一种激光雷达、自动驾驶系统及可移动设备技术方案

本申请实施例公开了一种激光雷达、自动驾驶系统及可移动设备，激光雷达包括激光发射模块、激光接收模块及收发光学模块，激光发射模块包括多个发射器，激光接收模块包括多个接收器，接收器的排布密度与发射器的排布密度不同，收发光学模块包括发射镜头及接收镜头，沿探测光的传输路径上，发射镜头位于激光发射模块的下游，沿回波光的传输路径上，接收镜头位于激光接收模块的上游，收发光学模块用于使多个发射器与多个接收器一一对应，实现各发射器发出的探测光经目标物体反射回的回波光均能够被对应的接收器接收。本申请通过收发光学模块使多个发射器与多个接收器一一对应，能够提升激光接收模块的光接收效率，提升激光雷达的探测精度。探测精度。探测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种激光雷达、自动驾驶系统及可移动设备


[0001]本申请涉及激光探测
，尤其涉及一种激光雷达、自动驾驶系统及可移动设备。

技术介绍

[0002]激光雷达是以发射激光光束来探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是先向目标发射探测激光光束，然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，例如、目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。
[0003]为了尽可能多的获取目标的三维信息，目前多采用多线激光雷达，以覆盖更多的垂直视场区域。具体地，对于多线激光雷达，其包括多个发射器及多个接收器，然而，由于工艺限制等因素，多个发射器的排布密度与多个接收器的排布密度难以做到一致，如此，就会导致至少部分发射器发出的探测光经目标物体反射形成的回波光无法被接收器接收，或，至少部分接收器无法接收到回波光，影响激光雷达的探测性能。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种激光雷达、自动驾驶系统及可移动设备，用于解决相关技术中因多个发射器的排布密度与多个接收器的排布密度难以做到一致，导致至少部分发射器发出的探测光经目标物体反射形成的回波光无法被接收器接收，或，至少部分接收器无法接收到回波光，影响激光雷达的探测性能的问题。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种激光雷达，包括：
[0006]激光发射模块，所述激光发射模块包括多个发射器，所述发射器用于向探测区域内的目标物体发出探测光；
[0007]激光接收模块，所述激光接收模块包括多个接收器，所述接收器用于接收所述探测光经所述目标物体反射回的回波光，所述接收器的排布密度与所述发射器的排布密度不同；
[0008]收发光学模块，所述收发光学模块包括发射镜头及接收镜头，沿所述探测光的传输路径上，所述发射镜头位于所述激光发射模块的下游，沿所述回波光的传输路径上，所述接收镜头位于所述激光接收模块的上游，所述收发光学模块用于使多个所述发射器与多个所述接收器一一对应，实现各所述发射器发出的所述探测光经所述目标物体反射回的所述回波光均能够被对应的所述接收器接收。
[0009]第二方面，本申请实施例提供了一种自动驾驶系统，包括上述的激光雷达。
[0010]第三方面，本申请实施例提供了一种可移动设备，包括上述的激光雷达；或，包括上述的自动驾驶系统。
[0011]本申请的激光雷达、自动驾驶系统及可移动设备，通过收发光学模块使多个发射器与多个接收器一一对应，实现各发射器发出的探测光经目标物体反射回的回波光均能够
被对应的接收器接收，解决因接收器的排布密度与发射器的排布密度不同而导致的至少部分发射器对应的回波光无法被接收器接收及至少部分接收器无法接收到回波光的问题，能够提升激光接收模块的光接收效率，提升激光雷达的探测精度。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1是本申请一实施例提供的激光雷达的局部结构示意图；
[0014]图2是本申请一实施例提供的激光雷达的光路示意图；
[0015]图3是本申请一实施例提供的激光雷达中激光发射模组内至少部分发射器的分布示意图；
[0016]图4是本申请一实施例提供的激光雷达中激光发射模组内至少部分发射器的另一分布示意图；
[0017]图5是本申请一实施例提供的激光雷达中激光接收模组内至少部分接收器的分布示意图；
[0018]图6是本申请一实施例提供的激光雷达中激光接收模组内至少部分接收器的另一分布示意图；
[0019]图7是本申请一实施例提供的激光雷达中激光发射模组内至少部分发射器的又一分布示意图；
[0020]图8是本申请一实施例提供的激光雷达中激光接收模组内至少部分接收器的又一分布示意图；
[0021]图9是本申请一实施例提供的自动驾驶系统的结构示意图；
[0022]图10是本申请一实施例提供的可移动设备的结构示意图；
[0023]图11是本申请一实施例提供的激光雷达的另一结构示意图。
[0024]附图标记说明：1、可移动设备；10、自动驾驶系统；100、激光雷达；110、激光发射模块；111、发射器；112、激光发射阵列；1121、第一激光发射阵列；1122、第二激光发射阵列；120、激光接收模块；121、接收器；122、激光接收阵列；1221、第一激光接收阵列；1222、第二激光接收阵列；130、收发光学模块；131、发射镜头；132、接收镜头；x、第一方向；y、第二方向。
具体实施方式
[0025]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。
[0026]下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0027]实施例一
[0028]请参阅图1和图2，本申请实施例提供了一种激光雷达100。激光雷达100包括激光发射模块110及激光接收模块120，激光发射模块110用于向探测区域内的目标物体发出探测光，激光接收模块120用于接收探测光经目标物体反射回来的回波光，通过回波光与本振光的比较输出对应的电信号，然后由信号处理单元对电信号进行适当处理，形成点云图，通过对点云图进行处理，便可获得目标物体的距离、方位、高度、速度、姿态和形状等参数，从而实现激光探测功能，进而可应用于汽车、机器人、物流车、巡检车等产品的导航规避、障碍物识别、测距、测速、自动驾驶等场景。
[0029]根据实际需求，激光雷达100除了用于激光探测
，也可用于其他应用场景，比如零件直径检测、表面粗糙度检测、应变检测、位移检测、振动检测、速度检测、距离检测、加速度检测以及物体的形状检测等

[0030]具体地，激光发射模块110包括多个发射器111，发射器111用于向探测区域内的目标物体发出探测光。其中，发射器111可以采用垂直腔面发射激光器(Vertical
‑
Cavity Surface
‑
Emitting Laser，简称VCSEL)、边发射激光器(Edge Emitting Laser，简称EEL)、LD光源等，在此，不对发射器111采用的具体激光器类型进行限制。
[0031]激光接收模块120包括多个接收器121，接收器121用于接收探测光经目标物体反射回的回波光。其中，接收器121可以采用硅光电倍增管(Silicon photomultiplier，简称SiP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，其特征在于，包括：激光发射模块，所述激光发射模块包括多个发射器，所述发射器用于向探测区域内的目标物体发出探测光；激光接收模块，所述激光接收模块包括多个接收器，所述接收器用于接收所述探测光经所述目标物体反射回的回波光，所述接收器的排布密度与所述发射器的排布密度不同；收发光学模块，所述收发光学模块包括发射镜头及接收镜头，沿所述探测光的传输路径上，所述发射镜头位于所述激光发射模块的下游，沿所述回波光的传输路径上，所述接收镜头位于所述激光接收模块的上游，所述收发光学模块用于使多个所述发射器与多个所述接收器一一对应，实现各所述发射器发出的所述探测光经所述目标物体反射回的所述回波光均能够被对应的所述接收器接收。2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述激光发射模块包括一个以上的激光发射阵列，所述激光发射阵列包括呈阵列排布的多个所述发射器，所述激光接收模块包括一个以上的激光接收阵列，所述激光接收阵列包括呈阵列排布的多个所述接收器，所述收发光学模块用于使一个以上的所述激光发射阵列与一个以上的所述激光接收阵列一一对应设置，实现所述激光发射阵列内所述发射器发出的所述探测光所对应的回波光能够被对应的所述激光接收阵列内的所述接收器所接收。3.根据权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，所述激光发射模块包括一个所述激光发射阵列，所述激光接收模块包括一个所述激光接收阵列，一个所述激光发射阵列内的所述发射器的排布密度与一个所述激光接收阵列内的所述接收器的排布密度不同；或者所述激光发射模块包括多个所述激光发射阵列，所述激光接收模块包括多个所述激光接收阵列，至少一所述激光发射阵列内的所述发射器的排布密度与对应的所述激光接收阵列内的所述接收器的排布密度不同；其中，多个所述激光发射阵列中，至少一所述激光发射阵列内的所述发射器的排布密度与另一所述激光发射阵列内的所述发射器的排布密度不同，和/或，多个所述激光接收阵列中，至少一所述激光接收阵列内的所述接收器的排布密度与另一所述激光接收阵列内的所述接收器的排布密度不同。4.根据权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达满足以下条件式：d
11 / f
11 = d
21 / f
21
f
11 = h
11 / tanθ
11
其中，对于一所述激光发射阵列及对应的一所述激光接收阵列而言，d
11
为所述激光发射阵列中的相邻两个所述发射器之间的间距，单位为mm，d
21
为所述激光接收阵列中的相邻两个所述接收器之间的间距，单位为mm，f
11
为所述发射镜头中与所述激光发射阵列对应区域的有效焦距，单位为mm，f
21
为所述接收镜头中与所述激光接收阵列对应区域的有效焦距，单位为mm，h
11
为所述激光发射阵列中的任一所述发射器至发射光轴之间的间距，单位为mm，θ
11
为所述激光发射阵列中的任一所述发射器的发射视场角，0 <θ
11 < 2π。5.根据权利要求4所述的激光雷达，其特征在于，一个以上的所述激光发射阵列包括第一激光发射阵列，一个以上的所述激光接收阵列包括与所述第一激光发射阵列对应的第一激光接收阵列，所述第一激光发射阵列中的多个所述发射器沿第一方向呈阵列排布，所述第一激光接收阵列中的多个所述接收器沿所述第一方向呈阵列排布，所述第一方向与所述发射镜头的发射光轴垂直；
对于所述第一激光发射阵列及所述第一激光接收阵列，d
11
为沿所述第一方向上所述第一激光发射阵列中的相邻两个所述发射器之间的间距，d
21
为沿所述第一方向上所述第一激光接收阵列中的相邻两个所述接收器之间的间距，h
11
为沿所述第一方向上所述第一激光发射阵列中的任一所述发射器至所述发射光轴之间的间距。6.根据权利要求4所述的激光雷达，其特征在于，一个以上的所述激光发射阵列包括第二激光发射阵列，一个以上的所述激光接收阵列包括与所述第二激光发射阵列对应的第二激光接收阵列，所述第二激光发射阵列中的多个所述发射器沿第一方向及第二方向呈阵列排布，所述第二激光接收阵列中的多个所述接收器沿所述第一方向及所述第二方向呈阵列排布，所述第一方向、所述第二方向及所述发射镜头的发射光轴两两垂直；对于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟龙，王佳鑫，
申请(专利权)人：上海路泊盛世信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：