一种仿生复眼式激光雷达系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种仿生复眼式激光雷达系统，其中，基于曲面超透镜的激光雷达发射模块，包括：第一曲面超透镜阵列、支撑架和多个激光器；第一曲面超透镜阵列上间隔设置有多个曲面超透镜；多个激光器中各激光器分别固定在支撑架上；多个曲面超透镜中的各曲面超透镜对各激光器中与各曲面超透镜对应设置的激光器发出的激光光束进行准直，被准直后的激光光束在目标物体上生成点云；基于曲面超透镜的激光雷达接收模块，对目标物体反射的回波信号进行接收，本实用新型专利技术提供的仿生复眼式激光雷达系统，利用基于曲面超透镜的激光雷达发射模块对仿生复眼进行模拟，使得基于曲面超透镜的激光雷达发射模块所发出的点云可以有更大的视场角。角。角。

【技术实现步骤摘要】
一种仿生复眼式激光雷达系统


[0001]本技术涉及超透镜应用
，具体而言，涉及一种仿生复眼式激光雷达系统。

技术介绍

[0002]目前，全固态和混合固态激光雷达逐渐走入市场。对于全固态和混合固态激光雷达，就激光发射系统而言，单次产生的空间点云角度有限，需引入扫描等额外运动机制、探测效率低等问题。

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仿生复眼式激光雷达系统。
[0004]第一方面，本技术实施例提供了一种仿生复眼式激光雷达系统，包括：基于曲面超透镜的激光雷达发射模块和基于曲面超透镜的激光雷达接收模块；
[0005]所述基于曲面超透镜的激光雷达发射模块，包括：第一曲面超透镜阵列、支撑架和多个激光器；
[0006]所述第一曲面超透镜阵列上间隔设置有多个曲面超透镜；
[0007]所述多个激光器中各激光器分别固定在所述支撑架上；
[0008]所述多个曲面超透镜中的各曲面超透镜对各激光器中与各曲面超透镜对应设置的激光器发出的激光光束进行准直，被准直后的所述激光光束在目标物体上生成点云；
[0009]所述基于曲面超透镜的激光雷达接收模块，对目标物体反射的回波信号进行接收。
[0010]本技术实施例上述第一方面提供的方案中，在仿生复眼式激光雷达系统中使用包括第一曲面超透镜阵列和多个激光器的基于曲面超透镜的激光雷达发射模块，第一曲面超透镜阵列中的多个曲面超透镜中的各曲面超透镜对各激光器中与各曲面超透镜对应设置的激光器发出的激光光束进行准直，被准直后的所述激光光束在目标物体上生成点云，与相关技术中激光雷达的激光发射系统相比，由于采用了第一曲面超透镜阵列，利用第一曲面超透镜阵列中设置的多个曲面超透镜对仿生复眼进行模拟，从而使仿生复眼式激光雷达系统中使用的基于曲面超透镜的激光雷达发射模块所发出的点云可以有更大的视场角，且结构简单，不涉及机械扫描，稳定性较高且探测效率高；而且，由于曲面超透镜具有轻，薄，简，廉及产能高的技术优势，使得基于曲面超透镜阵列的仿生复眼式激光雷达系统具有小型化和轻量化的优势，在对重量和安装空间有极高要求的应用领域极具优势。
[0011]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
[0012]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。
[0013]图1示出了本技术实施例1所提供的一种仿生复眼式激光雷达系统中基于曲面超透镜的激光雷达发射模块的结构示意图；
[0014]图2示出了本技术实施例所提供的一种仿生复眼式激光雷达系统中基于曲面超透镜的激光雷达接收模块的结构示意图一；
[0015]图3示出了本技术实施例所提供的一种仿生复眼式激光雷达系统中以球面支撑架为例的仿生复眼式激光雷达发射模块的结构示意图；
[0016]图4示出了本技术实施例所提供的一种仿生复眼式激光雷达系统中基于曲面超透镜的激光雷达接收模块的结构示意图二；
[0017]图5示出了本技术实施例所提供的一种仿生复眼式激光雷达系统中基于曲面超透镜的激光雷达接收模块的结构示意图三；
[0018]图6示出了本技术实施例所提供的一种仿生复眼式激光雷达系统中基于曲面超透镜的激光雷达接收模块的结构示意图四；
[0019]图7示出了本技术实施例所提供的一种仿生复眼式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。
具体实施方式
[0020]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。
[0021]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。
[0022]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。
[0023]目前，全固态和混合固态激光雷达逐渐走入市场。对于全固态和混合固态激光雷达，就激光发射系统而言，单次产生的空间点云角度有限，需引入扫描等额外运动机制、探测效率低等问题。
[0024]基于此，本实施例提出一种仿生复眼式激光雷达系统，在仿生复眼式激光雷达系
统中使用包括第一曲面超透镜阵列和多个激光器的基于曲面超透镜的激光雷达发射模块，第一曲面超透镜阵列中的多个曲面超透镜中的各曲面超透镜对各激光器中与各曲面超透镜对应设置的激光器发出的激光光束进行准直，被准直后的所述激光光束在目标物体上生成点云，利用第一曲面超透镜阵列中设置的多个曲面超透镜对仿生复眼进行模拟，从而使仿生复眼式激光雷达系统中使用的基于曲面超透镜的激光雷达发射模块所发出的点云可以有更大的视场角，且结构简单，不涉及机械扫描，稳定性较高且探测效率高。
[0025]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。
[0026]实施例
[0027]参见图1所示的一种仿生复眼式激光雷达系统中基于曲面超透镜的激光雷达发射模块的结构示意图和图2所示的一种仿生复眼式激光雷达系统中基于曲面超透镜的激光雷达接收模块的结构示意图一，本实施例提出一种仿生复眼式激光雷达系统，包括：基于曲面超透镜的激光雷达发射模块100和基于曲面超透镜的激光雷达接收模块200。
[0028]所述基于曲面超透镜的激光雷达发射模块，包括：第一曲面超透镜阵列102、支撑架104和多个激光器106。
[0029]所述第一曲面超透镜阵列，包括：间隔设置的多个曲面超透镜。
[0030]所述多个激光器中各激光器分别固定在所述支撑架上。安装后的多个激光器位于所述第一曲面超透镜阵列的焦平面上。
[0031]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿生复眼式激光雷达系统，其特征在于，包括：基于曲面超透镜的激光雷达发射模块和基于曲面超透镜的激光雷达接收模块；所述基于曲面超透镜的激光雷达发射模块，包括：第一曲面超透镜阵列、支撑架和多个激光器；所述第一曲面超透镜阵列包括：间隔设置的多个曲面超透镜；所述多个激光器中各激光器分别固定在所述支撑架上；所述多个曲面超透镜中的各曲面超透镜对各激光器中与各曲面超透镜对应设置的激光器发出的激光光束进行准直，被准直后的所述激光光束在目标物体上生成点云；所述基于曲面超透镜的激光雷达接收模块，对目标物体反射的回波信号进行接收。2.根据权利要求1所述的仿生复眼式激光雷达系统，其特征在于，所述支撑架，采用曲面支撑架；所述曲面支撑架的曲面弧度与所述第一曲面超透镜阵列的曲面弧度相同。3.根据权利要求1所述的仿生复眼式激光雷达系统，其特征在于，各激光器所发出激光光束的光轴经过与各曲面超透镜中与各激光器对应设置的曲面超透镜的中心；各激光器与各曲面超透镜中与各激光器对应设置的曲面超透镜组成一个发射模组。4.根据权利要求3所述的仿生复眼式激光雷达系统，其特征在于，单个所述发射模组的半视场角与单个所述发射模组所发出的激光光束所覆盖目标物体的探测区域的空间立体角的关系满足如下公式：Ω0＝2π(1
‑
cosθ)其中，Ω0表示单个所述发射模组所发出的激光光束所覆盖目标物体的探测区域的空间立体角；θ表示单个所述发射模组的半视场角。5.根据权利要求4所述的仿生复眼式激光雷达系统，其特征在于，所需投射点云的空间立体角与所述第一曲面超透镜阵列中曲面超透镜的数量满足如下公式：N≥Ω/Ω0其中，N表示第一曲面超透镜阵列中曲面超透镜的数量；Ω表示所需投射点云的空间立体角。6.根据权利要求5所述的仿生复眼式激光雷达系统，其特征在于，单个所述发射模组的半视场角与所需投射点云的空间立体角的对应关系满足如下公式：θ≤arccos(1
‑
Ω/2πN)。7.根据权利要求1所述的仿生复眼式激光雷达系统，其特征在于，所述基于曲面超透镜的激光雷达接收模块，包括：第二曲面超透镜阵列和光电探测器阵列；所述光电探测器阵列位于所述第二曲面超透镜阵列的焦平面上；所述第二曲面超透镜阵列，包括：间隔设置的...

【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：