一种具有表面污物快速检测的激光雷达及其实现方法技术

本发明专利技术涉及激光雷达技术领域，提供了一种具有表面污物快速检测的激光雷达及其实现方法。包括激光器1、MEMS芯片2、离轴抛物面反射镜3、多芯光纤阵列4、过滤片5，以及与多芯数量相适配的探测器阵列6，多芯光纤阵列4以预设的空间角度偏斜，使得从各个纤芯射出的激光雷达信号能够整体完成激光雷达所要覆盖的空间区域；过滤片5设置在所述离轴抛物面反射镜3和多芯光纤阵列4之间，具有对离轴抛物面反射镜3向多芯光纤阵列4方向激光雷达信号透射，对多芯光纤阵列4向离轴抛物面反射镜3方向的激光雷达反射信号起到反射作用。本发明专利技术通过多芯光纤阵列整体采集激光雷达反射信号，配以纤芯同样数量的探测器，实现了纤芯数量级分辨率的污物检测。测。测。

【技术实现步骤摘要】
一种具有表面污物快速检测的激光雷达及其实现方法


[0001]本专利技术涉及激光雷达
，特别是涉及一种具有表面污物快速检测的激光雷达及其实现方法。

技术介绍

[0002]对于车载激光雷达而言，其面对的共性问题就是外在环境对于激光雷达表面的污垢的影响，相应的污垢的影响不仅会造成原本有效探测距离的变化，严重的还会造成在一轮探测周期内，相应的数据无法进行有效的分析，甚至带来错误的判定结果。
[0003]而实际情况则是，为了提高车载雷达检测的准确性，车载激光雷达多是被设置在车体外壳上，即暴露在外界环境之中，这样一来无论是特定环境下带来的概率性的污垢影响，还是因为长久没有清理产生的沉积式污垢影响，现有技术均缺乏一种精准识别和过渡改善手段。
[0004]鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本
亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是为了提高车载雷达检测的准确性，车载激光雷达多是被设置在车体外壳上，即暴露在外界环境之中，这样一来无论是特定环境下带来的概率性的污垢影响，还是因为长久没有清理产生的沉积式污垢影响，现有技术均缺乏一种精准识别和过渡改善手段。
[0006]本专利技术采用如下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种具有表面污物快速检测的激光雷达，包括激光器1、MEMS芯片2、离轴抛物面反射镜3、多芯光纤阵列4、过滤片5，以及与多芯数量相适配的探测器阵列6，具体的：
[0008]所述MEMS芯片2包括一可转动的反射镜面，使所述反射镜面发生机械转动，进而通过旋转来改变源自激光器1的激光雷达信号，并将所述激光雷达信号反射到所述离轴抛物面反射镜3的指定点位；
[0009]所述离轴抛物面反射镜3包括一抛物面，用于准直所述MEMS芯片2反射的发散光束到多芯光纤阵列4中的对应位置的光纤中；
[0010]所述多芯光纤阵列4以预设的空间角度偏斜，使得从各个纤芯射出的激光雷达信号能够整体完成激光雷达所要覆盖的空间区域；
[0011]所述过滤片5设置在所述离轴抛物面反射镜3和多芯光纤阵列4之间，具有对离轴抛物面反射镜3向多芯光纤阵列4方向激光雷达信号透射，对多芯光纤阵列4向离轴抛物面反射镜3方向的激光雷达反射信号起到反射作用；
[0012]所述探测器阵列6设置在经由所述过滤片5发射后的激光雷达反射信号光路上。
[0013]优选的，位于激光器1和MEMS芯片2之间还设置有成像透镜7，用于将激光器1发射的激光雷达信号聚焦到所述MEMS芯片2的反射镜面上；其中，所述离轴抛物面反射镜3的焦
点与所述MEMS芯片2反射镜面的中心点重合，从而将接收自所述MEMS芯片2发散的激光雷达信号转换为平行光传递给所述多芯光纤阵列4。
[0014]优选的，所述多芯光纤阵列4中的每一个光纤的激光雷达信号进光侧设置有透镜阵列8，所述透镜阵列8用于将离轴抛物面反射镜3反射过来的平行光聚焦到多芯光纤阵列4中相应纤芯的入光面上。
[0015]优选的，所述多芯光纤阵列4中的每一个光纤的激光雷达信号出光面都制作有透镜41，用于将光纤传输过来的激光雷达信号以预设发散角度发射出去。
[0016]优选的，所述多芯光纤阵列4具体为包含9根纤芯的，并且排列成3
‑3‑
3阵列的结构。
[0017]第二方面，本专利技术还提供了一种具有表面污物快速检测的激光雷达实现方法，使用第一方面所述的具有表面污物快速检测的激光雷达，方法包括：
[0018]通过控制MEMS芯片2上的发射镜面，依次通过多芯光纤阵列4中的指定纤芯，将源自激光器1的激光雷达信号发射出去，并接收相应的激光雷达反射信号完成激光雷达检测过程；
[0019]其中，激光雷达反射信号被多芯光纤阵列4中的各纤芯捕获，并传递给探测器阵列6中与各自匹配的探测器；通过解析各探测器探测的信号强度差，确定当前表面存在污物干扰的位置，所述存在污物干扰位置由相应的纤芯的在激光雷达的端面映射位置确定。
[0020]优选的，在确定了被污物干扰的纤芯所在位置后，所述方法还包括：
[0021]若相应的受影响的纤芯占多芯光纤阵列4总的纤芯数量小于预设阈值，则在后续的激光雷达检测周期中，控制所述MEMS芯片2上的发射镜面，使其跳过相应的受影响的纤芯；
[0022]并且，在对探测器阵列6中与所述受影响的纤芯适配的探测器进行标注，在后续的解析过程中，相应被标注的探测器进入自定义的解析周期，在抵达相应解析周期时，通过对比相应被标注的探测器和周边探测器所检测到的光强度差小于预设参数值，则确定相应纤芯映射在激光雷达端面处已经被清洗，恢复相应的纤芯的激光雷达信号的正常出光，以及与之匹配的探测器的正常工作；其中，在解析周期之外，则对相应被标注的探测器不做数据解析操作。
[0023]优选的，若相应的受影响的纤芯占多芯光纤阵列4总的纤芯数量大于等于预设阈值，或者相邻的纤芯数量超过第二预设值，则发出强行清理告警。
[0024]优选的，所述受影响的纤芯具体包括：
[0025]在进行探测器阵列6中各个探测器的检测结果进行信号强度匹对，若相应的至少两个探测器所检测信号强度保持相近，并且，出现其他探测器所检测信号强度明显下降，则认定出现检测信号强度明显下降的一个或者多个探测器所关联的纤芯为受影响的纤芯。
[0026]优选的，方法还包括：
[0027]记录有各个探测器的历史检测信号强度变化浮动区间，若出现连续的全部探测器所检测信号强度都低于所述浮动区间，则发出强行清理告警。
[0028]第三方面，本专利技术还提供了一种具有表面污物快速检测的装置，用于实现第二方面所述的具有表面污物快速检测的激光雷达实现方法，所述装置包括：
[0029]至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存
储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，用于执行第二方面所述的具有表面污物快速检测的激光雷达实现方法。
[0030]第四方面，本专利技术还提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，用于完成第二方面所述的具有表面污物快速检测的激光雷达实现方法。
[0031]本专利技术提出了一种激光雷达装置，不仅能够满足相应激光雷达的检测覆范围，并且，能够利用MEMS芯片控制下的多芯光纤择一发射激光雷达信号，并通过多芯光纤阵列整体采集激光雷达反射信号，配以纤芯同样数量的探测器，实现了纤芯数量级分辨率的污物检测。
[0032]在本专利技术的优选实现方案中，还基于检测污物结果，实现了在进行必要清洗之前的折中检测过程改进，即减小了不必要的能量损耗，也提高了检测精度和有效性。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有表面污物快速检测的激光雷达，其特征在于，包括激光器（1）、MEMS芯片（2）、离轴抛物面反射镜（3）、多芯光纤阵列（4）、过滤片（5），以及与多芯数量相适配的探测器阵列（6），具体的：所述MEMS芯片（2）包括一可转动的反射镜面，使所述反射镜面发生机械转动，进而通过旋转来改变源自激光器（1）的激光雷达信号，并将所述激光雷达信号反射到所述离轴抛物面反射镜（3）的指定点位；所述离轴抛物面反射镜（3）包括一抛物面，用于准直所述MEMS芯片（2）反射的发散光束到多芯光纤阵列（4）中的对应位置的光纤中；所述多芯光纤阵列（4）以预设的空间角度偏斜，使得从各个纤芯射出的激光雷达信号能够整体完成激光雷达所要覆盖的空间区域；所述过滤片（5）设置在所述离轴抛物面反射镜（3）和多芯光纤阵列（4）之间，具有对离轴抛物面反射镜（3）向多芯光纤阵列（4）方向激光雷达信号透射，对多芯光纤阵列（4）向离轴抛物面反射镜（3）方向的激光雷达反射信号起到反射作用；所述探测器阵列（6）设置在经由所述过滤片（5）发射后的激光雷达反射信号光路上。2.根据权利要求1所述的具有表面污物快速检测的激光雷达，其特征在于，位于激光器（1）和MEMS芯片（2）之间还设置有成像透镜（7），用于将激光器（1）发射的激光雷达信号聚焦到所述MEMS芯片（2）的反射镜面上；其中，所述离轴抛物面反射镜（3）的焦点与所述MEMS芯片（2）反射镜面的中心点重合，从而将接收自所述MEMS芯片（2）发散的激光雷达信号转换为平行光传递给所述多芯光纤阵列（4）。3.根据权利要求2所述的具有表面污物快速检测的激光雷达，其特征在于，所述多芯光纤阵列（4）中的每一个光纤的激光雷达信号进光侧设置有透镜阵列（8），所述透镜阵列（8）用于将离轴抛物面反射镜（3）反射过来的平行光聚焦到多芯光纤阵列（4）中相应纤芯的入光面上。4.根据权利要求1所述的具有表面污物快速检测的激光雷达，其特征在于，所述多芯光纤阵列（4）中的每一个光纤的激光雷达信号出光面都制作有透镜（41），用于将光纤传输过来的激光雷达信号以预设发散角度发射出去。5.根据权利要求1
‑
4任一所述的具有表面污物快速检测的激光雷达，其特征在于，所述多芯光纤阵列（4）具体为包含9根纤芯的，并且排列成3
‑3‑
3阵列的结构。6.一种具有表面污物快速检测的激...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚锋，张石，袁志林，
申请(专利权)人：深圳煜炜光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：