光扫描组件、激光系统和激光测量方法技术方案

本申请公开了一种光扫描组件、激光系统和激光测量方法。该光扫描组件包括：第一扫描件，将接收到的发射光沿第一扫描方向和第二扫描方向同步偏转方向；多个光偏转部件，依次接收经第一扫描件偏转后的多组发射光；多个光偏转部件中至少两个光偏转部件与第一扫描件的连线的夹角沿第一扫描方向的分量小于或等于第一扫描件沿第一扫描方向的视场角；至少两个光偏转部件的长度方向偏离第二扫描方向的角度的差值的绝对值大于零且小于或等于第一扫描件沿第二扫描方向的视场角；光偏转部件沿其长度方向的两端分别与第一扫描件的连线之间的夹角大于或等于第一扫描件沿第二扫描方向的视场角。本申请可在低成本的前提下实现高速、大角度的扫描。大角度的扫描。大角度的扫描。

【技术实现步骤摘要】
光扫描组件、激光系统和激光测量方法


[0001]本申请实施方式涉及雷达
，尤其涉及光扫描组件、激光系统和激光测量方法。

技术介绍

[0002]雷达是利用电磁波探测目标物体的电子设备，雷达对目标物体发射电磁波并接收其回波，通过处理后可获得目标物体至电磁波发射点的距离、方位、高度等信息。
[0003]以激光为工作光束的雷达称为激光雷达。相关技术中激光雷达的光扫描组件通常只能实现低速、大角度的扫描或者高速、小角度的扫描，无法同时实现高速、大角度的扫描。
[0004]申请内容
[0005]根据本申请第一方面提供的光扫描组件，包括：
[0006]第一扫描件，将接收到的发射光沿第一扫描方向和第二扫描方向同步偏转方向；其中，所述第一扫描方向与所述第二扫描方向不同向；以及
[0007]多个光偏转部件，在本帧扫描时长内依次接收经所述第一扫描件偏转后的多组所述发射光；
[0008]其中，多个所述光偏转部件中至少两个所述光偏转部件与所述第一扫描件的连线的夹角沿所述第一扫描方向的分量小于或等于所述第一扫描件沿所述第一扫描方向的视场角；所述至少两个所述光偏转部件的长度方向偏离所述第二扫描方向的角度的差值的绝对值大于零且小于或等于所述第一扫描件沿所述第二扫描方向的视场角；所述光偏转部件沿其长度方向的两端分别与所述第一扫描件的连线之间的夹角大于或等于所述第一扫描件沿所述第二扫描方向的视场角。
[0009]根据本申请第二方面提供的光扫描组件，包括：
[0010]第一扫描件，至少将接收到的发射光沿第二扫描方向偏转方向；
[0011]多个光偏转部件，沿所述第二扫描方向依次设置；第一个所述光偏转部件用于接收经所述第一扫描件偏转后的所述发射光，相邻两个所述光偏转部件中其中一个所述光偏转部件位于另外一个所述光偏转部件的透射光路上；最后一个所述光偏转部件为反射镜或分光镜，剩余所述光偏转部件均为分光镜；相邻两个所述分光镜中后面的所述分光镜能够反射由前面的所述分光镜透射的至少部分所述发射光；至少一个所述分光镜反射的所述发射光和透射的所述发射光的波长或偏振性不同；以及
[0012]第二扫描件，其扫描方向包括第一扫描方向；所述第二扫描件用于将经过所述光偏转部件反射的所述发射光偏转方向后照射至目标场景内的至少一个目标物体；其中，所述第一扫描方向与所述第二扫描方向不同向；以及
[0013]其中，多个所述光偏转部件中至少两个所述光偏转部件与所述第一扫描件的连线的夹角沿所述第一扫描方向的分量小于或等于所述第一扫描件沿所述第一扫描方向的视场角；所述至少两个所述光偏转部件的长度方向偏离所述第二扫描方向的角度的差值的绝对值大于零且小于或等于所述第一扫描件沿所述第二扫描方向的视场角；所述光偏转部件
沿其长度方向的两端分别与所述第一扫描件的连线之间的夹角大于或等于所述第一扫描件沿所述第二扫描方向的视场角。
[0014]根据本申请第三方面提供的光扫描组件，包括：
[0015]多个第一扫描件，沿第一扫描方向依次设置；所述第一扫描件用于至少将接收到的发射光沿第二扫描方向偏转方向；
[0016]多个光偏转部件，与所述第一扫描件一一对应设置；每个所述光偏转部件用于接收经对应的所述第一扫描件偏转后的所述发射光，最后一个所述光偏转部件为反射镜或分光镜，剩余所述光偏转部件均为分光镜，至少一个所述分光镜反射的所述发射光和透射的所述发射光的波长或偏振性不同；以及
[0017]第二扫描件，其扫描方向包括第一扫描方向；所述第二扫描件用于将经过所述光偏转部件反射的所述发射光偏转方向后照射至目标场景内的至少一个目标物体；其中，所述第一扫描方向与所述第二扫描方向不同向；以及
[0018]其中，多个所述光偏转部件中至少两个所述光偏转部件的长度方向偏离所述第二扫描方向的角度的差值的绝对值大于零且小于或等于所述第一扫描件沿所述第一扫描方向的视场角；所述光偏转部件沿其长度方向的两端分别与所述第一扫描件的连线之间的夹角大于或等于所述第一扫描件沿所述第二扫描方向的视场角。
[0019]根据本申请第四方面提供的激光系统，包括：
[0020]光发射组件，生成发射信号并根据所述发射信号在本帧扫描时长内依次射出多组所述发射光；
[0021]扫描控制件，生成扫描控制信号；以及
[0022]第一方面至第三方面任一方面实施例所述的光扫描组件；所述光扫描组件根据所述扫描控制信号将所述光发射组件发出的多组所述发射光依次偏转方向后照射至目标场景内的至少一个目标物体。
[0023]根据本申请第五方面提供的激光测量方法，包括：
[0024]生成发射信号并根据所述发射信号在本帧扫描时长内依次射出多组发射光；
[0025]生成所述扫描控制信号；根据所述扫描控制信号将多组所述发射光依次偏转方向后照射至目标场景内的至少一个目标物体；
[0026]将所述发射光经过所述目标场景中的至少一个所述目标物体反射后的至少一组反射光转换为输出信号；其中，所述输出信号的类型为电信号；
[0027]根据所述扫描控制信号、所述发射信号和所述输出信号中的至少一个确定所述目标物体的距离、所述目标物体的方向角度、所述目标物体的反射率和所述目标物体的轮廓中的至少一个。
[0028]本申请实施例提供的光扫描组件、光扫描组件、激光系统和激光测量方法，由于本申请实施例中多个光偏转部件中至少两个光偏转部件与第一扫描件的连线的夹角沿第一扫描方向的分量小于或等于第一扫描件沿第一扫描方向的视场角，并且至少两个光偏转部件的长度方向偏离第二扫描方向的角度的差值的绝对值大于零且小于或等于第一扫描件沿第二扫描方向的视场角，光偏转部件沿其长度方向的两端分别与第一扫描件的连线之间的夹角大于或等于第一扫描件沿第二扫描方向的视场角，因此光扫描组件通过采用多个光偏转部件便可扩大其扫描范围，在低成本的前提下实现高速、大角度的扫描。
[0029]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0030]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显。附图用于更好地理解本方案，不构成对本申请的限定。在附图中：
[0031]图1是根据本申请实施例一的光扫描组件的结构示意图之一；
[0032]图2是根据本申请实施例一的光扫描组件的结构示意图之二；
[0033]图3是根据本申请实施例一的光扫描组件的结构示意图之三；
[0034]图4是根据本申请实施例中第一区域和第二区域的示意图；
[0035]图5是根据本申请实施例一的光扫描组件的结构示意图之四；
[0036]图6是根据本申请实施例二的光扫描组件的结构示意图；
[0037]图7是根据本申请实施例三的光扫描组件的结构示意图；
[0038]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光扫描组件，其特征在于，包括：第一扫描件，将接收到的发射光沿第一扫描方向和第二扫描方向同步偏转方向；其中，所述第一扫描方向与所述第二扫描方向不同向；以及多个光偏转部件，在本帧扫描时长内依次接收经所述第一扫描件偏转后的多组所述发射光；其中，多个所述光偏转部件中至少两个所述光偏转部件与所述第一扫描件的连线的夹角沿所述第一扫描方向的分量小于或等于所述第一扫描件沿所述第一扫描方向的视场角；所述至少两个所述光偏转部件的长度方向偏离所述第二扫描方向的角度的差值的绝对值大于零且小于或等于所述第一扫描件沿所述第二扫描方向的视场角；所述光偏转部件沿其长度方向的两端分别与所述第一扫描件的连线之间的夹角大于或等于所述第一扫描件沿所述第二扫描方向的视场角。2.根据权利要求1所述的光扫描组件，其中，所述光偏转部件为中间扫描件，所述中间扫描件的扫描方向包括所述第一扫描方向；在第一扫描时长内，沿所述第一扫描方向至少两个所述中间扫描件对相应的所述发射光的偏转角度不同；所述中间扫描件沿所述第一扫描方向的扫描角度变化率与所述第一扫描件分别沿所述第二扫描方向的扫描角度变化率的比值小于变化率阈值；其中，所述第一扫描时长大于或等于第二扫描时长的两倍，且所述第一扫描时长小于所述本帧扫描时长；所述第二扫描时长为所述第一扫描件沿所述第二扫描方向扫描一次的时长；所述变化率阈值为1/2、1/4、1/8、1/16、1/100或1/1000。3.根据权利要求2所述的光扫描组件，其中，在第三扫描时长内，至少一个所述中间扫描件沿所述第一扫描方向的扫描角度不变；其中，所述第三扫描时长大于或等于所述第二扫描时长，且所述第三扫描时长小于或等于所述第一扫描时长。4.根据权利要求2所述的光扫描组件，其中，所述中间扫描件为液晶扫描件，所述液晶扫描件包括液晶空间光调制器、液晶超晶面、液晶线控阵、透视式一维液晶阵列、透射式二维液晶阵列或液晶显示模组。5.根据权利要求1所述的光扫描组件，其中，所述光偏转部件为偏转镜。6.根据权利要求5所述的光扫描组件，其中，所述光扫描组件还包括：第二扫描件，其扫描方向包括第一扫描方向；所述第二扫描件用于将经过所述偏转镜反射的所述发射光偏转方向后照射至目标场景内的至少一个目标物体。7.根据权利要求6所述的光扫描组件，其中，所述第二扫描件还用于将至少一个所述目标物体反射的至少一组反射光偏转方向。8.根据权利要求6所述的光扫描组件，其中，多个所述偏转镜的镜面的中心与所述第二扫描件的反射面的中心共面且平行于所述第一扫描方向。9.根据权利要求6所述的光扫描组件，其中，所述第二扫描件包括旋转棱镜、光学相控阵列、光电偏转器件、液晶扫描件、旋转楔镜和摆镜中的至少一个。10.根据权利要求5至9任一项所述的光扫描组件，其中，所述至少两个所述光偏转部件包括第一偏转镜和第二偏转镜；与所述第一偏转镜对应的第一区域以及与所述第二偏转镜对应的第二区域部分重叠或相互衔接；其中，所述第一区域为经过所述第一偏转镜偏转的所述发射光在目标场景内的投射区
域；所述第二区域为经过所述第二偏转镜偏转的所述发射光在所述目标场景内的投射区域。11.根据权利要求10所述的光扫描组件，其中，所述第一区域与所述第二区域的重叠部分沿所述第一扫描方向的长度与第一基准长度之比大于第一重叠阈值；所述第一区域与所述第二区域的重叠部分沿所述第二扫描方向的长度与第二基准长度之比小于第二重叠阈值；其中，所述第一基准长度为所述第一区域沿所述第一扫描方向的长度与所述第二区域沿所述第一扫描方向的长度中的最大值；所述第二基准长度为所述第一区域沿所述第二扫描方向的长度与所述第二区域沿所述第二扫描方向的长度中的最大值；其中，所述第一重叠阈值和所述第二重叠阈值均小于或等于1。12.根据权利要求1至9任一项所述的光扫描组件，其中，各个所述光偏转部件偏离所述第二扫描方向的角度不同。13.根据权利要求1至9任一项所述的光扫描组件，其中，所述第一扫描方向和所述第二扫描方向为水平方向、竖直方向或倾斜方向；其中，所述倾斜方向介于所述竖直方向与所述水平方向之间。14.根据权利要求1至9任一项所述的光扫描组件，其中，所述第一扫描件包括MEMS振镜、光学相控阵列、液晶扫描件、光电偏转器件和声光偏转器中的至少一个。15.一种光扫描组件，其特征在于，包括：第一扫描件，至少将接收到的发射光沿第二扫描方向偏转方向；多个光偏转部件，沿所述第二扫描方向依次设置；第一个所述光偏转部件用于接收经所述第一扫描件偏转后的所述发射光，相邻两个所述光偏转部件中其中一个所述光偏转部件位于另外一个所述光偏转部件的透射光路上；最后一个所述光偏转部件为反射镜或分光镜，剩余所述光偏转部件均为分光镜；相邻两个所述分光镜中后面的所述分光镜能够反射由前面的所述分光镜透射的至少部分所述发射光；至少一个所述分光镜反射的所述发射光和透射的所述发射光的波长或偏振性不同；以及第二扫描件，其扫描方向包括第一扫描方向；所述第二扫描件用于将经过所述光偏转部件反射的所述发射光偏转方向后照射至目标场景内的至少一个目标物体；其中，所述第一扫描方向与所述第二扫描方向不同向；其中，多个所述光偏转部件中至少两个所述光偏转部件与所述第一扫描件的连线的夹角沿所述第一扫描方向的分量小于或等于所述第一扫描件沿所述第一扫描方向的视场角；所述至少两个所述光偏转部件的长度方向偏离所述第二扫描方向的角度的差值的绝对值大于零且小于或等于所述第一扫描件沿所述第二扫描方向的视场角；所述光偏转部件沿其长度方向的两端分别与所述第一扫描件的连线之间的夹角大于或等于所述第一扫描件沿所述第二扫描方向的视场角。16.一种光扫描组件，其特征在于，包括：多个第一扫描件，沿第一扫描方向依次设置；所述第一扫描件用于至少将接收到的发射光沿第二扫描方向偏转方向；多个光偏转部件，与所述第一扫描件一一对应设置；每个所述光偏转部件用于接收经对应的所述第一扫描件偏转后的所述发射光，最后一个所述光偏转部件为反射镜或分光
镜，剩余所述光偏转部件均为分光镜，至少一个所述分光镜反射的所述发射光和透射的所述发射光的波长或偏振性不同；以及第二扫描件，其扫描方向包括第一扫描方向；所述第二扫描件用于将经过所述光偏转部件反射的所述发射光偏转方向后照射至目标场景内的至少一个目标物体；其中，所述第一扫描方向与所述第二扫描方向不同向；其中，多个所述光偏转部件中至少两个所述光偏转部件与所述第一扫描件的连线的夹角沿所述第一扫描方向的分量小于或等于所述第一扫描件沿所述第一扫描方向的视场角；所述至少两个所述光偏转部件的长度方向偏离所述第二扫描方向的角度的差值的绝对值大于零且小于或等于所述第一扫描件沿所述第二扫描方向的视场角；所述光偏转部件沿其长度方向的两端分别与所述第一扫描件的连线之间的夹角大于或等于所述第一扫描件沿所述第二扫描方向的视场角。17.一种激光系统，其特征在于，包括：光发射组件，生成发射信号并根据所述发射信号在本帧扫描时长内依次射出多组所述发射光；扫描控制件，生成扫描控制信号；以及如权利要求1至16任一项所述的光扫描组件；所述光扫描组件根据所述扫描控制信号将所述光发射组件发出的多组所述发射光依次偏转方向后照射至目标场景内的至少一个目标物体。18.根据权利要求17所述的激光系统，其中，所述激光系统还包括：接收端组件，将所述发射光经过所述目标场景中的至少一个所述目标物体反射后的至少一组反射光转换为输出信号；其中，所述输出信号的类型为电信号；处理装置，分别与所述光发射组件、所述扫描控制件和所述接收端组件电连接；所述处理装置用于根据所述扫描控制信号、所述发射信号和所述输出信号中的至少一个确定所述目标物体的距离、所述目标物体的方向角度、所述目标物体的反射率和所述目标物体的轮廓中的至少一个。19.根据权利要求18所述的激光系统，其中，所述接收端组件包括：光接收组件，依次接收经所述目标物体反射的多组反射光并将多组所述反射光依次转换为对...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈如新，杜德涛，
申请(专利权)人：睿镞科技北京有限责任公司，
类型：发明
国别省市：