CN108761421A - 一种固态激光雷达 - Google Patents

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刘乐天
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Abstract

本发明公开了一种固态激光雷达，包括发射组件和接收组件，接收组件设置于发射组件的侧方，还包括MEMS器件，用于改变发射组件的发射激光的光路方向。上述固态激光雷达，不具有任何机械式旋转部分，采用MEMS器件结构小巧便于制造，内部器件结构设置合理，操作空间合适，装调方便，遮光简化，满足远距离测量和良好接收效果的使用要求，还具有稳定性好、使用寿命长、利于量产和价格合理等特点，适合大规模商用。

Description

一种固态激光雷达
技术领域
本发明涉及激光探测技术领域，尤其涉及一种固态激光雷达。
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，然后接收器接收从目标反射回来的信号，最后激光雷达将反射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。
由于激光雷达对环境感知的先天优势，使其成为自动驾驶技术对环境进行探测的主要传感器。目前激光雷达主要采用机械旋转式：旋转部件带动发射模块、接收模块360°旋转以得到周围环境距离信号。
然而上述机械旋转式激光雷达有诸多缺点：连接旋转部分和固定部分的滑环，易磨损，影响整个装置的使用寿命；旋转部分占用体积大，在未来的应用中，很难再进一步缩小体积实现小型化；多线(如32线、64线)的激光雷达发射模块与接收模块以成对的方式设置，对角度设置要求高，制造难度大，不利于量产且价格高昂。
发明内容
本发明实施例中提供了一种固态激光雷达，其不仅能够对环境进行探测扫描，满足远距离探测和良好接收效果的要求，还具有装调方便、器件稳定性和继承性佳、价格合理、利于量产等特点。
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：
提供了一种固态激光雷达，包括发射组件和接收组件，所述接收组件设置于所述发射组件的侧方，还包括MEMS器件，用于改变所述发射组件的发射激光的光路方向。
优选的，所述发射组件包括若干个发射器，所述发射器的发射激光均朝向所述MEMS器件。
优选的，所述发射器的发射激光均具有相同的仰角α。
优选的，任意相邻的两个所述发射器的发射激光之间的夹角相同，均为β。
优选的，所述MEMS器件通过MEMS支架固定，所述发射组件设置于经所述MEMS器件反射的出射激光的光路范围之外。
优选的，所述接收组件通过接收支架固定，所述接收组件设置于经所述MEMS器件反射的出射激光的光路范围之外。
优选的，还包括底座和外壳，所述发射组件、所述接收组件和所述MEMS器件固定于所述底座上，且设置于所述外壳和所述底座合围而成的空腔内。
本发明公开了一种固态激光雷达，其包括发射组件、接收组件和MEMS器件，接收组件设置于发射组件的侧方，发射组件的发射激光均朝向MEMS器件，经MEMS器件反射的出射激光向周围环境进行探测扫描；经MEMS器件反射的出射激光具有较好的视场角和扫描密度，能够满足激光雷达远距离探测的使用要求。接收组件接收由周围环境反射回的反射激光，并进行相应处理。固态激光雷达不具有任何机械式旋转部分，提高了整个装置的稳定性和使用寿命；MEMS器件结构小巧，占用的空间少，使用可靠性佳，便于制造；内部器件设置合理，操作空间合适，装调方便，且遮光简化，利于产品量产和控制成本，更适合大规模商用。
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一所述的固态激光雷达的内部结构示意图。
附图标记
100、发射组件；101、发射器；200、接收组件；201、接收支架；300、MEMS器件；301、MEMS支架；400、底座。
具体实施方式
本发明如下实施例提供了固态激光雷达，满足远距离测距和良好接收效果的要求，同时还具有稳定性好、使用寿命长、装调方便、价格合理、利于量产等优点。
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。
实施例一：
如图1所示，固态激光雷达包括发射组件100、接收组件200和MEMS器件300，接收组件200设置于发射组件100的左侧，MEMS器件300用于改变发射组件100的发射激光的光路方向。
还包括底座400和外壳，发射组件100、接收组件200和MEMS器件300均设置于底座400和外壳合围而成的空腔内；发射组件100、接收组件200和MEMS器件300固定于底座400上。
发射组件100包括三个发射器101；发射器101的发射激光均有相同的仰角α并朝向MEMS器件300；发射激光向上朝向MEMS器件300，经MEMS器件300反射后，出射激光对周围环境进行扫描。
任意相邻的两个发射器101的发射激光之间的夹角相同，均为β；发射激光经MEMS器件300反射后，出射激光由三个发射器101的发射激光均匀拼接而成，具有更大的扫描视场角。
示例性的，相邻的发射器101的发射激光之间的夹角为20°，位于中间的发射器101的发射激光正对MEMS器件300，位于两侧的发射器101的发射激光相对中间的发射器101的发射激光的角度分别为±20°；MEMS器件300的摆动角度为±5°，则固态激光雷达的扫描视场角为±30°。固态激光雷达的扫描视场角由发射器101的摆放角度和MEMS器件300的摆动角度确定；固态激光雷达的扫描视场角，决定实际应用场景中的扫描宽度；如固态激光雷达用于路面扫描，最大扫描宽度约等于路面宽度，因此相邻的发射器的发射激光之间的夹角选取角度小于等于30°。
MEMS器件300通过MEMS支架301固定，接收组件200通过接收支架201固定，发射组件100和接收组件200设置于出射激光的光路范围之外；即出射激光向周围环境出射时不会被发射组件100阻挡；但为了节省内部空间，各个器件之间尽量紧凑，因此发射组件100和MEMS器件300之间的距离为满足条件的最小距离。
本发明的实施例中公开的一种固态激光雷达在使用过程中，采用MEMS器件300将发射组件100的发射激光进行反射后，对周围环境进行探测扫描；接收组件200接收由周围环境反射回的反射激光；经过MEMS器件300反射的出射激光具有较好的视场角和扫描密度，能够满足激光雷达远距离探测和良好接收效果的使用要求。
固态激光雷达不具有任何机械式旋转部分，提高了整个装置的稳定性和使用寿命；MEMS器件结构小巧，占用的空间少，使用可靠性佳，便于制造；内部器件设置合理，操作空间合适，装调方便，且遮光简化，利于产品量产和控制成本，更适合大规模商用。
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 (7)

1.一种固态激光雷达，其特征在于，包括发射组件和接收组件，所述接收组件设置于所述发射组件的侧方，还包括MEMS器件，用于改变所述发射组件的发射激光的光路方向。
2.如权利要求1所述的一种固态激光雷达，其特征在于，所述发射组件包括若干个发射器，所述发射器的发射激光均朝向所述MEMS器件。
3.如权利要求2所述的一种固态激光雷达，其特征在于，所述发射器的发射激光均具有相同的仰角α。
4.如权利要求2所述的一种固态激光雷达，其特征在于，任意相邻的两个所述发射器的发射激光之间的夹角相同，均为β。
5.如权利要求1所述的一种固态激光雷达，其特征在于，所述MEMS器件通过MEMS支架固定，所述发射组件设置于经所述MEMS器件反射的出射激光的光路范围之外。
6.如权利要求1所述的一种固态激光雷达，其特征在于，所述接收组件通过接收支架固定，所述接收组件设置于经所述MEMS器件反射的出射激光的光路范围之外。
7.如权利要求1所述的一种固态激光雷达，其特征在于，还包括底座和外壳，所述发射组件、所述接收组件和所述MEMS器件固定于所述底座上，且设置于所述外壳和所述底座合围而成的空腔内。
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