【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光探测，特别涉及一种激光雷达的扫描模块和激光雷达。
技术介绍
1、激光雷达是一种常用的测距传感器，具有探测距离远、分辨率高、受环境干扰小等特点，广泛应用于智能机器人、无人机、无人驾驶等领域。激光雷达的工作原理是利用激光往返于雷达和目标之间所用的时间，或者调频连续光在雷达和目标之间往返所产生的频移来评估目标的距离或速度等信息。
2、为了获得较大的视场范围，激光雷达通常采用扫描装置进行扫描。激光雷达常用的扫描方式有机械旋转式、反射镜扫描式、光学相控阵(opa)扫描、flash扫描等。
3、另外，还有一种扫描方式是波长扫描。波长扫描的扫描装置是利用光栅、棱镜等色散单元基于波长将多波长光源产生的光线分开以达到扫描的效果。
4、但是现有波长扫描的扫描模块往往存在装配不方便的问题。
技术实现思路
1、本专利技术解决的问题是如何降低波长扫描的扫描模块的装配难度。
2、为解决上述问题，本专利技术提供一种激光雷达的扫描模块，包括：
3、第一色散单元，所述第一色散单元接收多波长的第一光线形成第二光线，所述第二光线的传播方向与波长相关，且不同波长的第二光线均位于第一平面内；第一光束旋转单元，所述第一光束旋转单元折射所述第二光线形成第三光线，不同波长的第三光线均位于第二平面内，所述第二平面与所述第一平面呈预设角度。
4、可选的，所述第二平面与所述第一平面相垂直。
5、可选的，所述第二平面平行于所述激光雷达的
6、可选的，所述第一光束旋转单元包括：道威棱镜和柱面透镜组件中的一个。
7、可选的，所述道威棱镜为绕光轴旋转45°的道威棱镜。
8、可选的，所述道威棱镜包括：相互平行的第一底面和第二底面、相互平行的第一梯形侧面和第二梯形侧面，所述第一底面、所述第一梯形侧面、所述第二底面以及所述第二梯形侧面依次相连且两两垂直；其中，所述第一底面和第二底面均与所述第一平面呈45°；所述道威棱镜还包括：第一斜侧面和第二斜侧面，所述第一斜侧面和所述第二斜侧面分别与所述第一底面、所述第一梯形侧面、所述第二底面以及所述第二梯形侧面均相连，所述第一斜侧面和所述第二斜侧面均与所述第二底面呈45°。
9、可选的，所述道威棱镜的光轴与中心角度的第二光线同轴。
10、可选的，所述道威棱镜与所述第一色散单元之间的距离不小于预设值以避免发生干涉。
11、可选的，所述道威棱镜与所述第一色散单元之间的距离在5mm至15mm范围内。
12、可选的，所述柱面透镜组件包括：第一柱面透镜，所述第一柱面透镜的曲侧面适宜于接收所述第二光线；第二柱面透镜，所述第二柱面透镜的平侧面与所述第一柱面透镜的平侧面相对平行设置，所述第三光线自所述第二柱面透镜的曲侧面出射；所述第一柱面透镜的母线和所述第二柱面透镜的母线相互平行且均与所述第一平面呈45°夹角。
13、可选的，所述第二柱面透镜的平侧面与所述第一柱面透镜的平侧面之间的距离等于焦距和，所述焦距和等于所述第一柱面透镜的焦距和所述第二柱面透镜的焦距之和。
14、可选的，所有第二光线所在平面垂直所述第一柱面透镜的平侧面。
15、可选的，还包括：反射面，设置于所述第三光线的光路中，所述反射面反射所述第三光线。
16、可选的，还包括：第一扫描单元，所述第一扫描单元具有所述反射面。
17、可选的，所述第一扫描单元包括：第一转轴，所述第一转轴垂直所述第一平面，所述反射面绕所述第一转轴转动。
18、可选的，所述第一扫描单元还包括：第二转轴，所述第二转轴平行所述第一平面，所述反射面绕所述第二转轴转动。
19、可选的，所述反射面以第一预设角速度绕所述第二转轴转动以提高垂直角分辨率；或者，所述反射面以第二预设角速度绕所述第二转轴转动以拼接视场。
20、相应的，本专利技术还提供一种激光雷达，包括：
21、多波长光源，所述多波长光源适宜于产生多波长的光线；扫描模块，所述扫描模块为本专利技术的扫描模块；出射的所述第三光线被障碍物反射后形成回波光线；探测元件，所述探测元件适宜于接收所述回波光线。
22、可选的，所述多波长光源包括：多个发射端口，所述多个发射端口与所述多波长光源耦接，适于分别发射多波长的光线，其中至少部分发射端口分布于所述第一平面内；所述扫描模块还包括：第一透镜单元，分布于所述第一平面内的多个发射端口均位于所述第一透镜单元的焦平面上。
23、可选的，多个所述发射端口中的至少部分发射端口呈二维阵列排布；呈二维阵列排布的部分发射端口中，部分发射端口分布于所述第一平面内。
24、可选的，多个所述发射端口所发射的光线分别平行于所述第一透镜单元的光轴。
25、可选的，所述激光雷达为旁轴光路的激光雷达；所述激光雷达包括：接收模块，所述接收模块包括所述探测元件；所述接收模块还包括：沿回波光线的光路依次设置的第二光束旋转单元和第二色散单元。
26、与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：
27、本专利技术技术方案中，第一色散单元，所述色散单元接收第一光线形成第二光线，所述第二光线的传播方向与波长相关，且不同波长的第二光线均位于第一平面内；第一光束旋转单元，所述第一光束旋转单元折射所述第二光线形成第三光线，不同波长的第三光线均位于第二平面内，所述第二平面与所述第一平面呈预设角度。所述第一光束旋转单元的设置，能够使不同波长的第二光线和不同波长的第三光线分别位于呈预设角度的两个平面内，将第二光线在第一平面内的扫描转换为第三光线在第二平面内向不同角度的扫描，避免了色散单元形成的第二光线在第一平面内的分布对扫描方向的限制，以及扫描模块中光学单元或元件的排布方向对扫描方向的限制；也即是，通过激光雷达的扫描模块中分布在第一平面内的光学元件，能够实现呈预设角度的第二平面内的扫描。从而能够有效提高所述扫描模块的安装灵活性，并减小扫描模块在垂直于第一平面方向的尺寸，能够有效降低安装难度。
28、本专利技术可选方案中，所述第二平面与所述第一平面相互垂直，所述第二平面平行于激光雷达的垂直视场方向，当所述扫描模块应用于车载激光雷达，所述第二平面平行重力方向，所述第一平面可以为水平面。激光雷达的扫描模块中不同光学单元或元件沿水平面排布，所形成的第三光线可以实现激光雷达垂直视场方向的扫描，从而具有所述扫描模块的激光雷达高度较小，有利于满足车载应用中对于降低雷达高度的需求；且激光雷达的不同光学单元、元件大致在同一水平面上，能够有效降低安装难度。
29、本专利技术可选方案中，所述第一光束旋转单元包括道威棱镜。道威棱镜对于安装位置或者角度的敏感性较低，位置或角度的小幅偏移只会小幅影响第三光线的位置和指向，不需要高精度的对准和装调，能够有效降低对准和装调的难度。
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1.一种激光雷达的扫描模块，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的扫描模块，其特征在于，所述第二平面与所述第一平面相垂直。
3.如权利要求1或2所述的扫描模块，其特征在于，所述第二平面平行于所述激光雷达的垂直视场方向。
4.如权利要求1所述的扫描模块，其特征在于，所述第一光束旋转单元包括：道威棱镜和柱面透镜组件中的一个。
5.如权利要求4所述的扫描模块，其特征在于，所述道威棱镜为绕光轴旋转45°的道威棱镜。
6.如权利要求4所述的扫描模块，其特征在于，所述道威棱镜包括：相互平行的第一底面和第二底面、相互平行的第一梯形侧面和第二梯形侧面，所述第一底面、所述第一梯形侧面、所述第二底面以及所述第二梯形侧面依次相连且两两垂直；其中，所述第一底面和第二底面均与所述第一平面呈45°；
7.如权利要求4所述的扫描模块，其特征在于，所述道威棱镜的光轴与中心角度的第二光线同轴。
8.如权利要求4所述的扫描模块，其特征在于，所述道威棱镜与所述第一色散单元之间的距离不小于预设值以避免发生干涉。
9.如权
10.如权利要求4所述的扫描模块，其特征在于，所述柱面透镜组件包括：
11.如权利要求10所述的扫描模块，其特征在于，所述第二柱面透镜的平侧面与所述第一柱面透镜的平侧面之间的距离等于焦距和，所述焦距和等于所述第一柱面透镜的焦距和所述第二柱面透镜的焦距之和。
12.如权利要求10所述的扫描模块，其特征在于，所有第二光线所在平面垂直所述第一柱面透镜的平侧面。
13.如权利要求1所述的扫描模块，其特征在于，还包括：反射面，设置于所述第三光线的光路中，所述反射面反射所述第三光线。
14.如权利要求13所述的扫描模块，其特征在于，还包括：第一扫描单元，所述第一扫描单元具有所述反射面。
15.如权利要求14所述的扫描模块，其特征在于，所述第一扫描单元包括：第一转轴，所述第一转轴垂直所述第一平面，所述反射面绕所述第一转轴转动。
16.如权利要求14所述的扫描模块，其特征在于，所述第一扫描单元还包括：第二转轴，所述第二转轴平行所述第一平面，所述反射面绕所述第二转轴转动。
17.如权利要求16所述的扫描模块，其特征在于，所述反射面以第一预设角速度绕所述第二转轴转动以提高垂直角分辨率；
18.一种激光雷达，其特征在于，包括：
19.如权利要求18所述的激光雷达，其特征在于，所述多波长光源包括：多个发射端口，所述多个发射端口与所述多波长光源耦接，适于分别发射多波长的光线，其中至少部分发射端口分布于所述第一平面内；
20.如权利要求19所述的激光雷达，其特征在于，多个所述发射端口中的至少部分发射端口呈二维阵列排布；呈二维阵列排布的部分发射端口中，部分发射端口分布于所述第一平面内。
21.如权利要求19所述的激光雷达，其特征在于，多个所述发射端口所发射的光线分别平行于所述第一透镜单元的光轴。
22.如权利要求18所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达为旁轴光路的激光雷达；
...【技术特征摘要】
1.一种激光雷达的扫描模块，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的扫描模块，其特征在于，所述第二平面与所述第一平面相垂直。
3.如权利要求1或2所述的扫描模块，其特征在于，所述第二平面平行于所述激光雷达的垂直视场方向。
4.如权利要求1所述的扫描模块，其特征在于，所述第一光束旋转单元包括：道威棱镜和柱面透镜组件中的一个。
5.如权利要求4所述的扫描模块，其特征在于，所述道威棱镜为绕光轴旋转45°的道威棱镜。
6.如权利要求4所述的扫描模块，其特征在于，所述道威棱镜包括：相互平行的第一底面和第二底面、相互平行的第一梯形侧面和第二梯形侧面，所述第一底面、所述第一梯形侧面、所述第二底面以及所述第二梯形侧面依次相连且两两垂直；其中，所述第一底面和第二底面均与所述第一平面呈45°；
7.如权利要求4所述的扫描模块，其特征在于，所述道威棱镜的光轴与中心角度的第二光线同轴。
8.如权利要求4所述的扫描模块，其特征在于，所述道威棱镜与所述第一色散单元之间的距离不小于预设值以避免发生干涉。
9.如权利要求8所述的扫描模块，其特征在于，所述道威棱镜与所述第一色散单元之间的距离在5mm至15mm范围内。
10.如权利要求4所述的扫描模块，其特征在于，所述柱面透镜组件包括：
11.如权利要求10所述的扫描模块，其特征在于，所述第二柱面透镜的平侧面与所述第一柱面透镜的平侧面之间的距离等于焦距和，所述焦距和等于所述第一柱面透镜的焦距和所述第二柱面透镜的焦距之和。
12.如权利要求10所...
【专利技术属性】
技术研发人员：周权，潘政清，梁昌沛，高明，向少卿，
申请(专利权)人：上海禾赛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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