一种激光扫描模组、激光雷达、车辆及机器人制造技术

本申请提供一种激光扫描模组、激光雷达、车辆及机器人，激光扫描模组的光源经过分束扫描后落在目标区域内的光斑能够较为密集，从而通过接收携带有目标物对应位置信息的回波激光束，从而得到目标区域内的更丰富的目标物相应信息，提高工作效率和探测准确性。本申请实施例的激光雷达，包括前述的激光扫描模组，能够具有较佳的探测能力，较宽且易于适应性调节的探测范围，以及较好的探测准确性。本申请实施例的激光雷达应用于车辆或者各类型的机器人中，能够辅助车辆或者机器人实现更优异的自动化性能，并准确高效的排除各种障碍和风险，提高使用寿命和工作能力。提高使用寿命和工作能力。提高使用寿命和工作能力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种激光扫描模组、激光雷达、车辆及机器人


[0001]本申请涉及光学检测、导航
，具体而言，涉及一种激光扫描模组、激光雷达、车辆及机器人。

技术介绍

[0002]激光扫描是一种新型的光学测量方法，利用激光作为光源进行目标的扫描和检测，由于激光本身相对于普通光源来说，具有亮度高、方向性好、单色性好以及相干性好等优点，使得激光扫描具有较好的扫描效果和检测准确性，激光扫描技术越来越广泛地应用于测量、交通、智能辅助驾驶和移动机器人等领域。
[0003]激光雷达是一种通过发射和接收激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用激光束，然后接收由目标反射回的激光信号，并将反射的激光信号与发射的激光信号进行比较和处理后，得到目标的距离、方位、高度、速度、姿态、以及形状等参数信息。而且，通过对目标持续的距离、方位、姿态等参数信息的捕捉和分析，能够对移动目标进行识别和跟踪，从而在智能辅助驾驶和各领域的智能机器人方面进行深入的应用。
[0004]通常采用激光雷达进行目标的扫描和检测时，需要对目标物的扫描光束更多更密集，才能够尽可能多的获取目标物的更为细致和精准的信息，而若设置发射端和接收端相对应的多个发射器和多个接收器，将多个发射器和多个接收器分别对应的按照一定方向进行排列设置来增加扫描光束，会导致整个模组的功耗较大，散热不良，以及导致结构尺寸过大，影响模组在车辆、机器人等应用结构中的配合安装和使用。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种激光扫描模组、激光雷达、车辆及机器人，能够提高激光扫描模组的结构紧凑性，并使得激光扫描模组能够提供数量多且密集的激光束照射至目标物并接收携带目标物光学信息的回波信号，提高激光扫描模组用于激光雷达时的探测准确性。
[0006]本申请的实施例是这样实现的：
[0007]本申请实施例的一方面，提供一种激光扫描模组，包括沿激光光路方向依次设置的发射组件、扫描镜和接收组件，发射组件包括用于出射激光束的光源，光源出射的激光束通过扫描镜形成的激光分束随着扫描镜沿第一直线方向的扫描运动朝向目标区域出射，接收组件接收由目标区域反射的回波激光束；光源包括沿第二直线方向依次排列的多个激光器，接收组件包括与多个激光器相对应的多个接收器，经扫描镜后出射的每一个激光分束均由至少两个接收器接收。其中，第一直线方向与第二直线方向垂直。
[0008]本申请实施例的另一方面，提供一种激光雷达，包括前述任意一项的激光扫描模组。
[0009]本申请实施例还提供一种激光扫描模组，包括沿激光光路方向依次设置的发射组
件和接收组件，发射组件包括用于出射激光束的光源，光源出射的激光束朝向目标区域沿第一直线方向扫描出射，接收组件接收由目标区域反射的回波激光束；光源包括沿第二直线方向依次排列的多个激光器，接收组件包括与多个激光器相对应的多个接收器，每一个激光束均由至少两个接收器接收；其中，第一直线方向与第二直线方向垂直。
[0010]本申请实施例的又一方面，提供一种车辆，包括车辆本体，还包括至少一个前述任意一项的激光雷达，激光雷达设置在车辆本体的车顶、车头的两端和/或车尾的两端。
[0011]本申请实施例的再一方面，提供一种机器人，包括机器人本体，还包括至少一个前述任意一项的激光雷达。
[0012]本申请实施例的有益效果包括：本申请实施例提供了一种激光扫描模组、激光雷达、车辆及机器人，激光扫描模组包括沿激光光路方向依次设置的发射组件、扫描镜和接收组件，发射组件包括用于出射激光束的光源，光源出射的激光束通过扫描镜形成的激光分束随着扫描镜沿第一直线方向的扫描运动朝向目标区域出射，扫描镜的扫描运动能够使得激光分束沿第一直线方向扫描出射至目标区域，光源经过分束和扫描后能够出射数量更多且分布更为密集的激光束，这样一来，接收组件接收到的由目标区域反射的回波激光束的数量显著增加，由于回波激光束会携带目标区域的目标物的光信息，从而当本申请实施例的激光扫描模组应用于激光雷达时，由激光雷达的点云构设出的画面信息更全面更细腻，进而使得激光雷达能够具有较佳的探测效果；其中，光源包括沿第二直线方向依次排列的多个激光器，第一直线方向与第二直线方向垂直，接收组件包括与多个激光器相对应的多个接收器，一个激光器出射的激光束经扫描镜分束，可以形成一至多个激光分束，每一个激光分束对应由至少两个接收器接收，这样的光源和接收组件的设置方式，能够充分利用光源出射的激光束，使得在不额外增加激光器的前提下形成更多激光分束，接收组件接收目标区域内较多的携带目标物光信息的回波激光束，从而得到目标物更详细细致的信息，以便提高激光雷达的工作效率和探测准确性。本申请实施例的激光雷达，包括前述的激光扫描模组，激光雷达的点云构设出的画面信息更全面更细腻，进而使得激光雷达能够具有较佳的探测能力，以及较好的探测准确性。本申请实施例的激光雷达应用于车辆或者各类型的机器人中，能够辅助车辆或者机器人实现更优异的自动化性能，并准确高效的排除各种障碍和风险，提高使用寿命和工作能力。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0014]图1为本申请实施例提供的激光扫描模组的光路示意图之一；
[0015]图2为本申请实施例提供的激光扫描模组的光路示意图之二；
[0016]图3为本申请实施例提供的激光扫描模组中扫描镜的结构示意图之一；
[0017]图4为本申请实施例提供的激光扫描模组中扫描镜的结构示意图之二；
[0018]图5为本申请实施例提供的激光雷达的结构示意图之一；
[0019]图6为本申请实施例提供的激光雷达的结构示意图之二；
[0020]图7为本申请另一实施例提供的激光扫描模组的光路示意图之一；
[0021]图8为本申请另一实施例提供的激光扫描模组的光路示意图之二；
[0022]图9为本申请另一实施例提供的激光雷达的结构示意图之一；
[0023]图10为本申请另一实施例提供的激光雷达的结构示意图之二。
[0024]图标：10、40
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发射组件；11、41
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光源；111、411
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激光器；20
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扫描镜；30、50
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接收组件；31、51
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接收器；AA
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目标区域；a
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第一直线方向；b
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第二直线方向。
具体实施方式
[0025]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种激光扫描模组，其特征在于，包括沿激光光路方向依次设置的发射组件、扫描镜和接收组件，所述发射组件包括用于出射激光束的光源，所述光源出射的激光束通过所述扫描镜形成的激光分束随着所述扫描镜沿第一直线方向的扫描运动朝向目标区域出射，所述接收组件接收由所述目标区域反射的回波激光束；所述光源包括沿第二直线方向依次排列的多个激光器，所述接收组件包括与所述多个激光器相对应的多个接收器，经所述扫描镜后出射的每一个所述激光分束均由至少两个所述接收器接收；其中，所述第一直线方向与所述第二直线方向垂直。2.根据权利要求1所述的激光扫描模组，其特征在于，所述激光器的设置数量为M，M为大于1的正整数，所述接收器的数量为N，N为大于2的正整数，所述激光器出射的激光束经所述扫描镜分束后划分为M*L个激光分束对应的由至少2*M*L个所述接收器接收，L为正整数。3.根据权利要求1或2所述的激光扫描模组，其特征在于，多个所述激光器出射的激光束投射在所述目标区域内的光斑相互邻接或者相互交叠。4.根据权利要求1
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3任意一项所述的激光扫描模组，其特征在于，所述扫描镜受驱沿水平方向转动以将入射的激光束沿第一直线方向扫描出射。5.根据权利要求4所述的激光扫描模组，其特征在于，所述扫描镜包括相对设置的顶面和底面，在所述顶面和所述底面之间包括多个依次连接的侧面，所述侧面用于对入射的激光束分别转折出射。6.根据权利要求5所述的激光扫描模组，其特征在于，至少一个所述侧面沿第二直线方向划分有多个分侧面，相邻的两个所述分侧面之间具有夹角，多个所述分侧面与所述顶面的夹角不相同。7.根据权利要求6所述的激光扫描模组，其特征在于，相邻两个所述分侧面之间的夹角相等。8.根据权利要求6所述的激光扫描模组，其特征在于，沿第二直线方向排列的多个所述分侧面与所述顶面的夹角呈等差数列。9.根据权利要求6所述的激光扫描模组，其特征在于，定义任意一个所述分侧面与所述底面之间的夹角为δ，所述分侧面与该分侧面相邻的两个所述分侧面分别与所述底面之间的夹角为ε和ζ；夹角关系满足：δ>ε且δ>ζ，或者δ<ε且δ<ζ。10.根据权利要求1
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9任意一项所述的激光扫描模组，其特征在于，所述多个激光器一体集成封装为所述光源。11.根据权利要求1
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10任意一项所述的激光扫描模组，其特征在于，所述多个接收器一体集成封装为所述接收组件。12.根据权利要求6
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9任意一项所述的激光扫描模组，其特征在于，每个所述分侧面分别与所述底面之间具有夹角，所述分侧面与所述底面之间夹角角度的最大值减去所述分侧面与所述底面之间夹角角度的最小值小于3
°
。13.根据权利要求1
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12任意一项所述的激光扫描模组，其特征在于，所述光源出射的所述激光束的波长是905nm或者1550nm。14.根据权利要求1
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13任意一项所述的激光扫描模组，其特征在于，在所述发射组件与所述扫描镜之间，和/或在所述扫描镜与所述接收组件之间设置有调节镜组。
15.根据权利要求1
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14任意一项所述的激光扫描模组，其特征在于，在所述发射组件与所述接收组件之间还设置有滤光镜。16.一种激光雷达，其特征在于，包括权利要求1
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15任意一项的激光扫描模组。17.根据权利要求16所述的激光雷达，其特征在于，还包括驱动器，所述驱动器与扫描镜驱动连接，用于驱动所述扫描镜水平转动。18.根据权利要求16或17所述的激光雷达，其特征在于，发射组件和接收组件位于所述扫描镜的同侧，且所述发射组件和所述接收组件同轴设置。19.根据权利要求16或17所述的激光雷达，其特征在于，发射组件和接收组件位于所述扫描镜的对侧，所述发射组件、所述扫描镜和所述接收组件沿第一直线方向设置。20.根据权利要求16
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19任意一项所述的激光雷达，其特征在于，所述接收组件还包括与所述接收器电连接的激光接收单元，所述激光接收单元包括光电转换单元、放大单元和采样单元；所述放大单元分别与所述光电转换单元和所述采样单元电连接；所述光电转换单元设置为将接收到的回波激光束转换为电信号，所述放大单元设置为放大所述电信号，所述采样单元设置为对经所述放大单元放大后的电信号进行采样，以生成采样信号。21.根据权利要求20所述的激光雷达，其特征在于，所述光电转换单元包括雪崩光电二极管。22.根据权利要求20或21所述的激光雷达，其特征在于，所述放大单元包括跨阻放大器和二级放大器，所述跨阻放大器分别与所述光电转换单元和所述二级放大器电连接，所述二级放大器与所述采样单元电连接。23.根据权利要求20至22任意一项所述的激光雷达，其特征在于，所述激光接收单元还包括互阻放大器，所述互阻放大器用于将采样信号进行放大，并将所述采样信号由电流信号转换为电压信号。24.根据权利要求16至23任意一项所述的激光雷达，其特征在于，还包括壳体，所述壳体上设置有通孔，发射组件、扫描镜和接收组件设置于所述壳体内，所述发射组件出射的激光束由所述通孔发出，在所述壳体上还连接设置有遮光罩，所述遮...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小波，白芳，
申请(专利权)人：深圳市镭神智能系统有限公司，
类型：发明
国别省市：