一种基于滑轨反射镜的激光雷达扫描结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于滑轨反射镜的激光雷达扫描结构，包括一激光器、位于激光器上方且用以将激光器的出射光反射出的反射器及与反射器相对设置的且用以将反射器反射出的激光器的出射光反射到外界进行测距扫描的反射镜，反射镜附着在一按照预设轨道运行的双滑轨结构上或附着在一按照预设轨道运行的单滑轨结构上，双滑轨结构或单滑轨结构可驱动反射镜在设定运动范围内旋转，以确保反射镜的任一的旋转姿态下都能将反射镜反射出的激光器的出射光反射到外界进行测距扫描，这样，反射镜始终处于工作状态，无

【技术实现步骤摘要】
一种基于滑轨反射镜的激光雷达扫描结构


[0001]本技术属于激光雷达
，特别是涉及一种基于滑轨反射镜的激光雷达扫描结构。

技术介绍

[0002]激光雷达是通过发射激光束来探测目标位置、速度等特征量的雷达系统，是一种将激光技术与光电探测技术相结合的先进探测方式。激光雷达因其分辨率高、隐蔽性好、抗有源干扰能力强、低空探测性能好、体积小及重量轻等特点，被广泛应用于无人驾驶、无人机、智能机器人、交通通讯、能源安全检测、资源勘探等领域。随着近年来自动驾驶技术的迅猛发展，激光雷达作为自动驾驶领域中距离感知的核心传感器，已不可或缺。
[0003]在自动驾驶领域中，车载激光雷达作为自动驾驶汽车的“眼睛”，是最重要的传感器之一，对于保证自动驾驶汽车行车安全具有重要意义。激光雷达能够采用多束激光脉冲绕轴旋转一定的角度以对周围环境进行距离检测，并结合软件绘制点云图，从而为自动驾驶汽车提供足够多的环境信息。
[0004]为了获得足够高的瞬时光功率，并降低总输出功率，远距激光雷达一般采用扫描式工作方法，其常见的扫描器件为振镜(MEMS)、转镜等。
[0005]其中，扫描激光雷达扫描组件和方式对帧率、空间分辨率和模组体积的影响非常关键。例如MEMS扫描器件由于本身体积较小，速度快，并且容易实现二维扫描，可以极大节省模组体积并提高3D点云的数据密度(点频，点/s)，但由于MEMS器件旋转轴较为脆弱，在车载使用中容易受到颠簸等冲击影响而失效。
[0006]转镜是基于电机和反射镜结构，将入射光重复性的按照一定角度范围进行一维空间扫描。
[0007]转镜是基于电机和反射镜结构，将入射光重复性的按照一定角度范围进行一维空间扫描，如图1、图2及图3所示的一种采用转镜扫描式的远距激光雷达扫描结构，包括一激光器100、反射器200、旋转模组400，附着在旋转模组400两侧的第一反射镜301和第二反射镜302，旋转模组400通过一旋转件401旋转，以便第一反射镜301或者第二反射镜302将反射器200反射出的激光器100的出射光反射到外界进行测距扫描，由于基于传统的旋转电机，其可靠性、成本相较于MEMS具有大幅度提升，然而由于旋转电机体积较大，加上反射镜贴附后的光学设计限制，转镜式激光雷达无法有效的压缩旋转模组400的体积，其中，图1和图2分别为转镜扫描的角度范围的两个边界情况，当激光器100、激光器镜头101、反射器200固定时，旋转模组400的边界受限于旋转运动和机械结构尺寸，无法进一步压缩，图3展示了激光器的扫描角度范围，受限于旋转电机的单轴转动，转镜式激光雷达也只能进行一维扫描，不能任意设计扫描曲线，并且旋转电机每转一圈(360
°
)，反射镜对激光有效反射对应的角度区间往往占用1/3～2/3，转镜仅在一个较小的角度区间对光束进行有效反射，这个角度区间约为(15
°
～75
°
)和(195
°
～225
°
)；也就是说，在转镜旋转时，有效工作时间占比约为120
°
/360
°
＝1/3，这样，大量的时间无法进行测距，制约了测距效率和点频潜能。

技术实现思路

[0008]本技术所要解决的技术问题是针对现有的采用转镜扫描的远距激光雷达扫描结构，由于其无法有效的压缩旋转模组的体积，并且也只能进行一维扫描，不能任意设计扫描曲线，从而使得反射镜对激光有效反射对应的角度区间往往占用1/3～2/3，其余大量时间往往不能进行测距，造成
‘
工作死区
’
，制约了点云点频的提升和测距效果的问题，提供一种基于滑轨反射镜的激光雷达扫描结构。
[0009]本技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
[0010]提供一种基于滑轨反射镜的激光雷达扫描结构，包括一激光器、位于所述激光器上方且用以将所述激光器的出射光反射出的反射器及与所述反射器相对设置的且用以将所述反射器反射出的所述激光器的出射光反射到外界进行测距扫描的反射镜，所述反射镜附着在一按照预设轨道运行的双滑轨结构上或附着在一按照预设轨道运行的单滑轨结构上，所述双滑轨结构或所述单滑轨结构可驱动所述反射镜在设定运动范围内旋转，以确保所述反射镜的任一的旋转姿态下都能将所述反射镜反射出的所述激光器的出射光反射到外界进行测距扫描。
[0011]进一步地，所述双滑轨结构包括分别设置在所述反射镜一侧两端的第一直线型滑轨和第二直线型滑轨，其中，所述第一直线型滑轨呈垂直设置，所述第二直线型滑轨呈倾斜设置，所述反射镜与所述第一直线型滑轨相对的一侧设有一插设在所述第一直线型滑轨上的第一固定件，所述反射镜与所述第二直线型滑轨相对的一侧设有一插设在所述第二直线型滑轨上的第二固定件，所述反射镜的一端可沿所述第一直线型滑轨往复运动，所述反射镜的另一端可沿所述第二直线型滑轨往复运动。
[0012]进一步地，所述双滑轨结构包括分别设置在所述反射镜一侧两端的第一曲线型导轨和第二曲线型导轨，所述第一曲线型导轨和所述第二曲线型导轨呈对称设置，所述反射镜与所述第一曲线型导轨相对的一侧设有一插设在所述第一曲线型导轨上的第三固定件，所述反射镜与所述第二曲线型导轨相对的一侧设有一插设在所述第二曲线型上的第四固定件，所述反射镜的一端可沿所述第一曲线型导轨往复运动，所述反射镜的另一端可沿所述第二曲线型导轨往复运动。
[0013]进一步地，所述单滑轨结构为一设置在所述反射镜一侧的第三曲线型导轨，所述反射镜与所述第三曲线型导轨相对的一侧设有一插设在所述第三曲线型导轨上的第五固定件，所述反射镜的另一侧设有一固定旋转点，所述反射镜的一端沿所述曲线型单导轨往复运动，所述反射镜的另一端围绕所述固定旋转点旋转。
[0014]进一步地，所述激光器还包括一激光器镜头
[0015]根据本技术上述实施例的基于滑轨反射镜的激光雷达扫描结构，包括一激光器、位于激光器上方且用以将激光器的出射光反射出的反射器及与反射器相对设置的且用以将反射器反射出的激光器的出射光反射到外界进行测距扫描的反射镜，反射镜附着在一按照预设轨道运行的双滑轨结构上或附着在一按照预设轨道运行的单滑轨结构上，其中，双滑轨结构可由第一直线型滑轨和第二直线型滑轨组成的双滑轨结构，双滑轨结构也可由第一曲线型导轨和第二曲线型导轨组成的双滑轨结构，单滑轨结构可由第三曲线型导轨构成的单滑轨结构，无论是第一直线型滑轨和第二直线型滑轨组成的双滑轨结构，还是由第一曲线型导轨和第二曲线型导轨组成的双滑轨结构，还是由第三曲线型导轨构成的单滑轨
结构都可以驱动反射镜在设定运动范围内旋转，以确保反射镜的任一的旋转姿态下都能将反射镜反射出的激光器的出射光反射到外界进行测距扫描，这样，反射镜始终处于工作状态，无
‘
工作死区
’
，提高点频和工作效率，另外，采用双滑轨结构或单滑轨结构布置方式灵活可控，大大降低了模组体积，提高激光雷达场景和产品适应性。
附图说明...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于滑轨反射镜的激光雷达扫描结构，其特征在于，包括一激光器、位于所述激光器上方且用以将所述激光器的出射光反射出的反射器及与所述反射器相对设置的且用以将所述反射器反射出的所述激光器的出射光反射到外界进行测距扫描的反射镜，所述反射镜附着在一按照预设轨道运行的双滑轨结构上或一附着在按照预设轨道运行的单滑轨结构上，所述双滑轨结构或所述单滑轨结构可驱动所述反射镜在设定运动范围内旋转，以确保所述反射镜的任一的旋转姿态下都能将所述反射镜反射出的所述激光器的出射光反射到外界进行测距扫描。2.根据权利要求1所述的一种基于滑轨反射镜的激光雷达扫描结构，其特征在于，所述双滑轨结构包括分别设置在所述反射镜一侧两端的第一直线型滑轨和第二直线型滑轨，其中，所述第一直线型滑轨呈垂直设置，所述第二直线型滑轨呈倾斜设置，所述反射镜与所述第一直线型滑轨相对的一侧设有一插设在所述第一直线型滑轨上的第一固定件，所述反射镜与所述第二直线型滑轨相对的一侧设有一插设在所述第二直线型滑轨上的第二固定件，所述反射镜的一端可沿所述第一直线型滑轨往复运动，所述反射镜的另一端可沿所述第二直线型滑轨往复...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙波，孙露露，
申请(专利权)人：孙波，
类型：新型
国别省市：