装调方法、装调装置及激光雷达制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种装调方法、装调装置及激光雷达，所述装调方法包括：通过照明单元向第一分光单元输出照明信号，以由第一分光单元将探测到的照明信号向光接收模块传输，并被光接收模块反射形成反射信号；反射信号经第一分光单元传输到至少一个成像单元，以在至少一个成像单元上成像，形成第一光斑；通过光发射模块输出发射信号，以经第一分光单元在至少一个成像单元上成像，形成第二光斑；通过调节光发射模块和光接收模块的位姿，使第一光斑和第二光斑的位置匹配。通过具有同轴收发光学系统的装调装置，对激光雷达进行装调，既保持装调过程可视化而提高装调效率，又能够通过同轴收发光学系统来压缩装调装置占用的空间。系统来压缩装调装置占用的空间。系统来压缩装调装置占用的空间。

【技术实现步骤摘要】
装调方法、装调装置及激光雷达


[0001]本专利技术涉及光学测距领域，尤其涉及装调方法、装调装置及激光雷达。

技术介绍

[0002]激光雷达是通过发射激光，并探测激光到达物体表面后反射的回波信号来计算物体距离的探测设备。激光雷达的光学系统可以分为旁轴及同轴收发光学系统。旁轴收发光学系统指的是激光雷达中发射的激光信号和其回波信号的传输路径之间不具有相同的光束传输路径，而同轴收发光学系统则指的是激光信号和回波信号的传输路径之间存在相同的光束传输路径。相比于旁轴收发光学系统，同轴收发光学系统在压缩激光雷达的结构尺寸以及测距性能上均有提升。
[0003]在同轴收发光学系统的激光雷达的组装过程中，需要对光发射模块102和光接收模块103分别进行精确装调。对光发射模块102的装调，需要满足使光发射模块102的光斑在远处清晰成像的第一装调条件，可能占用较大的空间；而且，对于光发射模块102包含的多个光发射器，需要装调每个光发射器的指向角以实现对应光斑的清晰成像；对于光接收模块103的装调，需要精确地调节至满足光接收模块103对准光发射模块102的第二装调条件，即其中的各光探测器要分别与各光发射器对准，因此上述装调过程也需要花费较多的时间。
[0004]目前，主要通过直接装调和视场扫描两种方式，以满足上述装调条件。
[0005]如图1所示，展示采用直接装调方式的装调装置的结构示意图。直接装调方式需要在远距离处放置反射板101以满足激光雷达100的光发射模块102的光斑在无限远处成像，因此会占用较大的空间。其装调过程如下：
[0006]1)沿光轴方向调节光发射模块102，直至远处反射板101上的光斑清晰；
[0007]2)绕光轴方向调节光发射模块102，使得各通道光束指向角满足要求；
[0008]3)在垂直光轴的平面调节光接收模块103，使得各通道接收信号幅值最大。其中，所述通道由用于光信号发射的光发射器和用于光信号接收的光探测器形成。所述激光雷达100包括光学系统104，包含同轴收发光学系统来分别进行光信号的发射和接收。
[0009]在此示例中，由于需要根据接收信号幅值大小来判断光接收模块103是否对准相应光发射模块102，该过程缺乏直观性，因此无论对准精度还是效率都比较低。
[0010]另外，如图2所示，展示采用视场扫描方式的装调装置的结构示意图。相比于图1的直接装调方式而言，图2示例的视场扫描方式中增加了视场扫描仪201，使接收视场可视化，从而能够在一定程度上提升光接收模块103装调的精度，但在装调效率上没有本质上的提升，且没有解决光发射模块102装调占用较大空间的问题，其装调过程如下：
[0011]1)沿光轴方向调节光发射模块102，直至远处反射板101上的光斑清晰；
[0012]2)绕光轴方向调节光发射模块102，使得各通道光斑落在反射板101指定区域内，即光束指向满足要求；
[0013]3)视场扫描仪201发出的扫描光束覆盖整个有效视场，当扫描光斑的共轭像恰好
落在光接收模块103感光面上，则控制相机202获取此时反射板101上的扫描光斑。在垂直光轴的平面调节光接收模块103，使得反射板101上的扫描光斑所在区域与指定区域重合，即光发射模块102的各个通道在反射板101上光斑的共轭像恰落在光接收模块103相应通道的感光面上。

技术实现思路

[0014]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术提供一种装调方法、装调装置及激光雷达，解决现有技术中激光雷达的装调存在效率低、精度差、占用空间大等问题。
[0015]为实现上述目标及其他相关目标，本专利技术第一方面提供一种激光雷达的装调方法，所述激光雷达包括光发射模块和光接收模块；所述光发射模块用于输出发射信号；所述光接收模块用于探测接收信号；用于传输所述发射信号的发射光路与用于传输所述接收信号的接收光路之间部分相同；所述装调方法包括：通过照明单元向第一分光单元输出照明信号，以由第一分光单元将探测到的照明信号向所述光接收模块传输，并被所述光接收模块反射形成反射信号；所述反射信号经所述第一分光单元传输到至少一个成像单元，以在所述至少一个成像单元上成像，形成第一光斑；通过所述光发射模块输出发射信号，以经所述第一分光单元在所述至少一个成像单元上成像，形成第二光斑；通过调节所述光发射模块和光接收模块的位姿，使所述第一光斑和第二光斑的位置匹配。
[0016]在第一方面的实施例中，所述光发射模块包括：光发射器阵列；所述通过调节所述光发射模块和光接收模块的位姿，使所述第一光斑和第二光斑的位置匹配，包括：调节所述光发射模块的位姿，以使所述光发射器阵列中的每个光发射器的发射信号所成的第一光斑均清晰成像。
[0017]在第一方面的实施例中，还包括：确定所述光发射模块的指向角，基于所述指向角调节所述光发射模块的位姿。
[0018]在第一方面的实施例中，所述确定光发射模块的指向角，包括：令光发射模块与自准直仪对应，以使每个发射信号进入所述自准直仪；根据所述自准直仪对每个发射信号的被测指向角的测量数据，调节光发射模块的位姿以补偿各被测指向角之间的偏差。
[0019]在第一方面的实施例中，所述的装调方法还包括：对于所述补偿后还超出偏差范围的被测指向角，记录相应的测量数据以供标定。
[0020]在第一方面的实施例中，所述通过调节所述光发射模块和光接收模块的位姿，使所述第一光斑和第二光斑的位置匹配，包括：调节所述光接收模块的位姿，以使第二光斑的质心与第一光斑的质心之间的间距在预设范围内。
[0021]在第一方面的实施例中，所述通过调节所述光发射模块和光接收模块的位姿，使所述第一光斑和第二光斑的位置匹配，包括：分别调节光发射模块和光接收模块的位姿，令所述第一光斑和第二光斑分别被成像在成像单元的同一预设区域，以使第二光斑的质心与第一光斑的质心之间的间距在预设范围内。
[0022]在第一方面的实施例中，所述光发射模块包括光发射器阵列；所述光接收模块包括光探测器阵列，相互之间形成多个通道；所述通过调节所述光发射模块和光接收模块的位姿，使所述第一光斑和第二光斑的位置匹配，包括：调节每个通道的光发射器和光探测器的位姿，以使每个通道形成的第一光斑的质心和第二光斑的质心之间的间距均在预设范围
内。
[0023]在第一方面的实施例中，所述的装调方法包括：通过图像识别模型，以识别第一光斑和第二光斑的质心。
[0024]在第一方面的实施例中，所述成像单元有多个；所述光接收模块的不同区域分别在所述多个成像单元成像，以形成多个第二光斑。
[0025]在第一方面的实施例中，所述照明信号的照射范围覆盖所述光接收模块的感光面。
[0026]在第一方面的实施例中，所述的装调方法包括：提供设于所述照明单元与第一分光单元之间的散射单元，以均匀射向所述第一分光单元的照明信号。
[0027]在第一方面的实施例中，所述的装调方法包括：提供设于所述至少一成像单元和第一分光单元之间的光偏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达的装调方法，其特征在于，所述激光雷达包括光发射模块和光接收模块；所述光发射模块用于输出发射信号；所述光接收模块用于探测接收信号；用于传输所述发射信号的发射光路与用于传输所述接收信号的接收光路之间部分相同；所述装调方法包括：通过照明单元向第一分光单元输出照明信号，以由第一分光单元将探测到的照明信号向所述光接收模块传输，并被所述光接收模块反射形成反射信号；所述反射信号经所述第一分光单元传输到至少一个成像单元，以在所述至少一个成像单元上成像，形成第一光斑；通过所述光发射模块输出发射信号，以经所述第一分光单元在所述至少一个成像单元上成像，形成第二光斑；通过调节所述光发射模块和光接收模块的位姿，使所述第一光斑和第二光斑的位置匹配。2.根据权利要求1所述的装调方法，其特征在于，所述光发射模块包括：光发射器阵列；所述通过调节所述光发射模块和光接收模块的位姿，使所述第一光斑和第二光斑的位置匹配，包括：调节所述光发射模块的位姿，以使所述光发射器阵列中的每个光发射器的发射信号所成的第一光斑均清晰成像。3.根据权利要求1或2所述的装调方法，其特征在于，还包括：确定所述光发射模块的指向角，基于所述指向角调节所述光发射模块的位姿。4.根据权利要求3所述的装调方法，其特征在于，所述确定光发射模块的指向角，包括：令光发射模块与自准直仪对应，以使每个发射信号进入所述自准直仪；根据所述自准直仪对每个发射信号的被测指向角的测量数据，调节光发射模块的位姿以补偿各被测指向角之间的偏差。5.根据权利要求4所述的装调方法，其特征在于，还包括：对于所述补偿后还超出偏差范围的被测指向角，记录相应的测量数据以供标定。6.根据权利要求2所述的装调方法，其特征在于，所述通过调节所述光发射模块和光接收模块的位姿，使所述第一光斑和第二光斑的位置匹配，包括：调节所述光接收模块的位姿，以使第二光斑的质心与第一光斑的质心之间的间距在预设范围内。7.根据权利要求1所述的装调方法，其特征在于，所述通过调节所述光发射模块和光接收模块的位姿，使所述第一光斑和第二光斑的位置匹配，包括：分别调节光发射模块和光接收模块的位姿，令所述第一光斑和第二光斑分别被成像在成像单元的同一预设区域，以使第二光斑的质心与第一光斑的质心之间的间距在预设范围内。8.根据权利要求1所述的装调方法，其特征在于，所述光发射模块包括光发射器阵列；所述光接收模块包括光探测器阵列，相互之间形成多个通道；所述通过调节所述光发射模块和光接收模块的位姿，使所述第一光斑和第二光斑的位置匹配，包括：调节每个通道的光发射器和光探测器的位姿，以使每个通道形成的第一光斑的质心和第二光斑的质心之间的间距均在预设范围内。9.根据权利要求6至8中任一项所述的装调方法，其特征在于，包括：
通过图像识别模型，以识别第一光斑和第二光斑的质心。10.根据权利要求1所述的装调方法，其特征在于，所述成像单元有多个；所述光接收模块的不同区域分别在所述多个成像单元成像，以形成多个第二光斑。11.根据权利要求10所述的装调方法，其特征在于，所述照明信号的照射范围覆盖所述光接收模块的感光面。12.根据权利要求1所述的装调方法，其特征在于，包括：提供设于所述照明单元与第一分光单元之间的散射单元，以均匀射向所述第一分光单元的照明信号。13.根据权利要求1所述的装调方法，其特征在于，包括：提供设于所述至少一成像单元和第一分光单元之间的光偏振单元，用于减小向所述至少一成像单元传输的所述发射信号和/或所述反射信号的强度。14.一种激光雷达的装调装置，其特征在于，所述激光雷达包括光发射模块和光接收模块；所述光发射模块用于输出发射信号；所述光接收模块用于探测接收信号；用于传输所述发射信号的发射光路与用于传输所述接收信号的接收光路之间部分相同；所述装调装置包括：照明单元，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辰琛，吴世祥，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：