一种基于多波长配置的多线激光雷达制造技术

本发明专利技术涉及激光雷达技术领域，提供了一种基于多波长配置的多线激光雷达，包括：发射光源组件、发射透镜、接收透镜和接收探测器组件；所述发射光源组件用于发出不同波长的探测信号光，不同波长的探测信号光经发射透镜准直后在空间形成多路探测信号光进行空间扫描探测；目标物反射回的不同波长的探测信号光经接收透镜会聚后传输至接收探测器组件进行接收探测。本发明专利技术将现有技术中相同波长的多线激光雷达的载波信号切换成不同的波长，每个角度的探测信号都基于不同的波长来进行，有效避免探测时的相互干扰，由于不同波长的载波信号不会相互干扰，因此可以同时发光，这就大大提高激光雷达三维探测系统的探测效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多波长配置的多线激光雷达
本专利技术涉及激光雷达
，特别是涉及一种基于多波长配置的多线激光雷达。
技术介绍
根据扫描线数的区别，激光雷达可以分为单线激光雷达和多线激光雷达。其中，单线激光雷达只有一个探测光源出射，通过扫描机构的旋转，实现光束在二维平面的扫描探测。单线激光雷达只能扫描二维平面内的点云数据，使用时存在不少的应用限制。如果想探测三维空间的点云数据，需要匹配增加另外一个维度的旋转机构。但此种三维点云探测的技术方案不能满足实时探测的要求，只能应用在静态目标的探测应用领域。基于此种原因，业界推出了多线激光雷达，将多个探测光源集合在一起，按照时序控制，依次发光探测；并同时在旋转机构上旋转，实现实时的点云数据探测。目前的多线激光雷达，大都是基于多个相同波长的探测器阵列，并在对应位置封装上探测器阵列。为避免各个光源之间的相互干扰，所有光源都由控制系统统一控制，按照时序依次发光。此技术方案的优势是多个光源集成在一起，同时实现多角度的三维点云数据探测，劣势是多个光源不能同时发光，影响激光雷达三维探测系统的探测效率，在实时性使用时，会受到一定的影响。激光雷达的应用场景多种多样，有的设备要求探测距离灵活多变，不能固定在一个确定的距离；而有的设备要求探测距离固定，即使会改变，也是在较长时间周期内进行调整，但对空间分辨率要求较高，不能采用通用的准直光路设计。因此，针对后一种应用，需要修改现有激光雷达设备的准直光路设计，实现焦距可调的定距离激光雷达探测，并尽量将固定距离的探测光斑优化，以提高目标的空间分辨率。鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本
亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是：现有的多线激光雷达，大都是基于多个相同波长的激光器阵列，并在对应位置封装上探测器阵列。为避免各个光源之间的相互干扰，所有光源都由控制系统统一控制，按照时序依次发光。此技术方案的缺陷是多个光源不能同时发光，影响激光雷达三维探测系统的探测效率，在实时性使用时，会受到一定的影响。进一步，实际场景中，有的设备要求探测距离固定，即使会改变，也是在较长时间周期内进行调整，但对空间分辨率要求较高，不能采用通用的准直光路设计。因此，针对后一种应用，需要修改现有激光雷达设备的准直光路设计，实现焦距可调的定距离激光雷达探测，并尽量将固定距离的探测光斑优化，以提高目标的空间分辨率。本专利技术通过如下技术方案达到上述目的：第一方面，本专利技术提供了一种基于多波长配置的多线激光雷达，包括：发射光源组件、发射透镜、接收透镜和接收探测器组件；所述发射光源组件用于发出不同波长的探测信号光，不同波长的探测信号光经发射透镜准直后在空间形成多路探测信号光；目标物反射回的不同波长的探测信号光经接收透镜会聚后传输至接收探测器组件进行接收探测。优选的，还包括第一窄带滤光片阵列、第二窄带滤光片阵列、第三窄带滤光片阵列和接收反射镜；所述第一窄带滤光片阵列将发射光源组件中用于发出不同波长的探测信号光的发射光源反射至发射透镜的焦平面上；所述第二窄带滤光片阵列将经过发射透镜准直后的不同波长的探测信号光分开从而形成多路探测信号光；所述接收反射镜用于接收目标物反射回来的探测信号光，并将探测信号光反射至所述接收透镜会聚，经接收透镜会聚后的不同波长的探测信号光利用第三窄带滤光片阵列分开后传输至接收探测器组件。优选的，还包括透镜组、平移装置和摄像头；所述透镜组包括凹透镜和凸透镜，经所述第二窄带滤光片阵列反射出的探测信号光顺次经过凹透镜和凸透镜后聚焦成像；所述平移装置与所述凹透镜或者所述凸透镜连接，用于调节所述凹透镜或者所述凸透镜的位置，进而调节所述凹透镜与所述凸透镜之间的相对距离d1；所述摄像头用于采集不同探测距离处的标定物图像，进而结合标定物图像清晰度对不同探测距离下的光斑聚焦对应的相对距离d1进行预先标定，并存储探测距离与相对距离d1之间的对应关系。优选的，还包括位置传感器，所述位置传感器与所述凹透镜或者所述凸透镜连接，用于监控所述凹透镜或者所述凸透镜的实时位置，进而确定所述凹透镜和所述凸透镜之间的相对距离d1。优选的，所述发射光源组件具体包括n个光发射器，所述n个光发射器从上至下排开设置，其中，每个光发射器发出一种波长的探测信号光，所述n为自然数。优选的，所述发射光源组件具体包括宽带光源、阵列波导光栅和发射插针；所述阵列波导光栅的输入端口与宽带光源耦合，所述阵列波导光栅的每个输出端口通过光纤与发射插针耦合；所述阵列波导光栅将宽带光源发出的不同波长的探测信号光分开，并通过光纤将不同波长的探测信号光传输至不同的发射插针。优选的，所述发射透镜设置在接收透镜的中心位置，以保证发射系统和接收系统的光轴相同。优选的，还包括阵列滤光片；所述阵列滤光片设置在接收探测器组件和接收透镜之间，用于将反射回的不同波长的探测信号光分开，进而将不同波长的探测信号光传输到接收探测器组件相应的位置。优选的，所述发射光源组件中的发射光源均位于发射透镜的焦平面上。第二方面，本专利技术还提供了一种基于多波长配置的多线激光雷达，包括发射光源组件、发射透镜、平移装置、接收透镜、阵列滤光片、接收探测器组件和摄像头；所述发射光源组件用于发出不同波长的探测信号光，并经所述发射透镜后聚焦成像；目标物反射回的探测信号光经接收透镜会聚后在阵列滤光片处将反射回的不同波长的探测信号光分开，进而将不同波长的探测信号光传输到接收探测器组件相应的位置；所述平移装置与所述发射光源组件或者所述发射透镜连接，用于调节所述发射光源组件或者所述发射透镜的位置，进而调节所述发射光源组件与所述发射透镜的相对距离d2；所述摄像头用于采集不同探测距离处的标定物图像，进而结合标定物图像清晰度对不同探测距离下的光斑聚焦对应的相对距离d2进行预先标定，并存储探测距离与相对距离d2之间的对应关系；本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种基于多波长配置的多线激光雷达，将现有技术中相同波长的多线激光雷达的载波信号切换成不同的波长，每个角度的探测信号都基于不同的波长来进行，有效避免探测时的相互干扰，由于不同波长的载波信号不会相互干扰，因此可以同时发光，这就大大提高激光雷达三维探测系统的探测效率；进一步，本专利技术将多波长配置的多线激光雷达的光学系统设计成调焦模式，将激光雷达的光斑成像聚焦在不同的探测距离上，不仅可实现焦距可调的定距离激光雷达探测，而且可以有效减少固定距离处光斑尺寸，提高固定距离处探测目标的空间分辨率，分辨更为精细的固定距离处的目标细节。【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，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多波长配置的多线激光雷达，其特征在于，包括：发射光源组件、发射透镜、接收透镜和接收探测器组件；/n所述发射光源组件用于发出不同波长的探测信号光，不同波长的探测信号光经发射透镜准直后在空间形成多路探测信号光；/n目标物反射回的不同波长的探测信号光经接收透镜会聚后传输至接收探测器组件进行接收探测。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多波长配置的多线激光雷达，其特征在于，包括：发射光源组件、发射透镜、接收透镜和接收探测器组件；
所述发射光源组件用于发出不同波长的探测信号光，不同波长的探测信号光经发射透镜准直后在空间形成多路探测信号光；
目标物反射回的不同波长的探测信号光经接收透镜会聚后传输至接收探测器组件进行接收探测。


2.根据权利要求1所述的基于多波长配置的多线激光雷达，其特征在于，还包括第一窄带滤光片阵列、第二窄带滤光片阵列、第三窄带滤光片阵列和接收反射镜；
所述第一窄带滤光片阵列将发射光源组件中用于发出不同波长的探测信号光的发射光源反射至发射透镜的焦平面上；
所述第二窄带滤光片阵列将经过发射透镜准直后的不同波长的探测信号光分开从而形成多路探测信号光；
所述接收反射镜用于接收目标物反射回来的探测信号光，并将探测信号光反射至所述接收透镜会聚，经接收透镜会聚后的不同波长的探测信号光利用第三窄带滤光片阵列分开后传输至接收探测器组件。


3.根据权利要求2所述的基于多波长配置的多线激光雷达，其特征在于，还包括透镜组、平移装置和摄像头；
所述透镜组包括凹透镜和凸透镜，经所述第二窄带滤光片阵列反射出的探测信号光顺次经过凹透镜和凸透镜后聚焦成像；
所述平移装置与所述凹透镜或者所述凸透镜连接，用于调节所述凹透镜或者所述凸透镜的位置，进而调节所述凹透镜与所述凸透镜之间的相对距离d1；
所述摄像头用于采集不同探测距离处的标定物图像，进而结合标定物图像清晰度对不同探测距离下的光斑聚焦对应的相对距离d1进行预先标定，并存储探测距离与相对距离d1之间的对应关系。


4.根据权利要求3所述的基于多波长配置的多线激光雷达，其特征在于，还包括位置传感器，所述位置传感器与所述凹透镜或者所述凸透镜连接，用于监控所述凹透镜或者所述凸透镜的实时位置，进而确定所述凹透镜和所述凸透镜之间的相对距离d1。


5.根据权利要求1所述的基于多波长配置的多线激光雷达，其特征在于，所述发射光源组件具体包括n...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁志林，张石，李亚锋，
申请(专利权)人：深圳煜炜光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44