光探测装置及行驶载具制造方法及图纸

本申请提供光探测装置及行驶载具，其中光探测装置包括：视窗；光发射端，配置成输出发射信号；光探测端，配置成探测所述发射信号的回波信号；以及光信号重定向组件，配置成通过运动以对发射信号进行偏折，使得发射信号从光探测装置的视窗出射，实现对第二方向视场的扫描，以及对所述回波信号重定向，使得所述回波信号传输至所述光探测端；其中，所述发射信号的光路和所述回波信号的光路至少在所述视窗至光信号重定向组件之间构成重叠。本申请实施例中通过将收发端相对左右设置，而非上下堆叠，可在不影响探测性能的前提下，保持甚至是降低装置高度，且能减小近距离盲区。且能减小近距离盲区。且能减小近距离盲区。

【技术实现步骤摘要】
光探测装置及行驶载具


[0001]本申请涉及光学测距
，尤其涉及光探测装置及行驶载具。

技术介绍

[0002]激光雷达，是通过出射激光并接收激光到达目标物表面并返回的回波信号来实现对外部探测的设备。用在自动驾驶车辆上的激光雷达需要满足很多参数要求，包括点云密度大，视场宽，无盲区，刷新频率高，体积小，能耗低，价格低廉等。
[0003]通常的，激光雷达会采用将发射模块和接收模块按上、下堆叠的方式设置。其中，发射模块会包括激光器，接收模块会包括探测器。
[0004]但是，这样的方案会带来诸多问题。首先这种激光雷达的体积比较大，难以被隐藏在车辆上通常的安装空间，比如车灯里，车的顶层内。在接收模块和发射模块上下堆叠的情况下，由于产品的总高度需要大于两个模块堆叠后的总高度，致使激光雷达产品的总高度难以得到下降。强行降低雷达高度会造成雷达的视场角或者线束等参数的牺牲；相应的，探测器可能接收到的回波信号量降低，牺牲信噪比参数，即雷达探测到目标物的距离和反射率数据会不准确，雷达性能恶化。在这样的情形下，无法实现高线束量的激光雷达，如32线以上(例如 32线、64线、128线等)的激光雷达。
[0005]其次，这种激光雷达存在近距离盲区的问题。由于发射模块和接收模块上下设置，在对距离激光雷达较近距离范围内的目标物进行探测时，激光器出射激光经反射得到的回波信号会有大部分落在探测器的视场以外，故造成激光雷达的探测器不能接收到回波信号或者接收到的回波信号极弱，从而产生近距离盲区。

技术实现思路

[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请提供光探测装置及行驶载具，解决现有技术的问题。
[0007]为实现上述目标及其他相关目标，本申请第一方面提供一种光探测装置，包括：视窗；光发射端，包括光发射器阵列，配置成输出发射信号；所述光发射器阵列包括相互错开的N 列光发射器，每一列光发射器沿第一方向延伸，N＞1；光探测端，包括：光探测器阵列，配置成探测所述发射信号遇到障碍物后被反射的回波信号；所述光探测器阵列包括相互错开的M列光探测器，每一列光探测器沿所述第一方向延伸，M＞1；所述光发射器阵列及光探测器阵列构成多个探测通道，形成对第一方向视场的扫描，每个探测通道包括至少一个光发射器以及至少一个光探测器，每个探测通道对应一个第一方向视场；以及光信号重定向组件，配置成通过运动以对发射信号进行偏折，使得发射信号从光探测装置的视窗出射，实现对第二方向视场的扫描，以及对所述回波信号重定向，使得所述回波信号传输至所述光探测端；其中，所述发射信号的光路和所述回波信号的光路至少在所述视窗至光信号重定向组件之间构成重叠。
[0008]在第一方面的一些实施例中，所述光发射器阵列中的光发射器为垂直腔面激光发
射器；所述光发射端包含的光发射器设有用于准直发射信号的微透镜阵列。
[0009]在第一方面的一些实施例中，每个所述光发射器包括多个发光单元，所述微透镜阵列中的每个微透镜单元与发光单元一一对应且形状匹配地设置；所述多个发光单元按多边形排布，每个所述微透镜单元为相应的多边形形状且相互拼合。
[0010]在第一方面的一些实施例中，所述微透镜阵列相对于光发射器分离地设置，或者印刻在光发射器的发光面。
[0011]在第一方面的一些实施例中，所述光发射器为背发光式的半导体结构，所述微透镜阵列印刻在所述半导体结构的衬底的表面。
[0012]在第一方面的一些实施例中，在发送发射信号至探测对应的回波信号的一次信号传送过程中，所述光发射器阵列中被激活的多个光发射器分别同所述光接收器阵列中被激活的多个光接收器之间形成处于工作状态的多个光信号传输探测通道；所述光发射器阵列包括多个光发射器组和/或光接收器阵列包括多个光接收器组；所述被激活的各个光发射器分别属于不同的光发射器组和/或所述被激活的各个光接收器分别属于不同的光接收器组。
[0013]在第一方面的一些实施例中，每个光发射器组中的各个光发射器和/或每个光探测器组中的各个光探测器在多次信号传送过程中轮流被激活。
[0014]在第一方面的一些实施例中，所述光探测装置在预设数量次信号传送过程中执行测远动作之后，在下一次信号传送过程中执行测近动作。
[0015]在第一方面的一些实施例中，所述光发射器阵列在第一方向上中部区域的第一数量的光发射器在测远动作中被激活，第二数量的光发射器在测近动作中被激活；所述第一数量大于第二数量。
[0016]在第一方面的一些实施例中，所述测远动作所对应的探测距离有多个；其中，被激活的光发射器在光发射器阵列中的位置越靠近中心，对应预期探测的距离越远。
[0017]在第一方面的一些实施例中，在同一次信号传送过程中工作的各个探测通道中传输的光信号之间的信号特征不同。
[0018]在第一方面的一些实施例中，所述发射信号包括一或多个脉冲信号；所述信号特征的维度包括：波长、脉冲宽度、脉冲数量、脉冲峰值及脉冲间时间间隔中的一种或多种组合。
[0019]在第一方面的一些实施例中，所述光发射器阵列和光探测器阵列相配合地配置成达到32 线以上的线束量。
[0020]在第一方面的一些实施例中，所述光信号重定向组件包括：旋转件，受控而转动，其包括至少一个反射面，适于接收回波信号和/或输出发射信号；第一重定向件，位于发射信号的光路和接收信号的光路中，配置成向旋转件输出发射信号及回波信号中的一者，并形成有供回波信号及发射信号中另一者通过的通过部。
[0021]在第一方面的一些实施例中，所述通过部包括：形成于所述第一重定向件的旁侧和/或中部的一或多个空隙。
[0022]在第一方面的一些实施例中，所述第一重定向件包括：用于将发射信号向旋转件输出的第一区域，以及第一区域以外用于透射回波信号的第二区域。
[0023]在第一方面的一些实施例中，所述的光探测装置包括：遮光件，设于透射所述第一
重定向件的发射信号的传播路径上。
[0024]在第一方面的一些实施例中，所述第一重定向件远离所述旋转件的一端的至少部分端面配置为第一反射面；所述第一反射面与所述发射信号的光路中通向第一重定向件的第一光路段的轴线之间配置成第一预设夹角，以将沿第一光路段所传输来的光信号偏离于所述接收信号的光路；和/或，所述第一重定向件远离所述旋转件的一端的至少部分端面配置为第二反射面；所述第二反射面与所述接收信号的光路中从第一重定向件起始的第二光路段的轴线之间配置成第二预设夹角，以将沿所述第二光路段传输来的光信号偏离于所述发射信号的光路。
[0025]在第一方面的一些实施例中，所述第一重定向件在靠近旋转件的一端的端面配置成平行于所述旋转件至第一重定向件之间接收信号的光路的光路段的轴线方向。
[0026]在第一方面的一些实施例中，所述旋转件包括两个以上的反射面。
[0027]在第一方面的一些实施例中，所述第一重定向件被封装在第一套体中，所述第一套体沿发射信号的光路向靠近光发射端方向延伸。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光探测装置，其特征在于，包括：视窗；光发射端，包括光发射器阵列，配置成输出发射信号；所述光发射器阵列包括相互错开的N列光发射器，每一列光发射器沿第一方向延伸，N＞1；光探测端，包括：光探测器阵列，配置成探测所述发射信号遇到障碍物后被反射的回波信号；所述光探测器阵列包括相互错开的M列光探测器，每一列光探测器沿所述第一方向延伸，M＞1；所述光发射器阵列及光探测器阵列构成多个探测通道，形成对第一方向视场的扫描，每个探测通道包括至少一个光发射器以及至少一个光探测器，每个探测通道对应一个第一方向视场；以及光信号重定向组件，配置成通过运动以对发射信号进行偏折，使得发射信号从光探测装置的视窗出射，实现对第二方向视场的扫描，以及对所述回波信号重定向，使得所述回波信号传输至所述光探测端；其中，所述发射信号的光路和所述回波信号的光路至少在所述视窗至光信号重定向组件之间构成重叠。2.根据权利要求1所述的光探测装置，其特征在于，所述光发射器阵列中的光发射器为垂直腔面激光发射器；设有用于准直发射信号的微透镜阵列。3.根据权利要求2所述的光探测装置，其特征在于，每个所述光发射器包括多个发光单元，所述微透镜阵列中的微透镜单元与发光单元一一对应且形状匹配地设置。4.根据权利要求2所述的光探测装置，其特征在于，所述微透镜阵列相对于光发射器分离地设置，或者印刻在光发射器的发光面。5.根据权利要求2所述的光探测装置，其特征在于，所述光发射器为背发光式的半导体结构，所述微透镜阵列印刻在所述半导体结构的衬底的表面。6.根据权利要求2所述的光探测装置，其特征在于，在发送发射信号至探测对应的回波信号的一次信号传送过程中，所述光发射器阵列中被激活的多个光发射器分别同所述光接收器阵列中被激活的多个光接收器之间形成处于工作状态的多个光信号传输探测通道；所述光发射器阵列包括多个光发射器组和/或光接收器阵列包括多个光接收器组；所述被激活的各个光发射器分别属于不同的光发射器组和/或所述被激活的各个光接收器分别属于不同的光接收器组。7.根据权利要求6所述的光探测装置，其特征在于，每个光发射器组中的各个光发射器和/或每个光探测器组中的各个光探测器在多次信号传送过程中轮流被激活。8.根据权利要求7所述的光探测装置，其特征在于，所述光探测装置在预设数量次信号传送过程中执行测远动作之后，在下一次信号传送过程中执行测近动作。9.根据权利要求8所述的光探测装置，其特征在于，所述光发射器阵列在第一方向上中部区域的第一数量的光发射器在测远动作中被激活，第二数量的光发射器在测近动作中被激活；所述第一数量大于第二数量。10.根据权利要求8所述的光探测装置，其特征在于，所述测远动作所对应的探测距离有多个；其中，被激活的光发射器在光发射器阵列中的位置越靠近中心，对应预期探测的距离越远。
11.根据权利要求8所述的光探测装置，其特征在于，在同一次信号传送过程中工作的各个探测通道中传输的光信号之间的信号特征不同。12.根据权利要求11所述的光探测装置，其特征在于，所述发射信号包括一或多个脉冲信号；所述信号特征的维度包括：波长、脉冲宽度、脉冲数量、脉冲峰值及脉冲间时间间隔中的一种或多种组合。13.根据权利要求1所述的光探测装置，其特征在于，所述光发射器阵列和光探测器阵列相配合地配置成达到32线以上的线束量。14.根据权利要求1所述的光探测装置，其特征在于，所述光信号重定向组件包括：旋转件，受控而...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱雪洲，杨晋，曾昭明，孙恺，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：