组成二维阵列，每个所述二维振镜在两个相互垂直的方向上偏转，多个二维振镜同步或异步偏转；
[0011]所述发射端振镜与所述接收端振镜的有效通光孔径大于所述激光束的直径。
[0012]所述发射端振镜和所述接收端振镜的振镜上均涂覆有反射膜，所述反射膜的反射波长与所述激光发射单元的输出波长相匹配。
[0013]激光接收单元，用于接收并处理所述接收端振镜反射的激光束。
[0014]所述激光接收单元包括探测器，所述探测器用于接收激光信号并转换为电信号输出。
[0015]所述激光接收单元还包括滤光片，所述滤光片的透射波长以及透射带宽分别与所述激光发射单元的输出波长以及输出带宽相匹配，所述滤光片为窄带滤光片。
[0016]进一步的，沿预设光路，所述激光接收单元设置在所述接收端振镜的后方，所述激光接收单元的光接收面面向所述接收端振镜的反射面。
[0017]进一步的，所述接收端振镜上各振镜的偏转方向完全一致并同步改变，沿预设光路，所述激光接收单元和所述接收端振镜之间设置有接收透镜单元，探测器置于所述接收透镜单元的焦平面位置，
[0018]或，
[0019]所述接收端振镜上各振镜异步偏转，通过调节所述接收端振镜上的各振镜的偏转角度实现光束会聚，探测器置于会聚点位置。
[0020]进一步的，所述接收端振镜的中心线和所述激光接收单元的光轴重合。
[0021]进一步的，所述接收透镜单元的口径、所述接收透镜单元的焦距以及所述探测器尺寸匹配于视场角；
[0022]进一步的，所述激光雷达装置还包括振镜驱动单元，用于调整所述发射端振镜以及所述接收端振镜的偏转角度。
[0023]进一步的，本专利技术还提供了一种基于二维振镜的激光雷达系统，所述激光雷达系统包括所述激光雷达装置。
[0024]采用上述技术方案，本专利技术所述的基于二维振镜的激光雷达装置及系统具有如下有益效果：
[0025]1)本专利技术激光雷达装置中接收端振镜的视场能够随着发射端振镜的扫描角度的变化而变化，使得每个时刻的瞬时视场角可以控制得非常小，从而使背景光的影响大大降低，信噪比相应提高，探测距离显著增大；
[0026]2)本专利技术激光雷达装置的发射端和接收端全部采用二维振镜进行调节和扫描，使其在确保较高的扫描频率的前提下，结构更为简单和紧凑；
[0027]3)本专利技术激光雷达装置不需要复杂的机械扫描机构，且只需要一个激光光源和一个探测器即可工作，使成本大大降低。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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。
[0029]图1是本专利技术实施例1所述的激光雷达装置的光路示意图；
[0030]图2是本专利技术所述的激光雷达装置的发射端振镜示意图；
[0031]图3是本专利技术所述的激光雷达装置的接收端振镜示意图；
[0032]图4是本专利技术实施例2所述的激光雷达装置的光路示意图；
[0033]图5是本专利技术实施例3所述的激光雷达装置的光路示意图；
[0034]图6是传统激光雷达装置的视场角的示意图；
[0035]图7是本专利技术所述的激光雷达装置的视场角的示意图；
[0036]图中，1－激光发射单元，2－发射端振镜，3－接收端振镜，4－接收透镜单元，5－激光接收单元，6－待测目标，700，800，701，801－发射激光束，702，802，710，720，730，810，820，830－反射激光束，711，721，731，811，821，831－会聚激光束。
具体实施方式
[0037]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0038]此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“顶”、“底”等指示的方位本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于二维振镜的激光雷达装置，其特征在于，所述激光雷达装置包括：激光发射单元，用于发射激光束；发射端振镜，用于改变所述发射激光束的方向，所述发射端振镜包括一个二维振镜，所述二维振镜在两个相互垂直的方向上偏转，实现对目标的扫描；接收端振镜，用于接收被待测目标反射后的激光束，所述接收端振镜包括多个二维振镜，多个二维振镜组成二维阵列，每个所述二维振镜在两个相互垂直的方向上偏转，多个二维振镜同步或异步偏转；激光接收单元，用于接收并处理所述接收端振镜反射的激光束。2.根据权利要求1所述的基于二维振镜的激光雷达装置，其特征在于，沿预设光路，所述激光接收单元设置在所述接收端振镜的后方，所述激光接收单元的光接收面面向所述接收端振镜的反射面。3.根据权利要求1所述的基于二维振镜的激光雷达装置，其特征在于，所述激光发射单元包括激光器和激光准直子单元，所述激光器用于发射激光束，所述激光准直子单元用于对所述激光发射单元发射的激光束进行准直。4.根据权利要求1或2所述的基于二维振镜的激光雷达装置，其特征在于，所述发射端振镜与所述接收端振镜的有效通光孔径大于所述激光束的直径。5.根据权利要求4所述的基于二维振镜的激光雷达装置，其特征在于，所述发射端振镜和所述接收端振镜的振镜上均涂覆有反射膜，所述反射膜的反射波长与所述激光发射单元的输出波长相匹配。6.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：马宏，
申请(专利权)人：觉芯电子无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：
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