一种激光雷达装置制造方法及图纸

本申请提供了一种激光雷达装置，具体为：包括激光发射模块和光学扫描模块；激光发射模块包括激光器和发射光学单元，激光器用于向发射光学单元发射激光，发射光学单元用于将激光分成多束分光光束；光学扫描模块包括转镜单元和集成于转镜单元内部的电机单元，电机单元用于驱动转镜单元旋转，转镜单元包括旋转轴和若干反射镜面，每个反射镜面相对于旋转轴的角度均不相同，且通过分光光束数量和反射镜面的数量确定激光雷达装置的目标线数。本申请的激光雷达装置通过采用发射光学单元与转镜单元的组合，在实现高线数的激光雷达的同时，还减小了整个激光雷达装置的体积、降低其成本和装配难度，同时还使激光雷达具有较高的安全可靠性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种激光雷达装置


[0001]本申请涉及激光领域，特别是一种激光雷达装置。

技术介绍

[0002]激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。它的优势在于能够精确获得前方物体的三维位置信息，同时不受光线等环境因素的影响，因此激光雷达是高精度识别的必需产品。
[0003]一套激光测距模块由激光器、接收器和处理器组成。当激光器发射光并照射在空间中的物体表面时，会瞬间产生反射，其中必然会有一束回波会被接收器接收到，由于光速是已知的，这时，处理器只需通过计算出这束光往返的时间，就能得到这个点的精确距离。在空间坐标系中为这束光线赋予角度信息，就能得到这个点的三维定位，这就是ToF(Time of Flight，飞行时间测距法)。当我们拥有无数道光线，就可以用无数个这样的点，勾勒出三维空间中的一切物体细节，这就是点云——激光雷达的三维视觉。
[0004]对于360
°
旋转式和一维转镜式架构的激光雷达来说，激光收发模块的数量决定了垂直方向上的线的数量，其被称为线数。这种情况下，线数就等同于激光雷达内部激光器的数量。通俗来讲，线数越高，激光器的数量就越多，激光雷达的综合性能也就越强大。很明显，当激光雷达线数越多时，能捕捉到的物体细节越丰富，也就是分辨率更高。对于高线数激光雷达而言，其形成的点云图更清晰，分辨率远远超过低线数激光雷达。虽然线数越多，效果越好。然而，为了尽可能获得更高线数的激光雷达，例如，如果在一个激光雷达内部垂直堆积128组或者甚至更多组的激光收发模块，将会导致激光雷达的体积非常庞大，而且成本极高，根本无法实现大规模量产。

技术实现思路

[0005]鉴于所述问题，提出了本申请以便提供克服所述问题或者至少部分地解决所述问题的一种激光雷达装置，包括：
[0006]一种激光雷达装置，包括激光发射模块和光学扫描模块；
[0007]所述激光发射模块包括激光器和发射光学单元，所述激光器用于向所述发射光学单元发射激光，所述发射光学单元用于将所述激光分成多束分光光束；
[0008]所述光学扫描模块包括转镜单元和集成于所述转镜单元内部的电机单元，所述电机单元用于驱动所述转镜单元旋转，所述转镜单元包括旋转轴和若干反射镜面，每个所述反射镜面相对于所述旋转轴的角度均不相同，且通过所述分光光束数量和所述反射镜面的数量确定所述激光雷达装置的目标线数。
[0009]优选地，所述电机单元包括可转动的外壳、角度传感器以及电机驱动电路板，所述角度传感器用于测量所述转镜单元的转动角度，所述转镜单元与所述外壳固定连接。
[0010]优选地，所述电机驱动电路板由电机驱动电路和所述角度传感器的读头集成。
[0011]优选地，还包括信号接收和处理模块，所述信号接收和处理模块包括光学接收单
元和信号处理单元，所述光学接收单元包括接收镜头和光电探测芯片，所述接收镜头用于将经所述转镜单元反射后的激光回波聚焦到所述光电探测芯片的表面，所述信号处理单元用于依据所述光电探测芯片处理后的所述回波进行测距。
[0012]优选地，所述光电探测芯片的表面设有若干芯片颗粒；其中，所述芯片颗粒的数量与所述分光光束的数量相同，且所述芯片颗粒与所述分光光束一一对应。
[0013]优选地，所述信号处理单元包括时间测量模块、主控芯片和信号处理及主控电路，所述信号处理及主控电路设有所述主控芯片，所述主控芯片设有所述时间测量模块。
[0014]优选地，所述主控芯片为现场可编程门阵列芯片。
[0015]优选地，所述激光器包括封装外壳、温度调节元件、种子激光器芯片和至少一个泵浦激光器芯片，所述温度调节元件、所述种子激光器芯片和所述泵浦激光器芯片均设于所述封装外壳的内部；
[0016]所述种子激光器芯片和所述泵浦激光器芯片分别在其发出激光的一侧设有对应的透镜组，并且所述透镜组、所述种子激光器芯片和所述泵浦激光器芯片均设于所述温度调节元件对应的区域。
[0017]优选地，所述激光雷达装置具有1024线的目标线数，其中，所述发射光学单元采用1:128的高分光比，所述转镜单元设置为包括8个反射角度不同的反射镜；所述光电探测芯片的表面设有与所述分光光束一一对应的128个所述芯片颗粒。
[0018]本申请具有以下优点：
[0019]在本申请的实施例中，相对于现有技术中高线数的激光雷达体积庞大、成本高的问题，本申请提供了对激光雷达各个模块的结构进行改进的解决方案，具体为：包括激光发射模块和光学扫描模块；所述激光发射模块包括激光器和发射光学单元，所述激光器用于向所述发射光学单元发射激光，所述发射光学单元用于将所述激光分成多束分光光束；所述光学扫描模块包括转镜单元和集成于所述转镜单元内部的电机单元，所述电机单元用于驱动所述转镜单元旋转，所述转镜单元包括旋转轴和若干反射镜面，每个所述反射镜面相对于所述旋转轴的角度均不相同，且通过所述分光光束数量和所述反射镜面的数量确定所述激光雷达装置的目标线数。其通过采用发射光学单元与转镜单元的组合，在实现高线数的激光雷达的同时，还减小了整个激光雷达装置的体积、降低其成本和装配难度，同时还使激光雷达具有较高的安全可靠性。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对本申请的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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1是本申请一实施例提供的光学扫描模块的剖面图；
[0022]图2是本申请一实施例提供的光学扫描模块的结构示意图；
[0023]图3是本申请一实施例提供的激光发射模块的结构示意图；
[0024]图4是本申请一实施例提供的激光器的结构示意图；
[0025]图5是本申请另一实施例提供的激光器的结构示意图；
[0026]图6是本申请另一实施例提供的激光器的实物外形图；
[0027]图7是本申请一实施例提供的一种激光雷达装置的结构示意图。
[0028]说明书附图中的附图标记如下：
[0029]100、电机单元；101、定子；102、转子；103、角度传感器；104、电机驱动电路板；105、轴承；200、转镜单元。
具体实施方式
[0030]为使本申请的所述目的、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作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0031]专利技术人通过分析现有技术发现：现有技术中，在光学扫描系统中常采用MEMS(Micro
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Electro
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Mechanical Systems，微机电系统)或者振镜
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转镜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达装置，其特征在于，包括激光发射模块和光学扫描模块；所述激光发射模块包括激光器和发射光学单元，所述激光器用于向所述发射光学单元发射激光，所述发射光学单元用于将所述激光分成多束分光光束；所述光学扫描模块包括转镜单元和集成于所述转镜单元内部的电机单元，所述电机单元用于驱动所述转镜单元旋转，所述转镜单元包括旋转轴和若干反射镜面，每个所述反射镜面相对于所述旋转轴的角度均不相同，且通过所述分光光束数量和所述反射镜面的数量确定所述激光雷达装置的目标线数。2.根据权利要求1所述的激光雷达装置，其特征在于，所述电机单元包括可转动的外壳、角度传感器以及电机驱动电路板，所述角度传感器用于测量所述转镜单元的转动角度，所述转镜单元与所述外壳固定连接。3.根据权利要求2所述的激光雷达装置，其特征在于，所述电机驱动电路板由电机驱动电路和所述角度传感器的读头集成。4.根据权利要求1所述的激光雷达装置，其特征在于，还包括信号接收和处理模块，所述信号接收和处理模块包括光学接收单元和信号处理单元，所述光学接收单元包括接收镜头和光电探测芯片，所述接收镜头用于将经所述转镜单元反射后的激光回波聚焦到所述光电探测芯片的表面，所述信号处理单元用于依据所述光电探测芯片处理后的所述回波进行测距。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：余彦武，闫雪亮，
申请(专利权)人：深圳光秒传感科技有限公司，
类型：新型
国别省市：