激光雷达及其控制方法技术

本发明专利技术提供一种激光雷达，包括：壳体，所述壳体中具有发射仓；激光器组件，设置在所述发射仓中，所述激光器组件包括多个激光器，配置成可发射探测激光束；光电探测器，设置在所述发射仓中，配置成可接收所述激光器的杂散光，并转换为电信号；和检测控制单元，所述检测控制单元与所述光电探测器耦合，配置成采集且分析所述光电探测器的电信号，根据分析结果判断所述激光器组件工作是否正常。所述激光器组件工作是否正常。所述激光器组件工作是否正常。

【技术实现步骤摘要】
激光雷达及其控制方法


[0001]本公开涉及光电
，尤其涉及激光雷达及其控制方法。

技术介绍

[0002]激光雷达LiDAR是激光主动探测传感器设备的一种统称，其工作原理大致如下：激光雷达的发射器发射出一束激光，激光光束遇到物体后，经过漫反射，返回至激光接收器，雷达模块根据发送和接收信号的时间间隔乘以光速，再除以2，即可计算出发射器与物体的距离。根据激光线束的多少，通常有例如单线激光雷达、4线激光雷达、8/16/32/64线激光雷达等。一个或多个激光束在竖直方向沿着不同的角度发射，经水平方向扫描，实现对目标区域三维轮廓的探测。多个测量通道(线)相当于多个倾角的扫描平面，因此垂直视场内激光线束越多，其竖直方向的角分辨率就越高，激光点云的密度就越大。
[0003]本申请的专利技术人发现，当前激光雷达的激光发射端经常会发生一些故障，例如激光器故障，驱动电路失效、短路、开路等，目前的激光雷达并无相应的故障诊断手段或措施。因此，本领域中亟待解决当激光雷达作为感知的关键传感器应用于自动驾驶时，存在器件失效引起安全风险的问题。
[0004]
技术介绍
部分的内容仅仅是公开人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种激光雷达以及激光雷达的控制方法。
[0006]根据本专利技术的激光雷达包括：
[0007]壳体，所述壳体中具有发射仓；
[0008]激光器组件，设置在所述发射仓中，所述激光器组件包括多个激光器，配置成可发射探测激光束；
[0009]光电探测器，设置在所述发射仓中，配置成可接收所述激光器的杂散光，并转换为电信号；和
[0010]检测控制单元，所述检测控制单元与所述光电探测器耦合，配置成采集且分析所述光电探测器的电信号，根据分析结果判断所述激光器组件工作是否正常。
[0011]根据本专利技术的一个实施例，所述光电探测器设置在所述发射仓的内部侧壁的相对上部。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，所述激光雷达还包括位于所述壳体表面上的发射透镜，用于汇聚所述探测激光束，其中所述光电探测器位于所述发射透镜上方的内部侧壁上。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，所述光电探测器通过转角连接件被固定在所述发射透镜上方的内部侧壁上，所述转角连接件的侧表面与所述发射透镜上方的内部侧壁的侧表面贴合，所述转角连接件的顶面与所述侧壁的顶面贴合。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，所述激光雷达还包括用于承载所述光电探测器的基
板。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，所述激光雷达包括上仓板，所述上仓板上靠近接收仓的外边缘处设置有开槽，所述基板与所述上仓板通过软排线相连，所述软排线一端连接所述基板，另一端连接所述上仓板的开槽处。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，所述光电探测器设置在所述激光器模组的主光路的上方，并且所述光电探测器的安装平面平行于所述主光路的方向。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，所述的激光雷达还包括设置在所述基板上的温度传感器，所述温度传感器配置成可感测所述基板的温度，所述温度传感器与所述控制单元耦接，从而可将所述基板的温度传送给所述控制单元。
[0018]本专利技术还涉及一种如上所述的激光雷达的控制方法，包括：
[0019]通过位于激光雷达内部的光电探测器，接收来自所述激光雷达的激光器组件发射的杂散光；
[0020]根据所述光电探测器输出的电信号，判断所述激光器组件工作是否正常。
[0021]根据本专利技术的一个实施例，判断所述激光器组件工作是否正常的步骤包括：根当所述光电探测器检测到的杂散光的光强为零时，判断激光器发生开路；当检测到的杂散光的光强高于预设的光强范围时，判断激光器发光光强偏大；当检测到的杂散光的光强低于预设的光强范围时，判断激光器发光光强偏小。
[0022]根据本专利技术的一个方面，光电探测器配置成针对所述激光器每一次被驱动发光，接收来自所述激光器的杂散光。
[0023]根据本专利技术的一个方面，所述判断激光器组件工作是否正常的步骤包括：如果所述电信号的波形与预设波形相对应，判断所述激光器组件工作正常；否则判断所述激光器组件工作不正常
[0024]本专利技术还涉及一种激光雷达的发射单元，包括：
[0025]激光器组件，设置在激光雷达的发射仓中，所述激光器组件包括多个激光器，配置成可发射探测激光束；
[0026]光电探测器，设置在所述发射仓中，配置成可接收所述激光器的杂散光，并转换为电信号；和
[0027]检测控制单元，所述检测控制单元与所述光电探测器耦合，配置成采集且分析所述光电探测器的电信号，根据分析结果判断所述激光器组件工作是否正常。
[0028]根据本专利技术的一个方面，所述光电探测器设置在所述发射仓的内部顶壁上。
[0029]根据本专利技术的一个方面，所述的发射单元还包括发射透镜，用于汇聚所述探测激光束，其中所述光电探测器位于所述发射透镜上方的内部侧壁上。
[0030]根据本专利技术的一个方面，所述光电探测器通过转角连接件被固定在所述发射透镜上方的内部侧壁上，所述转角连接件的侧表面与所述发射透镜上方的内部侧壁的侧表面贴合，所述转角连接件的顶面与所述侧壁的顶面贴合。
[0031]本专利技术的实施例的技术方案诊断覆盖率高，可以覆盖激光雷达发射端的失效检测。其实施复杂程度低，方案成本低：方案未增加专用检测芯片及复杂电路，因此成本低。方案合理高，诊断逻辑电路不影响正常工作电路，即使诊断电路损坏也可以通过FPGA逻辑识别出来，鲁棒性高。
附图说明
[0032]构成本公开的一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：
[0033]图1示出了激光雷达的一个实例；
[0034]图2示出了激光雷达内部的结构示意图；
[0035]图3示出了根据本专利技术一个实施例的激光雷达的发射单元示意图；
[0036]图4示出了根据本专利技术一个实施例的探测电路的示意图；
[0037]图5示出了根据本专利技术另一个实施例的光电探测器的布置方式；和
[0038]图6示出了根据本专利技术一个实施例的激光雷达的发射单元的检测方法。
具体实施方式
[0039]在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
[0040]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、" 长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、 "水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达，包括：壳体，所述壳体中具有发射仓；激光器组件，设置在所述发射仓中，所述激光器组件包括多个激光器，配置成可发射探测激光束；光电探测器，设置在所述发射仓中，配置成可接收所述激光器的杂散光，并转换为电信号；和检测控制单元，所述检测控制单元与所述光电探测器耦合，配置成采集且分析所述光电探测器的电信号，根据分析结果判断所述激光器组件工作是否正常。2.根据权利要求1所述的激光雷达，所述光电探测器设置在所述发射仓的内部顶壁上。3.根据权利要求1所述的激光雷达，还包括位于所述壳体表面上的发射透镜，用于汇聚所述探测激光束，其中所述光电探测器位于所述发射透镜上方的内部侧壁上。4.根据权利要求3所述的激光雷达，其中所述光电探测器通过转角连接件被固定在所述发射透镜上方的内部侧壁上，所述转角连接件的侧表面与所述发射透镜上方的内部侧壁的侧表面贴合，所述转角连接件的顶面与所述侧壁的顶面贴合。5.根据权利要求2-4任一项所述的激光雷达，还包括用于承载所述光电探测器的基板。6.根据权利要求5所述的激光雷达，所述激光雷达包括上仓板，所述上仓板上靠近接收仓的外边缘处设置有开槽，所述基板与所述上仓板通过软排线相连，所述软排线一端连接所述基板，另一端连接所述上仓板的开槽处。7.根据权利要求2所述的激光雷达，其中所述光电探测器设置在所述激光器模组的主光路的上方，并且所述光电探测器的安装平面平行于所述主光路的方向。8.根据权利要求5所述的激光雷达，还包括设置在所述基板上的温度传感器，所述温度传感器配置成可感测所述基板的温度，所述温度传感器与所述控制单元耦接，从而可将所述基板的温度传送给所述控制单元。9.一种如权利要求1-8中任一项所述的激光雷达的控制方法，包括：通过位于激光雷达内部的光电探测器，接收来...

【专利技术属性】
技术研发人员：王力威，于庆国，赵鑫，向少卿，
申请(专利权)人：上海禾赛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：