CN108710118A - 一种激光雷达 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光雷达，包括：三个激光器，用于发射激光；准直单元，用于准直激光器发射的激光，减小激光的发散角；振镜，用于改变激光的出射方向；准直单元位于激光器和振镜之间。先对激光器发射的激光进行准直，然后将准直后的激光光束投射到振镜上，改变激光光束的出射方向，可以降低光路系统对准直单元所使用的准直镜组的要求，能够采用多种准直镜组，达到较高的准直要求，从而达到较高的测量精度和测量远距离物体的要求。

Description

一种激光雷达
技术领域
本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种激光雷达。
背景技术
无人驾驶领域最近备受人们关注，无人驾驶汽车的可靠性和安全性关系着人们的生命安全，在无人驾驶汽车上安装激光雷达，激光雷达利用TOF原理，能够在无人驾驶汽车行进过程中，检测无人驾驶汽车附近的物体并测量物体离无人驾驶汽车的距离，从而通过车辆的控制模块，控制车辆的行进路线和车辆的停止开启。
TOF原理是发射一束高功率的脉冲激光，打在被测物体上，通过测量发射时间与接收时间的时间差来计算距离。激光雷达通常由激光发射端和激光接收端组成，通过将激光雷达安装在无人驾驶汽车上，通过激光测距技术能够检测无人驾驶汽车行进过程中的障碍物，帮助无人驾驶汽车规划行车路线，躲避危险物体，达到安全驾驶的目的。
随着激光雷达测量距离的增加，由于激光具有发散角，激光光斑不断增大，激光检测精度随之下降，激光雷达探测器接收到的物体反射或散射回的能量不断衰减，因此激光雷达探测器接收到的物体反射或散射回的激光能量与激光雷达探测距离密切相关。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供激光雷达，能够增大发射激光在较远距离单位面积的激光能量，从而增加激光雷达的测量距离。
为实现上述目的，本发明技术解决方案如下：
一种激光雷达，包括：
至少一个激光器，用于发射激光；
准直单元，用于准直所述激光器发射的激光，减小所述激光的发散角；
振镜，用于改变所述激光的出射角度；
所述准直单元位于所述激光器和所述振镜之间。
进一步，如权利要求1所述激光雷达，其特征在于，所述激光器为半导体激光器。
进一步，所述激光器的数量为三个，三个所述激光器出射的激光光束的交点位于所述振镜的反射面上。
进一步，所述振镜为二维MEMS振镜。
进一步，还包括接收镜组，所述接收镜组与所述振镜反射的所述激光光束异轴设置。
进一步，还包括：
探测器，用于将接收镜组接收到的光强信号转化电信号，并将电信号传递到TDC芯片中。 进一步，还包括：
处理器，连接振镜和TDC芯片，对得到数据进行处理得到待测物的形貌信息。
进一步，所述准直单元为非球面单透镜。
进一步，每个所述激光器对应一个准直单元。
进一步，所述激光器的数量为三个，每两个相邻所述激光器之间的夹角相等，均为20o。
本发明一种激光雷达及激光雷达控制方法，至少一个激光器发射的激光经准直单元准直后，入射到振镜的反射面上，所述振镜用于改变激光的出射。先对激光器发射的激光进行准直，然后将准直后的激光光束投射到振镜上，改变激光光束的出射方向，可以降低光路系统对准直单元所使用的准直镜组的要求，能够采用多种准直镜组，达到较高的准直要求，从而达到较高的测量精度和测量远距离物体的要求。
附图说明
图1为本发明一种激光雷达及激光雷达控制方法的架构图；
图2为本发明一种激光雷达及激光雷达控制方法的光路示意图。
具体实施方式
下面结合实施例说明本发明一种激光雷达及激光雷达控制方法。
本发明一种激光雷达及激光雷达控制方法，如图1所示，包括用于发射激光的激光器1，用于准直激光光束以压缩激光光束发散角的准直单元2，振镜3用于改变激光光束的出射方向。激光器1的数量为三个，分别为第一激光器1-1、第二激光器1-2、第三激光器1-3，第二激光器1-2位于第一激光器1-1和第三激光器1-3之间，第二激光器1-2发射的激光光束、第三激光器1-3发射的激光光束，第二激光器1-2发射的激光光束之间的夹角相等，均为20o 。第一激光器1-1、第二激光器1-2、第三激光器1-3均为半导体激光器，发射的激光波长均为905nm。
准直单元2的数量为三个，分别为第一准直单元2-1、第二准直单元2-2、第三准直单元2-3，第一准直单元2-1用于准直第一激光器1-1发射的激光光束，第二准直单元2-2用于准直第二激光器1-2发射的激光光束，第三准直单元2-3用于准直第三激光器1-3发射的激光光束。第一准直单元2-1、第二准直单元2-2、第三准直单元2-3均为非球面单透镜，因为非球面单透镜的体积较小，能够降低激光雷达的体积，达到小型化的目的。第一准直单元2-1、第二准直单元2-2、第三准直单元2-3也可以是由多个透镜组成的准直透镜组。第一准直单元2-1与第一激光器1-1的发射激光同轴设置，第二准直单元2-2与第二激光器1-2的发射激光同轴设置，第二准直单元2-3与第二激光器1-3的发射激光同轴设置。
振镜3为MEMS二维振镜，振镜3的反射面位于第一激光器1-1、第二激光器1-2、第三激光器1-3所发射的光束交点上。振镜3按照李萨如曲线振动，从而改变激光光束的出射方向。振镜3在垂直方向的旋转角度为60o。振镜3在旋转过程中，三条激光光束的交点位于振镜3的反射面上。通过将振镜3的反射面设置在三条激光光束的交点上，可以减小振镜3的反射面的面积，从而减小振镜3的体积，提高振镜3的旋转速率，提高采样率，达到激光雷达小型化的目的。
第一准直单元2-1位于第一激光器1-1和振镜3之间，第二准直单元2-2位于第二激光器1-2和振镜3之间，第三准直单元2-3位于第三激光器1-3和振镜3之间，通过将准直单元2放在激光器1-3和振镜3之间，可以降低激光雷达光学系统对准直单元2的要求，能够选用多种准直镜组，达到较高的准直要求，从而达到较高的测量精度和测量远距离物体的要求。
激光雷达还包括接收端，接收端由接收镜组5、探测器6、TDC芯片7和处理器8组成。激光光束经振镜3反射后，形成测量激光光束。测量激光光束经待测物4反射后形成发射光束，被接收镜组5接收。接收镜组5与经振镜3反射后的激光光束异轴设置。接收镜组5的视场角为120o。反射光束经接收镜组5聚焦后被探测器6接收，探测器6为光电转换器件，可以将反射光束的光信号转换为电信号进行检测。探测器6可以是雪崩光电二极管。
探测器6连接TDC芯片7，TDC芯片7连接第一激光器1-1、第二激光器1-2、第三激光器1-3，将转化得到的测量激光光束从发射到被探测器6接收的时间传递给处理器8，处理器8连接振镜3，处理器8将振镜3的旋转角度数据和接收到时间数据进行处理，得到待测物4与激光雷达的激光器1之间的距离，从而得到待测物4的形貌信息。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。本发明中的上、下、左、右、顶、底等方位词，仅表示各部件之间的相对位置，不代表各部件的固定位置。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种激光雷达，其特征在于，包括：
至少一个激光器，用于发射激光；
准直单元，用于准直所述激光器发射的激光，减小所述激光的发散角；
振镜，用于改变所述激光的出射角度；
所述准直单元位于所述激光器和所述振镜之间。
2.如权利要求1所述激光雷达，其特征在于，如权利要求1所述激光雷达，其特征在于，所述激光器为半导体激光器。
3.如权利要求1所述激光雷达，其特征在于，所述激光器的数量为三个，三个所述激光器出射的激光光束的交点位于所述振镜的反射面上。
4.如权利要求1所述激光雷达，其特征在于，所述振镜为二维MEMS振镜。
5.如权利要求1所述激光雷达，其特征在于，还包括接收镜组，所述接收镜组与所述振镜反射的所述激光光束异轴设置。
6.如权利要求5所述激光雷达，其特征在于，还包括：
探测器，用于将接收镜组接收到的光强信号转化电信号，并将电信号传递到TDC芯片中。
7.如权利要求6所述激光雷达，其特征在于，还包括：
处理器，连接振镜和TDC芯片，对得到数据进行处理得到待测物的形貌信息。
8.如权利要求1所述激光雷达，其特征在于，所述准直单元为非球面单透镜。
9.如权利要求1所述激光雷达，其特征在于，每个所述激光器对应一个准直单元。
10.如权利要求1所述激光雷达，其特征在于，所述激光器的数量为三个，每两个相邻所述激光器之间的夹角相等，均为20o。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110068831A (zh) * 2019-04-02 2019-07-30 深圳市速腾聚创科技有限公司 闪光雷达及其发射装置和探测方法
CN111007484A (zh) * 2019-12-27 2020-04-14 联合微电子中心有限责任公司 一种单线激光雷达
CN111308441A (zh) * 2018-12-12 2020-06-19 宁波舜宇车载光学技术有限公司 一种激光雷达的发射装置及组装方法
CN112327316A (zh) * 2020-10-27 2021-02-05 北醒（北京）光子科技有限公司 一种雷达测距方法及激光雷达
WO2021184381A1 (zh) * 2020-03-20 2021-09-23 华为技术有限公司 测距系统和车辆
WO2021228206A1 (zh) * 2020-05-14 2021-11-18 北京一径科技有限公司 激光雷达

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN206960658U (zh) * 2017-08-05 2018-02-02 广州市杜格数控设备有限公司 一种固态的二维扫描激光雷达
US20180172803A1 (en) * 2016-12-15 2018-06-21 National Chung Shan Institute Of Science And Technology Optical design for modularizing laser radar sensor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180172803A1 (en) * 2016-12-15 2018-06-21 National Chung Shan Institute Of Science And Technology Optical design for modularizing laser radar sensor
CN206960658U (zh) * 2017-08-05 2018-02-02 广州市杜格数控设备有限公司 一种固态的二维扫描激光雷达

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111308441A (zh) * 2018-12-12 2020-06-19 宁波舜宇车载光学技术有限公司 一种激光雷达的发射装置及组装方法
CN110068831A (zh) * 2019-04-02 2019-07-30 深圳市速腾聚创科技有限公司 闪光雷达及其发射装置和探测方法
CN111007484A (zh) * 2019-12-27 2020-04-14 联合微电子中心有限责任公司 一种单线激光雷达
CN111007484B (zh) * 2019-12-27 2023-08-25 联合微电子中心有限责任公司 一种单线激光雷达
WO2021184381A1 (zh) * 2020-03-20 2021-09-23 华为技术有限公司 测距系统和车辆
WO2021228206A1 (zh) * 2020-05-14 2021-11-18 北京一径科技有限公司 激光雷达
CN112327316A (zh) * 2020-10-27 2021-02-05 北醒（北京）光子科技有限公司 一种雷达测距方法及激光雷达

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