CN107153182A - 激光雷达及激光雷达控制方法 - Google Patents

激光雷达及激光雷达控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明的实施例中公开了一种激光雷达及激光雷达控制方法，所述激光雷达包括：第一组激光发射单元，用于发射第一组出射激光；第一发射端准直单元，用于准直所述第一组出射激光；第二组激光发射单元，用于发射第二组出射激光；第二发射端准直单元，用于准直所述第二组出射激光。本发明实施例能提高激光雷达的垂直分辨率，还有助于减少激光雷达的尺寸。

Description

激光雷达及激光雷达控制方法
技术领域
本发明涉及检测领域，特别涉及一种激光雷达及激光雷达控制方法。
背景技术
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。
多线激光雷达是激光雷达的一种，现有技术中的多线激光雷达是通过半导体激光发射器发射激光，通过的电机旋转，形成多条线束的扫描，并对回波光信号进行探测的设备。理论上，多线激光雷达发射的激光线束越多，对环境描述的越全面，然而多线激光雷达在单位高度上受限于元器件的高度无法做到很小，因此无法无限增加单位高度上的线束，从而无法获得更高的垂直分辨率。
可见，现有技术中的多线激光雷达扫描时的垂直分辨率还不高。
发明内容
本发明实施例中提供了一种激光雷达及激光雷达控制方法，能提高激光雷达的垂直分辨率。
为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：
一方面，提供了一种激光雷达，所述激光雷达包括：
第一组激光发射单元，用于发射第一组出射激光；
第一发射端准直单元，用于准直所述第一组出射激光；
第二组激光发射单元，用于发射第二组出射激光；
第二发射端准直单元，用于准直所述第二组出射激光。
可选的，所述第一组出射激光的光轴与所述第二组出射激光的光轴交错。
可选的，所述第一组激光发射单元包括多个激光发射板；
所述第二组激光发射单元包括多个激光发射板。
可选的，所述激光雷达还包括：
第三组激光发射单元，用于发射第三组出射激光；
第三发射端准直单元，用于准直所述第三组出射激光。
可选的，所述第三组出射激光的光轴与所述第一组出射激光的光轴交错；且
所述第三组出射激光的光轴与所述第二组出射激光的光轴交错。
可选的，所述激光雷达还包括：
接收端准直单元，用于准直所述发射激光；
接收单元，用于接收所述准直后的反射激光；
其中，所述反射激光为所述出射激光经被测物体反射后的激光。
可选的，所述接收单元包括多个激光接收板。
可选的，所述激光接收板的数量等于所述激光发射板的数量。
第二方面，提供了一种激光雷达控制方法，所述方法包括：
第一组激光发射单元发射第一组出射激光；
第一发射端准直单元准直所述第一组出射激光；
第二组激光发射单元发射第二组出射激光；
第二发射端准直单元准直所述第二组出射激光。
可选的，所述第一组出射激光的光轴与所述第二组出射激光的光轴交错。
本发明的实施例中公开了一种激光雷达，本发明的激光雷达将发射单元分成两组，对应的采用两组发射端准直单元，在两组激光光轴交错的情况下，可以增加单位长度上激光光斑数量，相当于增加了单位长度上的激光线数，可以提高激光雷达的垂直分辨率；此外，将发射单元分为两组，每一组的尺寸会相对缩小，可以在有限的空间中排列更加合理，有助于减少激光雷达的尺寸。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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。
图1所示为本发明实施例激光雷达的示意图；
图2所示为两组激光光轴平行的示意图；
图3所示为本发明实施例的两组激光光轴交错的示意图；
图4所示为本发明实施例的激光光斑的示意图；
图5所示为本发明实施例的激光雷达的示意图；
图6所示为本发明实施例的激光雷达的光路示意图；
图7所示为本发明实施例的激光光斑的示意图。
具体实施方式
本发明如下实施例提供了一种激光雷达及激光雷达控制方法，能提高激光雷达的垂直分辨率。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
图1所示为本发明实施例的激光雷达的示意图，如图1所示，所述激光雷达包括：
第一组激光发射单元110，用于发射第一组出射激光；
第一发射端准直单元120，用于准直所述第一组出射激光；
第二组激光发射单元130，用于发射第二组出射激光；
第二发射端准直单元140，用于准直所述第二组出射激光。
本发明实施例中，所述第一组激光发射单元110包括多个激光发射板；
所述第二组激光发射单元130包括多个激光发射板。
本发明实施例中，所述第一组出射激光的光轴与所述第二组出射激光的光轴交错。
本发明实施例中，光轴交错指的是光轴非平行。
图2所示为两组激光光轴平行的示意图。如图2所示，第一组出射激光的光轴210和第二组出射激光的光轴220相互平行。
图3所示为本发明实施例的两组激光光轴交错的示意图，如图3所示，第一组出射激光的光轴310和第二组出射激光的光轴320交错。
图4所示为本发明实施例的激光光斑的示意图。
本发明实施例中，两组激光的光轴交错，在距离该激光雷达一定距离处的光斑就不会重合。理想状态下，任意一个第二组出射激光的光斑落在两个第一组出射激光光斑之间。
图4所示的实施例中，第一组激光的光斑以空白圆圈示意，第二组激光的光斑以带斜线的圆圈示意。如图4所示，两组激光光斑是不重合的。
可见，与现有技术中的单组激光发射单元和发射端准直单元相比较，本发明实施例的激光雷达将发射单元分成两组，对应的采用两组发射端准直单元，在两组激光光轴交错的情况下，可以增加单位长度上激光光斑数量，相当于增加了单位长度上的激光线数，可以提高激光雷达的垂直分辨率；此外，将发射单元分为两组，每一组的尺寸会相对缩小，可以在有限的空间中排列更加合理，有助于减少激光雷达的尺寸。
本发明实施例的激光雷达，采用了多组激光发射单元和发射端准直单元，在出射激光的光轴交错的情况下，单位长度中分布的激光线数增加，可以提高垂直分辨率。
本发明实施例的激光雷达可以包括两组及两组以上激光发射单元。
本发明实施例的所述激光雷达还包括：
第三组激光发射单元，用于发射第三组出射激光；
第三发射端准直单元，用于准直所述第三组出射激光。
所述第三组出射激光的光轴与所述第一组出射激光的光轴交错；且
所述第三组出射激光的光轴与所述第二组出射激光的光轴交错。
同理，本发明实施例的激光雷达还可以包括第四组激光发射单元和第四发射端准直单元，其功能与上述激光发射单元、发射端准直单元相同或相似，在此不再赘述。
同理，第四组出射激光的光轴与其他组出射激光的光轴错开，在此不再赘述。
本发明实施例的激光雷达还包括：
接收端准直单元，用于准直所述发射激光；
接收单元，用于接收所述准直后的反射激光；
其中，所述反射激光为所述出射激光经被测物体反射后的激光。
所述接收单元包括多个激光接收板。
本发明的其他实施例中，接收端准直单元和接收单元或可以有多组。
本发明实施例中，所述激光接收板的数量等于所述激光发射板的数量。
本发明实施例的激光雷达可以提高激光雷达的垂直分辨率。
图5所示为本发明实施例的激光雷达的示意图，图5所示的应用场景中包括四组激光发射单元，相应的有四组发射端准直单元。图5所示的应用场景中仅包括一组接收端准直单元和一组接收单元。
如图5所示，所述激光雷达包括第一组激光发射单元511和第一发射端准直透镜521，第二组激光发射单元512和第二发射端准直透镜522，第三组激光发射单元513和第三发射端准直透镜523，以及第四组激光发射单元514和第四发射端准直透镜524。
所述激光雷达还包括接收端准直透镜530和接收单元540。图5中，接收单元540有两列。
图6所示为本发明实施例的激光雷达的光路示意图，图6所示的光路图对应图5所示的应用场景，图6与图5中具有相同标号的单元具有相同或相似的功能，在此不再赘述。
如图6所示，第一组激光发射单元511发射的第一组出射激光经第一发射端准直透镜521后，由被测物体反射，反射激光由接收端准直透镜530后由接收单元540接收。
同理，第二组激光、第三组激光以及第四组激光由被测物体反射后，反射激光由接收端准直透镜530后由接收单元540接收。
图6中，以实线表示出射激光，以虚线表示反射激光。
图7所示为本发明实施例的激光光斑的示意图。图7中，第一组激光的光斑以白色圆圈示意，第二组激光的光斑以带斜线的圆圈示意，第三组激光的光斑以网格状的圆圈示意，第四组激光以纯黑色圆圈示意。
图5至图7所示的实施例中，理想情况下，激光雷达的垂直分辨率可以提高至原垂直分辨率的四倍。
由图7可以看出，在垂直方向上，本发明实施例的激光雷达的垂直分辨率更高。
和上述激光雷达相对应，本发明实施例还公开了一种激光雷达控制方法，所述方法包括：
第一组激光发射单元发射第一组出射激光；
第一发射端准直单元准直所述第一组出射激光；
第二组激光发射单元发射第二组出射激光；
第二发射端准直单元准直所述第二组出射激光。
可选的，所述第一组出射激光的光轴与所述第二组出射激光的光轴交错。
本发明实施例的激光雷达控制方法，能提高激光雷达的垂直分辨率。
本发明的实施例中公开了一种激光雷达和激光雷达控制方法，所述激光雷达将发射单元分成两组，对应的采用两组发射端准直单元，可以增加单位长度上激光光斑数量，相当于增加了单位长度上的激光线数，可以提高激光雷达的垂直分辨率；此外，将发射单元分为两组，每一组的尺寸会相对缩小，可以在有限的空间中排列更加合理，有助于减少激光雷达的尺寸。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，通用硬件包括通用集成电路、通用CPU、通用存储器、通用元器件等，当然也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专用CPU、专用存储器、专用元器件等来实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光雷达，其特征在于，所述激光雷达包括：
第一组激光发射单元，用于发射第一组出射激光；
第一发射端准直单元，用于准直所述第一组出射激光；
第二组激光发射单元，用于发射第二组出射激光；
第二发射端准直单元，用于准直所述第二组出射激光。
2.如权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述第一组出射激光的光轴与所述第二组出射激光的光轴交错。
3.如权利要求1或2所述的激光雷达，其特征在于，所述第一组激光发射单元包括多个激光发射板；
所述第二组激光发射单元包括多个激光发射板。
4.如权利要求1至3任一项所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括：
第三组激光发射单元，用于发射第三组出射激光；
第三发射端准直单元，用于准直所述第三组出射激光。
5.如权利要求4所述的激光雷达，其特征在于，所述第三组出射激光的光轴与所述第一组出射激光的光轴交错；且
所述第三组出射激光的光轴与所述第二组出射激光的光轴交错。
6.如权利要求1至5任一项所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括：
接收端准直单元，用于准直所述发射激光；
接收单元，用于接收所述准直后的反射激光；
其中，所述反射激光为所述出射激光经被测物体反射后的激光。
7.如权利要求6所述的激光雷达，其特征在于，所述接收单元包括多个激光接收板。
8.如权利要求7所述的激光雷达，其特征在于，所述激光接收板的数量等于所述激光发射板的数量。
9.一种激光雷达控制方法，其特征在于，所述方法包括：
第一组激光发射单元发射第一组出射激光；
第一发射端准直单元准直所述第一组出射激光；
第二组激光发射单元发射第二组出射激光；
第二发射端准直单元准直所述第二组出射激光。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一组出射激光的光轴与所述第二组出射激光的光轴交错。
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