一种激光雷达光学系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种激光雷达光学系统，所述激光雷达光学系统包括具有容纳腔的壳体以及收容于所述容纳腔内的激光发射器、发射镜组、接收镜组、增强镜组和激光探测器，所述发射镜组用于将所述激光发射器发出的激光光束准直，所述接收镜组用于将回波光束汇聚；所述增强镜组位于激光探测器和接收镜组之间，所述增强镜组用于将部分无法直接到达所述激光探测器光敏面上的回波光束反射或透射至所述激光探测器。增强镜组将部分打不到激光探测器光敏面上的回波光束通过改变光轴方向，打到激光探测器的光敏面上，增强回波能量，从而能触发探测阈值，减弱了激光雷达近端盲区的影响。减弱了激光雷达近端盲区的影响。减弱了激光雷达近端盲区的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种激光雷达光学系统


[0001]本技术涉及激光雷达领域，特别涉及一种激光雷达光学系统。

技术介绍

[0002]激光雷达是激光技术与大气光学、目标和环境特性、雷达技术、光机电一体化、计算机技术等相结合的产物，激光作为其光源，有着单色性好、准直性高、相干性强等优点，被广泛的用于距离测量、大气探测、道路监控等各个领域。激光雷达分为同轴系统和平行轴系统，其中，平行轴系统相比同轴系统测距距离远，杂散光相对较少，但平行轴系统的近端存在较大的盲区，而且轴间距越大，盲区越大。
[0003]平行轴系统的发射接收视场如图1所示，一般来说，激光雷达的激光发射器所发出的激光光束具有一定视场，激光探测器也具有一定的接收视场，两个视场在一定距离后会基本重合，可以保证雷达的远距离测距，但在图1中为d的距离内，两个视场完全不重叠，因此激光发射器发出的激光光束完全不在对应激光探测器的接收视场范围内。图1中为h的区域，两个视场重叠的区域很小，激光发射器发出的激光光束，只有很少一部分在对应激光探测器的接收视场范围内。再考虑回波光束的影响，如图2所示，一般反射面均为漫反射物体，反射的光束遵循朗伯定律，即回波光束中的大部分能量集中在激光发射器所发出激光光束的视场内，小部分能量可以散射到发射视场外，当激光发射器所发出激光光束的发射视场与激光探测器的接收视场基本不重合时，激光探测器只能接收到很小的能量，无法触发探测阈值，相当于探测不到信号，这段区域就属于雷达探测的盲区。因此需要提出一种新的光学系统来减弱雷达近端盲区的影响。

技术实现思路

[0004]本技术的主要目的是提供一种激光雷达光学系统，旨在解决现有激光雷达存在近端盲区的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本技术提供一种激光雷达光学系统，所述激光雷达光学系统包括具有容纳腔的壳体以及收容于所述容纳腔内的激光发射器、发射镜组、接收镜组、增强镜组和激光探测器，所述发射镜组用于将所述激光发射器发出的激光光束准直，所述接收镜组用于将回波光束汇聚；所述增强镜组位于激光探测器和接收镜组之间，所述增强镜组用于将部分无法直接到达所述激光探测器光敏面上的回波光束反射或透射至所述激光探测器。
[0006]可选地，所述增强镜组位于所述激光探测器靠近或远离所述激光发射器的一侧。
[0007]可选地，所述增强镜组包括与所述壳体固定的支架以及固定在所述支架上的增强镜，所述增强镜用于将无法直接到达所述激光探测器光敏面上的回波光束反射或透射至所述激光探测器。
[0008]可选地，所述增强镜为反射镜、楔形棱镜、透镜、微透镜或透镜组中的任意一种或几种。
[0009]可选地，所述增强镜为反射镜，所述支架形成有倾斜面，所述反射镜贴设在所述倾斜面上。
[0010]可选地，所述倾斜面包括相对设置的第一端和第二端，所述第一端朝向接收模组的方向，所述第二端朝向所述激光探测器的方向，所述第一端至所述第二端逐渐向所述激光探测器的方向倾斜。
[0011]可选地，所述支架包括第一固定部和支撑部，所述倾斜面形成在所述支撑部上，所述第一固定部设置在所述支撑部背离所述反射镜的一侧，所述固定部与所述壳体固定。
[0012]可选地，所述增强镜为楔形棱镜，所述楔形棱镜的楔形面朝向所述激光探测器。
[0013]可选地，所述支架包括互相连接的竖直部和第二固定部，所述竖直部形成有竖直面，所述楔形棱镜贴设在所述竖直面上，所述第二固定部与所述壳体固定。
[0014]可选地，所述激光雷达光学系统还包括位于所述容纳腔内的遮光板，所述遮光板设置在所述激光发射器与所述激光探测器之间，以将所述容纳腔分隔为发射腔体和接收腔体，所述激光发射器、发射镜组位于所述发射腔体内，所述激光探测器、增强镜组和接收镜组位于所述接收腔体内。
[0015]在本技术的技术方案中，激光雷达光学系统包括具有容纳腔的壳体以及收容于所述容纳腔内的激光发射器、发射镜组、接收镜组、增强镜组和激光探测器，激光发射器发出激光光束，通过发射镜组准直后出射，打到被测物体上形成回波光束，经过接收镜组汇聚后，通过增强镜组，增强镜组位于激光探测器和接收镜组之间，增强镜组将部分打不到激光探测器光敏面上的回波光束通过改变光轴方向，打到激光探测器的光敏面上，增强回波能量，从而能触发探测阈值，减弱了激光雷达近端盲区的影响。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本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示出的结构获得其他的附图。
[0017]图1为平行轴系统的发射接收视场的盲区原理示意图；
[0018]图2为朗伯定律下的回波光束示意图；
[0019]图3为本技术一实施例的回波光束示意图；
[0020]图4为本技术一实施例的激光雷达光学系统的结构示意图；
[0021]图5为本技术另一实施例的激光雷达光学系统的结构示意图；
[0022]图6为图4所示激光雷达光学系统的另一角度的结构示意图；
[0023]图7为图6所示激光雷达光学系统的增强镜组的结构示意图；
[0024]图8为图5所示激光雷达光学系统的另一角度的结构示意图；
[0025]图9为图8所示激光雷达光学系统的增强镜组的结构示意图；
[0026]图10为本技术一实施例的激光雷达光学系统的视场区域示意图。
[0027]附图标号说明：
[0028]100、壳体；110、容纳腔；111、发射腔体；112、接收腔体；200、激光发射器；300、发射镜组；400、接收镜组；500、增强镜组；510、支架；511、倾斜面；512、第一端；513、第二端；514、
第一固定部；515、支撑部；516、第二固定部；517、竖直部；518、楔形面；519、竖直面；520、增强镜；521、反射镜；522、楔形棱镜；600、激光探测器；700、遮光板；810、第一区域；820、第二区域；830、第三区域。
[0029]本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0030]下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0031]需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0032]另外，在本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达光学系统，其特征在于，所述激光雷达光学系统包括具有容纳腔的壳体以及收容于所述容纳腔内的激光发射器、发射镜组、接收镜组、增强镜组和激光探测器，所述发射镜组用于将所述激光发射器发出的激光光束准直，所述接收镜组用于将回波光束汇聚；所述增强镜组位于激光探测器和接收镜组之间，所述增强镜组用于将部分无法直接到达所述激光探测器光敏面上的回波光束反射或透射至所述激光探测器。2.根据权利要求1所述的激光雷达光学系统，其特征在于，所述增强镜组位于所述激光探测器靠近或远离所述激光发射器的一侧。3.根据权利要求1所述的激光雷达光学系统，其特征在于，所述增强镜组包括与所述壳体固定的支架以及固定在所述支架上的增强镜，所述增强镜用于将无法直接到达所述激光探测器光敏面上的回波光束反射或透射至所述激光探测器。4.根据权利要求3所述的激光雷达光学系统，其特征在于，所述增强镜为反射镜、楔形棱镜、透镜、微透镜或透镜组中的任意一种或几种。5.根据权利要求4所述的激光雷达光学系统，其特征在于，所述增强镜为反射镜，所述支架形成有倾斜面，所述反射镜贴设在所述倾斜面上。6.根据权利要求5所述的激光雷达光学系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翔，王泮义，
申请(专利权)人：武汉万集光电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：