非共轴激光雷达及激光雷达测距补偿方法技术

本发明专利技术提供了一种非共轴激光雷达，其中，发射光学系统和接收光学系统均位于扫描反射面的同一侧，扫描反射面能将发射光学系统发出的发射激光投射至被探测目标，并能将被探测目标反射的光线投射至接收光学系统；测距矫正模块具有第一零位反射面和第二零位反射面，当扫描反射面旋转至矫正零位时，发射激光依次经过扫描反射面、第一零位反射面、第二零位反射面和扫描反射面的反射后，投射至接收光学系统。其能在很大程度上提升零位测量信号的强度，进而提升了雷达的抗干扰能力，最终有利于提升测距精度。本发明专利技术还提供一种激光雷达测距补偿方法，在扫描过程中实现了精准可靠的测距矫正，矫正操作简单，准确度高，能满足对测距精度的要求。要求。要求。

【技术实现步骤摘要】
非共轴激光雷达及激光雷达测距补偿方法


[0001]本专利技术属于激光雷达
，具体涉及一种非共轴激光雷达及激光雷达测距补偿方法。

技术介绍

[0002]激光雷达由于测距精度高、探测距离远以及抗干扰能力强等优点被广泛应用于测绘、交通、安防、无人驾驶等领域。但是，由于激光雷达属于光学精密仪器范畴，其组装过程需要光学精密对准，生产组装调校困难，制约了其发展；同时，由于温度的变化会导致电路延时改变，因此，不同温度下需要对雷达测距进行补偿，以满足不同温度下测距精度要求，而现有的激光雷达在测距精度方面还有很高的提升空间。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例提供一种非共轴激光雷达及激光雷达测距补偿方法，旨在能提升测距精度。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]第一方面，提供一种非共轴激光雷达，包括光学模块、扫描模块和测距矫正模块：
[0006]所述光学模块具有非共轴设置的发射光学系统和接收光学系统；
[0007]所述扫描模块具有反射装置和旋转驱动装置，所述反射装置具有扫描反射面，所述发射光学系统和所述接收光学系统均位于所述扫描反射面的同一侧，所述扫描反射面能将所述发射光学系统发出的发射激光投射至被探测目标，并能将所述被探测目标反射的光线投射至所述接收光学系统；
[0008]所述旋转驱动装置用于驱动所述反射装置预沿预设轴线旋转，以实现不同方向上的扫描，所述预设轴线平行于所述发射光学系统的光轴；
[0009]所述测距矫正模块具有第一零位反射面和第二零位反射面，当所述扫描反射面旋转至矫正零位时，所述发射激光依次经过所述扫描反射面、所述第一零位反射面、所述第二零位反射面和所述扫描反射面的反射后，投射至所述接收光学系统。
[0010]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一零位反射面垂直于所述第二零位反射面。
[0011]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，当所述扫描反射面旋转至矫正零位时，所述发射光学系统光轴所发出的光线依次经所述扫描反射面、所述第一零位反射面、所述第二零位反射面和所述扫描反射面的反射后，沿所述接收光学系统的光轴投射至所述接收光学系统。
[0012]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述扫描反射面到所述第一零位反射面的反射路径为第一反射路径，所述第二零位反射面到所述扫描反射面的反射路径为第二反射路径；
[0013]所述第一反射路径和所述第二反射路径之间的垂直距离等于所述发射光学系统
的光轴和所述接收光学系统的光轴之间的垂直距离。
[0014]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一零位反射面为镜面，所述第二零位反射面为镜面或朗伯面。
[0015]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述测距矫正模块包括矫正安装支架和安装于所述矫正安装支架的零位反射器，所述零位反射器具有所述第一零位反射面和所述第二零位反射面。
[0016]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述光学模块还包括光学支架，所述发射光学系统和所述接收光学系统均集成于所述光学支架。
[0017]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述扫描模块还包括角度反馈装置和扫描支架，所述角度反馈装置用于感测所述反射装置的旋转角度；所述反射装置、所述旋转驱动装置和所述角度反馈装置均集成于所述扫描支架。
[0018]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述非共轴激光雷达还包括防护模块，所述防护模块包括顺次连接的外壳、透光视窗和端盖，所述外壳用于容置所述光学模块，所述透光视窗围设于所述扫描模块和所述测距矫正模块的外周，所述端盖盖设于所述透光视窗背离所述外壳的端部开口处。
[0019]本申请实施例所示的方案，与现有技术相比，反射装置在旋转过程中能实现常规的扫描，继而能获取常规的扫描距离；当反射装置的扫描反射面转动至与第一零位反射面和第二零位反射面相对应的位置(矫正零位时)，获得的是矫正距离，通过扫描距离和矫正距离能计算出实际距离。本申请的非共轴激光雷达结构简单，使用方便，能在一个扫描周期内至少实现一次的矫正测距，且测距矫正模块的设置方式能在很大程度上提升零位测量信号的强度，进而提升了雷达的抗干扰能力，最终有利于提升测距精度。
[0020]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种激光雷达测距补偿方法，基于上述的非共轴激光雷达实现，包括如下步骤：
[0021]获取补偿后的探测信号与发光信号的时间差t；
[0022]根据t计算经过矫正的雷达测量距离L，计算公式如下：
[0023][0024]其中，c为光速。
[0025]本申请实施例所示的方案，与现有技术相比，通过采用上述的非共轴激光雷达，在扫描过程中实现了精准可靠的测距矫正，矫正操作简单，准确度高，能满足对测距精度的要求。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例一提供的非共轴激光雷达的结构示意图；
[0027]图2为本专利技术实施例一提供的非共轴激光雷达的内部结构剖视图；
[0028]图3为本专利技术实施例一提供的非共轴激光雷达的矫正测距状态图；
[0029]图4为本专利技术实施例一采用的光学模块、扫描模块和测距矫正模块的装配结构立体图一；
[0030]图5为本专利技术实施例一采用的光学模块、扫描模块和测距矫正模块的装配结构立
体图二；
[0031]图6为本专利技术实施例二采用的零位反射器的结构示意图；
[0032]图7为本专利技术实施例三采用的零位反射器的结构示意图；
[0033]图8为本专利技术实施例四采用的零位反射器的结构示意图；
[0034]图9为不同温度的电路延时示意；
[0035]图10为不同强度的信号补偿示意。
[0036]附图标记说明：
[0037]100、光学模块；110、发射光学系统；120、接收光学系统；130、光学支架；131、安装平台；
[0038]200、扫描模块；20a、预设轴线；210、反射装置；211、扫描反射面；220、旋转驱动装置；230、角度反馈装置；231、定位盘；232、传感器；240、扫描支架；
[0039]300、测距矫正模块；310、第一零位反射面；320、第二零位反射面；330、矫正安装支架；340、零位反射器；
[0040]400、防护模块；410、外壳；420、透光视窗；430、端盖。
具体实施方式
[0041]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0042]请一并参阅图2至图5，现对本专利技术提供的非共轴激光雷达进行说明。所述非共轴激光雷达，包括光学模块100、扫描模块200和测距矫正模块300。
[0043]光学模块100具有非共轴设置的发射光学系统110和接收光学系统120。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非共轴激光雷达，其特征在于，包括光学模块、扫描模块和测距矫正模块：所述光学模块具有非共轴设置的发射光学系统和接收光学系统；所述扫描模块具有反射装置和旋转驱动装置，所述反射装置具有扫描反射面，所述发射光学系统和所述接收光学系统均位于所述扫描反射面的同一侧，所述扫描反射面能将所述发射光学系统发出的发射激光投射至被探测目标，并能将所述被探测目标反射的光线投射至所述接收光学系统；所述旋转驱动装置用于驱动所述反射装置预沿预设轴线旋转，以实现不同方向上的扫描，所述预设轴线平行于所述发射光学系统的光轴；所述测距矫正模块具有第一零位反射面和第二零位反射面，当所述扫描反射面旋转至矫正零位时，所述发射激光依次经过所述扫描反射面、所述第一零位反射面、所述第二零位反射面和所述扫描反射面的反射后，投射至所述接收光学系统。2.如权利要求1所述的非共轴激光雷达，其特征在于，所述第一零位反射面垂直于所述第二零位反射面。3.如权利要求2所述的非共轴激光雷达，其特征在于，当所述扫描反射面旋转至矫正零位时，所述发射光学系统光轴所发出的光线依次经所述扫描反射面、所述第一零位反射面、所述第二零位反射面和所述扫描反射面的反射后，沿所述接收光学系统的光轴投射至所述接收光学系统。4.如权利要求3所述的非共轴激光雷达，其特征在于，所述扫描反射面到所述第一零位反射面的反射路径为第一反射路径，所述第二零位反射面到所述扫描反射面的反射路径为第二反射路径；所述第一反射路径和所述第二反射路径...

【专利技术属性】
技术研发人员：任玉松，单建勇，林建东，白玉茹，秦屹，
申请(专利权)人：森思泰克河北科技有限公司，
类型：发明
国别省市：