CN109444852A - 一种激光雷达 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种激光雷达，包括：激光发射组件、激光接收组件和可旋转反射镜，可旋转反射镜包括第一反射镜和第二反射镜。其中，激光发射组件、激光接收组件的光轴相对设置，可旋转反射镜位于激光发射组件、激光接收组件之间，第一反射镜倾斜于激光发射组件的光轴，用于反射激光发射组件发出的发射光束，第二反射镜倾斜于激光接收组件的光轴，用于反射激光发射至外界而反射的反射光束至激光接收组件，激光发射组件、激光接收组件独立于可旋转反射镜安装。通过上述方式，本申请激光雷达的激光发射组件、激光接收组件和可旋转反射镜可独立安装，不存在相互制约、相互干涉的关系，降低了激光雷达的装调难度。

Description

一种激光雷达

技术领域

本申请涉及测量测绘技术领域，特别是涉及一种激光雷达。

背景技术

激光雷达以激光雷达的激光发射组件发出的发射光束经可旋转反射镜反射后探测目标，发射光束在目标上发生散射，一部分反射光束经可旋转反射镜反射后被激光雷达的激光接收组件接收，根据激光测距原理即可计算激光雷达到目标的距离。

本申请的发明人经过长期的研究发现，现有的激光雷达可旋转反射镜与激光发射组件、激光接收组件为一体安装，装调难度大。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种激光雷达，其可旋转反射镜能够与激光发射组件、激光接收组件独立安装，降低了激光雷达的装调难度。

为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：提供一种激光雷达，该激光雷达包括：激光发射组件；激光接收组件；可旋转反射镜，包括第一反射镜和第二反射镜；其中，激光发射组件、激光接收组件的光轴相对设置，可旋转反射镜位于激光发射组件、激光接收组件之间；第一反射镜倾斜于激光发射组件的光轴，用于反射激光发射组件发出的发射光束，第二反射镜倾斜于激光接收组件的光轴，用于反射激光发射至外界而反射的反射光束至激光接收组件；激光发射组件、激光接收组件独立于可旋转反射镜安装。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供的激光雷达的激光发射组件的光轴与激光接收组件的光轴相对设置，且可旋转反射镜位于激光发射组件和激光接收组件之间，激光发射组件、激光接收组件独立于可旋转反射镜安装，因此，在激光雷达装调过程中，三者可独立安装，不存在相互制约、相互干涉的关系，降低了激光雷达的装调难度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述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说，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。其中：

图1是本申请激光雷达一实施方式的剖面示意图；

图2是本申请激光雷达一实施方式的结构示意图；

图3是图2中基座一实施方式的结构示意图；

图4是图2中驱动件一实施方式的结构示意图；

图5是图2中平衡件一实施方式的结构示意图；

图6是图2中旋转件一实施方式的结构示意图；

图7是图2中第一隔离板和第二隔离板一实施方式的结构示意图；

图8是图2中码盘和计数器一实施方式的结构示意图；

图9是本申请激光雷达一实施方式的爆炸示意图。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1为本申请激光雷达一实施方式的结构示意图。激光雷达1包括：激光发射组件10、激光接收组件20、可旋转反射镜30，可旋转反射镜30包括第一反射镜301和第二反射镜302。其中，在一个实施场景，第一反射镜301和第二反射镜302为平面反射镜，第一反射镜301的尺寸略大于激光发射组件10发出的发射光束，进而尽可能减小第一反射镜301的尺寸，第二反射镜302的尺寸略大于发射光束发射至外界而反射的反射光束，进而尽可能减小第二反射镜302的尺寸。

其中，激光发射组件10、激光接收组件20的光轴(图中虚线所示)相对设置，可旋转反射镜30位于激光发射组件10、激光接收组件20之间；第一反射镜301倾斜于激光发射组件10的光轴，用于反射激光发射组件10发出的发射光束。在一个实施场景中，第一反射镜301与激光发射组件10的光轴的夹角为44-46度，例如44度、45度、46度；第二反射镜302倾斜于激光接收组件20的光轴，在一个实施场景中，第二反射镜301与激光接收组件20的光轴的夹角为44-46度，例如44度、45度、46度；用于反射激光发射至外界而反射的反射光束至激光接收组件20。在一个实施场景中，第一反射镜301与第二反射镜302一体成型，在其他实施场景中，第一反射镜301与第二反射镜302也可以分体成型。激光发射组件10、激光接收组件20独立于可旋转反射镜30安装。

通过上述实施方式，激光雷达1的激光发射组件10的光轴与激光接收组件20的光轴相对设置，且可旋转反射镜30位于激光发射组件10和激光接收组件20之间，激光发射组件10、激光接收组件20独立于可旋转反射镜30安装，因此，在激光雷达1装调过程中，三者可独立安装，不存在相互制约、相互干涉的关系，降低了激光雷达1的装调难度。

请结合参阅图1和图2，激光雷达1还包括基座40，用于安装激光发射组件10、激光接收组件20、可旋转反射镜30，激光发射组件10和激光接收组件20的光轴，以及可旋转反射镜30的自转轴位于同一轴线(图中虚线所示)上。本申请激光雷达1还包括驱动件50、平衡件60、旋转件70、第一隔离板80、第二隔离板90(第二隔离板90请结合参阅图1)、码盘1a、计数器1b。具体而言：

请参阅图3，图3是图2中基座40一实施方式的结构示意图。基座40平行且位置相对固定设置的第一安装座401和第二安装座402。在一个实施场景中，第一安装座401和第二安装座402由金属制成，例如铝合金、钢铁等，在其他实施场景中，第一安装座401和第二安装座402由塑料制成，例如聚乙烯、聚氯乙烯等。第一安装座401包括相背设置的第一表面4011和第二表面4012，第一安装座401还包括贯穿第一表面4011和第二表面4012的第一孔洞4013，在一个实施场景中，第一孔洞4013的尺寸略大于激光发射组件10发出的发射光束。第一孔洞4013可以为圆形、正方形等。第一表面4011用于固定连接激光发射组件10，使激光发射组件10发出的发射光束透过第一孔洞4013，第二表面4012用于固定连接可旋转反射镜30，使透过第一孔洞4013的发射光束经第一反射镜301反射；第二安装座402包括相背设置的第三表面4021和第四表面4022，第二安装座402还包括贯穿第三表面4021和第四表面4022的第二孔洞4023，在一个实施场景中，第二孔洞4023的尺寸略大于激光接收组件20接收的反射光束。第二孔洞4023可以为圆形、正方形等。第四表面4022用于固定连接激光接收组件20，使反射光束透过第二孔洞4023而被激光接收组件20接收；其中，第二表面4012和第三表面4021相对靠近设置。

基座40还包括支撑件403，支撑件403固定连接于第一安装座401的第二表面4012和第二安装座402的第三表面4021。在一个实施场景中，支撑件403与第一安装座401和第二安装座402的同一侧固定连接。在另一个实施场景中，支撑件403与第一安装座401和第二安装座402的中部固定连接，使得基座40呈“工”字型。其中，在一个实施场景中，支撑件403为金属，例如铝合金、钢铁等，在其他实施场景中，支撑件403为塑料，例如聚乙烯、聚氯乙烯等。第一安装座401、第二安装座402、支撑件403可以通过一体成型形成基座40，也可以通过螺丝、卯榫等方式相互固定连接。

请继续参阅图3，贯穿第一安装座401的第一表面4011设有围绕第一孔洞4013的第三孔洞4014，用于与激光发射组件10固定。在一个实施场景中，第三孔洞4014的数量为至少3个，例如3个、4个、5个等，以将激光发射组件10牢固固定。其中，在一个实施方式中，第三孔洞4014内周设有螺纹。

贯穿第二安装座402的第四表面4022设有围绕第二孔洞4023的第四孔洞4024，用于与激光接收组件20固定。在一个实施场景中，第四孔洞4024的数量为至少3个，例如3个、4个、5个等，以将激光接收组件20牢固固定。其中，在一个实施场景中，第四孔洞4024的内周设有螺纹。

请参阅图4，驱动件50包括相对设置的第一端部501和第二端部502，贯穿驱动件50的第一端部501和第二端部502设有第五孔洞503，第五孔洞503的中心(箭头所指)位于轴线(图中虚线所示)上，用于透过发射光束。在一个实施场景中，第五孔洞503的尺寸略大于激光发射组件10发出的发射光束。

第一端部501设有围绕第五孔洞503的第六孔洞504，第一端部501通过与第六孔洞504匹配的固定件固定连接于第一安装座401的第二表面4012。在一个实施场景中，第六孔洞504的个数至少为3个，例如3个、4个、5个等，以使得驱动件50牢固安装于第一安装座401上。

第二端部502在动力驱动下绕轴线旋转。在一个实施场景中，第二端部502设有围绕第五孔洞503的固定位，以使得平衡件60牢固固定于驱动件50的第二端部502。其中，固定位的形状可以设置为内设有螺丝的孔洞。固定位也可以设置为卡扣等形状，本实施方式在此不做限定。在一个实施场景中，为使驱动件50转动，本申请激光雷达1还可以进一步包括内置的动力源，例如内置的电池。

请参阅图5，图5是图2中平衡件60一实施方式的结构示意图。平衡件60包括固定连接的第三端部601和第四端部602。第三端部601围设于驱动件50，第三端部601开设有至少一个第七孔洞6011，用于嵌入配重块，以维持激光雷达1重心平衡。第七孔洞6011的个数可以为1个、2个、3个、4个等。在一个实施场景中，第七孔洞6011均匀开设在第三端部601上。第七孔洞6011的尺寸可以根据配重块的尺寸设置。第三端部601含有可被磁性吸附的金属材料制成，例如铁、钴、镍等，相应地配重块由磁性物质制成。在另一个实施场景中，第七孔洞6011内周设有螺纹，配重块外周设有与其匹配的螺纹，配重块与第七孔洞6011由彼此相互匹配的螺纹固定连接。第四端部602包括相背设置的第五表面6021和第六表面6022，第四端部602的第五表面6021固定连接于驱动件50的第二端部502，贯穿第五表面6021和第六表面6022设有第八孔洞6023，第八孔洞6023的中心(实线箭头所指)位于轴线(图中虚线所示)上，用于透过发射光束。在一个实施场景中，第八孔洞6023的尺寸略大于发射光束的尺寸。在一个实施场景中，贯穿第四端部602围绕第八孔洞6023还设有用于与驱动件50固定连接的固定位，平衡件60第四端部602的固定位设置为与驱动件50第二端部502的固定位匹配，例如，固定位的形状可以设置为内设有螺丝的孔洞。固定位也可以设置为卡扣等形状，本实施方式在此不做限定。

请参阅图6，图6是图2中旋转件70一实施方式的结构示意图。旋转件70与平衡件60的第四端部602的第六表面6022固定连接。在一个实施场景中，旋转件70与平衡件60的第四端部602的第六表面6022固定连接的端部设有固定位(图中实线箭头所指)，且相应地，平衡件60的第四端部602的第六表面6022设有与之匹配的固定位，例如，内周设有螺纹的孔洞，此时，旋转件70通过与孔洞匹配的螺杆与平衡件60固定连接。旋转件70用于固定连接可旋转反射镜30，以使得可旋转反射镜30在驱动件50的带动下绕轴线(图中虚线所示)自转。

请参阅图7，图7是图2中第一隔离板80和第二隔离板90一实施方式的结构示意图，第一隔离板80固定连接于支撑件403。在一个实施场景中，第一隔离板80与支撑件403固定连接的位置处设有固定位，例如孔洞，支撑件403与第一隔离板80固定连接的位置处设有与孔洞相匹配的螺孔，通过与之匹配的螺杆将第一隔离板80与支撑件403固定连接。第一隔离板80设有与旋转件70匹配的第九孔洞801，第九孔洞801与其相抵的旋转件70的一端(参见图6虚线箭头所指)相匹配，第九孔洞801的中心(图中实线箭头所指)位于轴线(图中虚线)上，第一隔离板80用于隔离发射光束进入激光接收组件20。第二隔离板90，固定连接于旋转件70。在一个实施场景中，第二隔离板90上设有螺孔，第二隔离板90通过螺孔和与之匹配的螺杆和旋转件70固定连接。第二隔离90板用于隔离反射光束进入激光发射组件10。

请参阅图8，图8是图2中码盘1a和计数器1b一实施方式的结构示意图。码盘1a围设于驱动件50且固定连接于平衡件60的第三端部601，码盘1a边缘设有以第一预设弧度θ等间隔设置的连续排列的第一计数孔1a1，码盘1a边缘还设有第二计数孔1a2。其中，在一个实施场景中，第一预设弧度θ为π/180rad，即1°。连接第一计数孔1a1的弧线的弧度为3π/2rad，即270°。在其他实施场景中，第一预设弧度θ也可以设置为其他数值，例如π/360rad、π/270rad等等，此时第一计数孔1a1的个数为270个。连接第一计数孔1a1的弧线的弧度也可以为其他数值，例如：7π/4rad，即315°。第二计数孔1a2与连续排列的第一计数孔1a1间隔设置，在一个实施场景中，第二计数孔1a2的个数远少于第一计数孔1a1的个数，例如1个、2个、3个、4个等等。第二计数孔1a2以第二预设弧度等间隔设置，第二预设弧度可以设置为π/180rad、π/90rad、π/360rad等等。在其他实施场景中，第二预设弧度也可以不等间距设置。

计数器1b靠近码盘1a边缘且固定连接于支撑件403，计数器1b包括以第一预定距离D1间隔设置的第五端部1b1和第六端部1b2，第五端部1b1和第六端部1b2分别位于码盘1a的两侧，第五端部1b1用于发射计数信号，第六端部1b2用于接收计数信号。在一个实施场景中，计数信号为脉冲信号。

码盘1a旋转时，通过计数器1b与码盘1a边缘的第一计数孔1a1配合确定可旋转反射镜30的旋转角度，通过计数器1b与码盘1a边缘的第二计数孔1a2配合确定可旋转反射镜30的旋转周数。在一个实施场景中，为使用户知晓旋转角度及旋转周数，本申请激光雷达1还可以进一步包括电路板，与计数器电连接或电信号连接，电路板还可以提供外部接口，用于将旋转角度以及旋转周数等数据导出，或通过电路板精确计算、控制可旋转反射镜30的旋转角度及旋转周数。在另一个实施场景中，为直观显示可旋转反射镜30的旋转角度及旋转周数，本申请激光雷达1还可以进一步包括显示屏，用以实时显示当前旋转角度和旋转周数。

请结合图1和图2，参阅图9，图9为本申请激光雷达1一实施方式的爆炸示意图，以下具体说明本申请激光雷达1的各个部件装调的实施方式：将驱动件50的第一端部501的第五孔洞503对准基座40的第一安装座401的第一孔洞4013，将图中箭头所指的固定件穿过驱动件50的第六孔洞504与第一安装座401的第三孔洞4014，进而将驱动件50固定连接到基座40的第一安装座401的第二表面4012。将码盘1a固定连接到平衡件60的第三端部601，将码盘1a和平衡件60组成的整体固定连接到驱动件50的第二端部502，并将码盘1a设置于计数器1b的第五端部1b1和第六端部1b2之间，将旋转件70固定连接到平衡件60的第四端部602，将可旋转反射镜30固定连接到旋转件70，具体安装方式包括但不限于：点胶、螺纹、卡扣等等。此时，可旋转反射镜30可绕轴线旋转(图中虚线所示)。将第一隔离板80的第九孔洞801穿过部分旋转件70并与旋转件70抵接，并安装到基座40的支撑件403，将第二隔离板90固定连接于旋转件70。将激光发射组件10的一部分穿过基座40的第一安装座401的第一孔洞4013，并固定连接于基座40的第一安装座401的第一表面4011。将激光接收组件20通过基座40的第二安装座402的第四孔洞4024固定连接于基座40的第二安装座402的第四表面4022。

通过上述方式，可旋转反射镜30、激光发射组件10、激光接收组件20可独立安装，彼此之间互不影响，降低了装调难度。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种激光雷达，其特征在于，所述激光雷达包括：

激光发射组件；

激光接收组件；

可旋转反射镜，包括第一反射镜和第二反射镜；

其中，所述激光发射组件、所述激光接收组件的光轴相对设置，所述可旋转反射镜位于所述激光发射组件、所述激光接收组件之间；

所述第一反射镜倾斜于所述激光发射组件的光轴，用于反射所述激光发射组件发出的发射光束，所述第二反射镜倾斜于所述激光接收组件的光轴，用于反射所述激光发射至外界而反射的反射光束至所述激光接收组件；

所述激光发射组件、所述激光接收组件独立于所述可旋转反射镜安装。

2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括：

基座，用于安装所述激光发射组件、所述激光接收组件、所述可旋转反射镜，所述激光发射组件、所述激光接收组件的光轴、所述可旋转反射镜的自转轴位于同一轴线上。

3.根据权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，

所述基座包括平行且位置相对固定设置的第一安装座和第二安装座；

所述第一安装座包括相背设置的第一表面和第二表面，所述第一安装座还包括贯穿所述第一表面和所述第二表面的第一孔洞，所述第一表面用于固定连接所述激光发射组件，使所述激光发射组件发出的发射光束透过所述第一孔洞，所述第二表面用于固定连接所述可旋转反射镜，使透过所述第一孔洞的所述发射光束经所述第一反射镜反射；

所述第二安装座包括相背设置的第三表面和第四表面，所述第二安装座还包括贯穿所述第三表面和所述第四表面的第二孔洞，所述第四表面用于固定连接所述激光接收组件，使所述反射光束透过所述第二孔洞而被所述激光接收组件接收；

其中，所述第二表面和所述第三表面相对靠近设置。

4.根据权利要求3所述的激光雷达，其特征在于，所述基座还包括：

支撑件，固定连接于所述第一安装座的所述第二表面和所述第二安装座的所述第三表面。

5.根据权利要求3所述的激光雷达，其特征在于，

贯穿所述第一安装座的所述第一表面设有围绕所述第一孔洞的第三孔洞，用于与所述激光发射组件固定；

和/或，贯穿所述第二安装座的所述第四表面设有围绕所述第二孔洞的第四孔洞，用于与所述激光接收组件固定。

6.根据权利要求5所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括：

驱动件，包括相对设置的第一端部和第二端部，贯穿所述驱动件的所述第一端部和所述第二端部设有第五孔洞，所述第五孔洞的中心位于所述轴线上，用于透过所述发射光束；

且所述第一端部设有围绕所述第五孔洞的第六孔洞，所述第一端部通过与所述第六孔洞匹配的固定件固定连接于所述第一安装座的所述第二表面；

所述第二端部在动力驱动下绕所述轴线旋转。

7.根据权利要求6所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括：

平衡件，包括固定连接的第三端部和第四端部；

所述第三端部围设于所述驱动件，所述第三端部开设有至少一个第七孔洞，用于嵌入配重块，以维持所述激光雷达重心平衡；

所述第四端部包括相背设置的第五表面和第六表面，所述第四端部的所述第五表面固定连接于所述驱动件的所述第二端部，贯穿所述第五表面和所述第六表面设有第八孔洞，所述第八孔洞的中心位于所述轴线上，用于透过所述发射光束。

8.根据权利要求7所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括：

旋转件，与所述平衡件的所述第四端部的所述第六表面固定连接，所述旋转件用于固定连接所述可旋转反射镜，以使得所述可旋转反射镜在所述驱动件的带动下绕所述轴线自转。

9.根据权利要求8所述激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括：

第一隔离板，固定连接于所述支撑件，所述第一隔离板设有与所述旋转件匹配的第九孔洞，所述第九孔洞的中心位于所述轴线上，所述第一隔离板用于隔离所述发射光束进入所述激光接收组件；

第二隔离板，固定连接于所述旋转件，所述第二隔离板用于隔离所述反射光束进入所述激光发射组件。

10.根据权利要求7所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括：

码盘，围设于所述驱动件且固定连接于所述平衡件的所述第三端部，所述码盘边缘设有以第一预设弧度等间隔设置的连续排列的第一计数孔，所述码盘边缘还设有与所述连续排列的所述第一计数孔间隔设置的第二计数孔；

计数器，靠近所述码盘边缘且固定连接于所述支撑件，包括以第一预定距离间隔设置的第五端部和第六端部，所述第五端部和所述第六端部分别位于所述码盘的两侧，所述第五端部用于发射计数信号，所述第六端部用于接收所述计数信号；

所述码盘旋转时，通过所述计数器与所述码盘边缘的所述第一计数孔配合确定所述可旋转反射镜的旋转角度，通过所述计数器与所述码盘边缘的所述第二计数孔配合确定所述可旋转反射镜的旋转周数。