激光雷达及其控制方法技术

本发明专利技术的实施例提供了一种激光雷达及其控制方法，涉及雷达领域。激光雷达包括激光发射单元、激光探测单元、扫描反射镜、第一驱动装置和第二驱动装置，激光发射单元发射的激光经扫描反射镜反射后出射到外部进行扫描探测，激光探测单元用于接收激光反射回波光束。第一驱动装置用于驱动扫描反射镜绕第一轴线转动扫描以调整水平方向的扫描范围，第二驱动装置用于驱动扫描反射镜绕第二轴线摆动扫描以调整竖直方向的扫描范围。其能够利用扫描反射镜实现水平和竖直方向扫描的情况下，还可实现水平方向360

【技术实现步骤摘要】
激光雷达及其控制方法


[0001]本专利技术涉及雷达领域，具体而言，涉及一种激光雷达及其控制方法。

技术介绍

[0002]激光雷达能够用于检测目标位置、轮廓和速度，应用领域逐步拓展，精确测量、导航定位、安全避障、还应用于无人驾驶技术，激光扫描雷达是将发射的激光束通过扫描发射形成扫描截面，从而测试出待测物的特征信息。目前三维扫描激光雷达在垂直方向为多层扫描，能够很好的反应待测物的特征信息，适用于多个领域，例如无人驾驶的导航、形状轮廓检测。
[0003]目前激光雷达使用振镜和棱镜配合的方式来实现水平方向和竖直方向的扫描，会导致激光雷达的空间占用大，且不能实现360
°
水平扫描。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的包括，例如，提供了一种激光雷达及其控制方法，其能够利用扫描反射镜实现水平和竖直方向扫描的情况下，还可实现水平方向360
°
转动扫描的。
[0005]本专利技术的实施例可以这样实现：
[0006]第一方面，本实施例提供一种激光雷达，包括激光发射单元、激光探测单元、扫描反射镜、第一驱动装置和第二驱动装置，所述激光发射单元发射的激光经所述扫描反射镜反射后出射到外部进行扫描探测，所述激光探测单元用于接收激光反射回波光束；所述第一驱动装置用于驱动所述扫描反射镜绕第一轴线转动扫描以调整水平方向的扫描范围，所述第二驱动装置用于驱动所述扫描反射镜绕第二轴线摆动扫描以调整竖直方向的扫描范围。
[0007]在可选的实施方式中，所述第一轴线与所述第二轴线垂直。
[0008]在可选的实施方式中，所述激光雷达还包括支架和基座；
[0009]所述第一驱动装置包括第一定子和第一转子，所述第一转子与所述支架固定连接，所述第一定子与所述基座固定连接，所述支架具有所述第二轴线，所述扫描反射镜安装所述支架上，且可绕所述第二轴线摆动；
[0010]所述基座具有第一轴线，所述支架可转动地安装于所述基座上，所述第一定子具有线圈，所述第一转子具有多个磁体；
[0011]所述第一定子的所述线圈通电时，可驱动所述第一转子转动，以带动所述支架转动，并通过所述支架带动所述扫描反射镜绕所述第一轴线转动。
[0012]在可选的实施方式中，所述激光雷达还包括轴承，所述第一转子通过所述轴承可转动地安装于所述基座。
[0013]在可选的实施方式中，所述第二驱动装置包括第二动子和第二定子；
[0014]所述第二定子固定设置于所述基座上；
[0015]所述第二动子固定设置于所述扫描反射镜；
[0016]所述第二定子具有线圈，所述第二动子具有磁体；
[0017]所述第二定子的所述线圈通电时，可使所述第二动子带动所述扫描反射镜绕所述第二轴线往复摆动。
[0018]在可选的实施方式中，所述支架包括相互连接的第一装配部和第二装配部；
[0019]所述第一装配部与所述第一转子固定连接；
[0020]所述扫描反射镜可绕所述第二轴线摆动地安装于所述第二装配部；
[0021]所述第二装配部向着所述第一轴线的方向延伸，所述扫描反射镜的几何中心位于所述第一轴线。
[0022]在可选的实施方式中，所述基座设置有通光孔，所述激光发射单元位于所述通光孔的一端，所述扫描反射镜位于所述通光孔的另一端；
[0023]所述通光孔的轴线与所述第一轴线重合或平行；
[0024]所述扫描反射镜与所述激光探测单元对应设置，所述扫描反射镜还可将激光反射回波光束通过所述通光孔反射至所述激光探测单元。
[0025]在可选的实施方式中，所述扫描反射镜在绕所述第二轴线的最大摆动角度和最小摆动角度时，所述扫描反射镜的反射面在所述基座顶面的投影均大于或等于所述通光孔的投影，且所述通光孔的投影包含于所述扫描反射镜的反射面在基座顶面的投影内。
[0026]在可选的实施方式中，所述扫描反射镜可绕所述第二轴线在第一预设位置和第二预设位置之间摆动；
[0027]在所述第一预设位置时，所述扫描反射镜与所述第一轴线的之间夹角的取值范围为20
°‑
40
°
；
[0028]在所述第二预设位置时，所述扫描反射镜与所述第一轴线之间的夹角的取值范围为50
°‑
70
°
。
[0029]在可选的实施方式中，所述激光雷达还包括控制单元，所述控制单元用于控制第一驱动装置和所述第二驱动装置的驱动频率，以调整所述扫描反射镜的转动频率和摆动频率，以使所述扫描反射镜绕所述第二轴线的摆动频率是所述扫描反射镜绕所述第一轴线的转动频率的整数倍，以让激光雷达实现重复扫描。
[0030]在可选的实施方式中，所述激光雷达还包括控制单元，所述控制单元用于控制第一驱动装置和所述第二驱动装置的驱动频率，以调整所述扫描反射镜的摆动频率和转动频率，使所述扫描反射镜绕所述第二轴线的摆动频率是所述扫描反射镜绕所述第一轴线的转动频率的非整数倍，以让所述激光雷达实现非重复扫描。
[0031]在可选的实施方式中，所述控制单元还用于控制第一驱动装置和所述第二驱动装置的驱动频率，以使所述扫描反射镜绕所述第二轴线的摆动频率与所述扫描反射镜绕所述第一轴线的转动频率没有公倍数。
[0032]在可选的实施方式中，所述激光雷达还包括控制单元，所述控制单元还用于控制第一驱动装置的驱动频率，以调整所述扫描反射镜的转速，以使所述扫描反射镜绕所述第一轴线在RO I区域和非RO I区域时转速不同。
[0033]第二方面，本实施例还提供的一种激光雷达控制方法，应用于上述任一实施例所述的激光雷达，所述方法包括：
[0034]控制所述第一驱动装置运行，以带动所述扫描反射镜绕所述第一轴线转动，并控
制所述第二驱动装置运行，以带动所述扫描反射镜绕所述第二轴线摆动。
[0035]在可选的实施方式中，所述控制所述第一驱动装置运行，以带动所述扫描反射镜绕所述第一轴线转动，并控制所述第二驱动装置运行，以带动所述扫描反射镜绕所述第二轴线摆动的步骤包括：
[0036]控制所述第二驱动装置带动所述扫描反射镜绕所述第二轴线以第一预设频率摆动；
[0037]控制所述第一驱动装置带动所述扫描反射镜的绕所述第一轴线以第二预设频率转动；
[0038]其中，所述第一预设频率是所述第二预设频率的整数倍。
[0039]在可选的实施方式中，所述控制所述第一驱动装置运行，以带动所述扫描反射镜绕所述第一轴线转动，并控制所述第二驱动装置运行，以带动所述扫描反射镜绕第二轴线摆动的步骤包括：
[0040]控制所述第二驱动装置带动所述扫描反射镜绕所述第二轴线以第三预设频率摆动；
[0041]控制所述第一驱动装置带动所述扫描反射镜绕所述第一轴线以第四预设频率转动；
[0042]其中，所述第三预设频率是所述第四预设频率的非整数倍。
[0043]在可选的实施方式中，所述第三预设频本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达，包括激光发射单元、激光探测单元、扫描反射镜、第一驱动装置和第二驱动装置，所述激光发射单元发射的激光经所述扫描反射镜反射后出射到外部进行扫描探测，所述激光探测单元用于接收激光反射回波光束；其特征在于，所述第一驱动装置用于驱动所述扫描反射镜绕第一轴线转动扫描以调整水平方向的扫描范围，所述第二驱动装置用于驱动所述扫描反射镜绕第二轴线摆动扫描以调整竖直方向的扫描范围。2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述第一轴线与所述第二轴线垂直。3.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括支架和基座；所述第一驱动装置包括第一定子和第一转子，所述第一转子与所述支架固定连接，所述第一定子与所述基座固定连接，所述支架具有所述第二轴线，所述扫描反射镜安装所述支架上，且可绕所述第二轴线摆动；所述基座具有第一轴线，所述支架可转动地安装于所述基座上，所述第一定子具有线圈，所述第一转子具有多个磁体；所述第一定子的线圈通电时，可驱动所述第一转子转动，以带动所述支架转动，并通过所述支架带动所述扫描反射镜绕所述第一轴线转动。4.根据权利要求3所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括轴承，所述第一转子通过所述轴承可转动地安装于所述基座。5.根据权利要求3或4所述的激光雷达，其特征在于，所述第二驱动装置包括第二动子和第二定子；所述第二定子固定设置于所述基座上；所述第二动子固定设置于所述扫描反射镜；所述第二定子具有线圈，所述第二动子具有磁体；所述第二定子的所述线圈通电时，可使所述第二动子带动所述扫描反射镜绕所述第二轴线往复摆动。6.根据权利要求3所述的激光雷达，其特征在于，所述支架包括相互连接的第一装配部和第二装配部；所述第一装配部与所述第一转子固定连接；所述扫描反射镜可绕所述第二轴线摆动地安装于所述第二装配部；所述第二装配部向着所述第一轴线的方向延伸，所述扫描反射镜的几何中心位于所述第一轴线。7.根据权利要求3所述的激光雷达，其特征在于，所述基座设置有通光孔，所述激光发射单元位于所述通光孔的一端，所述扫描反射镜位于所述通光孔的另一端；所述通光孔的轴线与所述第一轴线重合或平行；所述扫描反射镜与所述激光探测单元对应设置，所述扫描反射镜还可将激光反射回波光束通过所述通光孔反射至所述激光探测单元。8.根据权利要求7所述的激光雷达，其特征在于，所述扫描反射镜在绕所述第二轴线的最大摆动角度和最小摆动角度时，所述扫描反射镜的反射面在所述基座顶面的投影均大于或等于所述通光孔的投影，且所述通光孔的投影包含于所述扫描反射镜的反射面在基座顶面的投影内。9.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述扫描反射镜可绕所述第二轴线在
第一预设位置和第二预设位置之间摆动；在所述第一预设位置时，所述扫描反射镜与所述第一轴线的之间夹角的取值范围为20
°‑
40
°
；在所述第二预设位置时，所述扫描反射镜与所述第一轴线之间的夹角的取值范围为50
°‑
70
°
。10.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括控制单...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷长林，
申请(专利权)人：广州导远电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：