一种基于超表面的多线激光雷达系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种基于超表面的多线激光雷达系统，其中，在基于超表面的多线激光雷达系统中，使用超表面对光源发射的光线进行分光，得到光线的2

【技术实现步骤摘要】
一种基于超表面的多线激光雷达系统


[0001]本技术涉及超透镜应用
，具体而言，涉及一种基于超表面的多线激光雷达系统。

技术介绍

[0002]目前，多线激光雷达是指同时具备发射多束激光及接收多束激光的激光旋转测距雷达，多线激光雷达可以识别物体的高度信息并获取周围环境的3D扫描图，主要应用于无人驾驶，智慧城市等领域。多线激光雷达需要设置2
n
个激光器、2
n
个探测器以及其他配套使用的光学元件，导致多线激光雷达的内部结构非常复杂。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本技术实施例的目的在于提供一种基于超表面的多线激光雷达系统。
[0004]第一方面，本技术实施例提供了一种基于超表面的多线激光雷达系统，包括：光源、超表面、接收元件、光电探测器阵列、以及雷达支撑机构；
[0005]所述光源、所述超表面、所述接收元件和所述光电探测器阵列均安装在所述雷达支撑机构上；
[0006]所述超表面将所述光源发射的光线进行分光，得到所述光线的2
n
个分光光束，所述2
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个分光光束中的各分光光束分别照射到目标物体的探测区域上；其中，n为大于2的自然数；
[0007]所述接收元件接收被所述目标物体的探测区域反射回的各所述分光光束，并将被所述目标物体的探测区域反射回的各所述分光光束汇聚到所述光电探测器阵列上。
[0008]本技术实施例上述第一方面提供的方案中，使用超表面对光源发射的光线进行分光，得到光线的2r/>n
个分光光束，2
n
个分光光束中的各分光光束分别照射到目标物体的探测区域上，接收元件接收被目标物体的探测区域反射回的各分光光束，并将被目标物体的探测区域反射回的各分光光束汇聚到光电探测器阵列上，与相关技术中多线激光雷达需要设置2
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个激光器、2
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个探测器以及其他配套使用的光学元件的实现方式相比，通过超表面对光源发射的光线进行分光得到光线的2
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个分光光束照射到目标物体，替代了多线激光雷达系统中使用的2
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个激光器，通过光电探测器阵列对接收元件接收到的各分光光束进行接收，替代了多线激光雷达系统中使用的2
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个探测器，也进一步降低了其他与激光器和探测器配套的光学元件的使用，从而大大降低了多线激光雷达系统实际使用的光学元件数量，使得多线激光雷达的内部结构更加简单。
[0009]为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0010]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获得其他的附图。
[0011]图1示出了本技术实施例所提供的一种基于超表面的多线激光雷达系统的结构示意图；
[0012]图2示出了本技术实施例所提供的一种基于超表面的多线激光雷达系统中，超表面和超透镜中正六边形、正方形和扇形的纳米结构在基底上的排布图；
[0013]图3示出了本技术实施例所提供的一种基于超表面的多线激光雷达系统的第二种结构示意图；
[0014]图4示出了本技术实施例所提供的一种基于超表面的多线激光雷达系统的第三种结构示意图；
[0015]图5示出了本技术实施例所提供的一种基于超表面的多线激光雷达系统的第四种结构示意图。
[0016]图标：100、光源；102、超表面；104、接收元件；106、光电探测器阵列；108、雷达支撑机构；1040、超透镜；1060、光电探测器；110、电机；112、支撑杆；114、光束偏折元件；200、MEMS振镜；202、反射元件；300、目标物体。
具体实施方式
[0017]在本技术的描述中，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技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0018]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0019]在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0020]目前，多线激光雷达是指同时具备发射多束激光及接收多束激光的激光旋转测距雷达，多线激光雷达可以识别物体的高度信息并获取周围环境的3D扫描图，主要应用于无人驾驶，智慧城市等领域。多线激光雷达需要设置2
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个激光器、2
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个探测器以及其他配套使用的光学元件，导致多线激光雷达的内部结构非常复杂。
[0021]基于此，本申请实施例提出一种基于超表面的多线激光雷达系统，使用超表面对
光源发射的光线进行分光，得到光线的2
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个分光光束，2
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个分光光束中的各分光光束分别照射到目标物体的探测区域上，接收元件接收被目标物体的探测区域反射回的各分光光束，并将被目标物体的探测区域反射回的各分光光束汇聚到光电探测器阵列上，通过超表面对光源发射的光线进行分光得到光线的2
n
个分光光束照射到目标物体，替代了多线激光雷达系统中使用的2
n
个激光器，通过光电探测器阵列对接收元件接收到的各分光光束进行接收，替代了多线激光雷达系统中使用的2
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个探测器，也进一步降低了其他与激光器和探测器配套的光学元件的使用，从而大大降低了多线激光雷达系统实际使用的光学元件数量，使得多线激光雷达的内部结构更加简单。
[0022]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请做进一步详细的说明。
[0023]实施例
[0024]参见图1所示的一种基于超表面的多线激光雷达系统的结构示意图，本实施例提出一种基于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超表面的多线激光雷达系统，其特征在于，包括：光源、超表面、接收元件、光电探测器阵列以及雷达支撑机构；所述光源、所述超表面、所述接收元件和所述光电探测器阵列均安装在所述雷达支撑机构上；所述超表面将所述光源发射的光线进行分光，得到所述光线的2
n
个分光光束，所述2
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个分光光束中的各分光光束分别照射到目标物体的探测区域上；其中，n为大于等于2的自然数；所述接收元件接收被所述目标物体的探测区域反射回的各所述分光光束，并将被所述目标物体的探测区域反射回的各所述分光光束汇聚到所述光电探测器阵列上。2.根据权利要求1所述的基于超表面的多线激光雷达系统，其特征在于，所述接收元件，包括：超透镜阵列；所述超透镜阵列，包括：并排设置的多个超透镜；所述光电探测器阵列，包括：并排设置的多个光电探测器；所述目标物体的探测区域反射回的各所述分光光束，分别入射到所述多个超透镜中的各超透镜上，各所述超透镜分别将入射的分光光束汇聚到所述多个光电探测器中与各所述超透镜相对设置的光电探测器上；所述光电探测器，将入射的分光光束转化为电信号。3.根据权利要求2所述的基于超表面的多线激光雷达系统，其特征在于，所述超表面和所述超透镜，分别包括：基底和多个纳米结构；所述多个纳米结构中的各纳米结构分别设置在所述基底上。4.根据权利要求3所述的基于超表面的多线激光雷达系统，其特征在于，所述2
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个分光光束中的各分光光束之间的夹角满足以下公式：其中，λ表示2
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个分光光束中各分光光束的波长；q0表示所述超表面上所述纳米结构的周期；γ表示2
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个分光光束中的各分光光束之间的夹角。5.根据权利要求1所述的基于超表面的多线激光雷达系统，其特征在于，还包括：机械旋转模块；所述机械旋转模块安装在所述雷达支撑机构上，能够带动所述雷达支撑机构旋转。6.根据权利要求5所述的基于超表面的多线激光雷达系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱瑞，朱健，郝成龙，谭凤泽，
申请(专利权)人：深圳迈塔兰斯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：