CN109444853A - 一种共光路激光雷达 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种共光路激光雷达，包括激光发射组件、激光接收组件、反射镜组；反射镜组包括与激光发射组件的光轴倾斜设置的第一反射镜和与激光接收组件的光轴倾斜设置第二反射镜，反射镜组位于激光发射组件和激光接收组件之间，反射镜组中的至少第一反射镜能够旋转以改变激光发射组件发出的发射光束的方向；其中，第一反射镜用于反射发射光束，第二反射镜用于反射物体基于发射光束形成的接收光束，第一反射镜的光轴与第二反射镜的光轴重合。通过上述方式，本申请提供的共光路的激光雷达能够支持近距离探测，避免近距离探测盲区。
Description
技术领域
本申请涉及测量测绘技术领域，特别是涉及一种共光路激光雷达。
背景技术
激光雷达以其激光发射组件发出的发射束打到物体上，引起散射，一部分光束形成接收光束而被激光雷达的激光接收组件接收，根据激光测距原理，就得到从激光雷达到物体的距离。
本申请的发明人经过长期研究发现，现有的激光雷达的激光发射组件发出的发射光束和激光接收组件接收的接收光束平行，由于发射光束和接收光束存在间距，且发射光束存在发散角，接收光束存在视场角，发射光束与接收光束在靠近激光雷达的部分区域不重合，因此现有的激光雷达存在近距离探测盲区。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种共光路的激光雷达，能够支持近距离探测，避免近距离探测盲区。
为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：提供一种共光路激光雷达，包括：激光发射组件、激光接收组件、反射镜组；反射镜组包括与激光发射组件的光轴倾斜设置的第一反射镜和与激光接收组件的光轴倾斜设置第二反射镜，反射镜组位于激光发射组件和激光接收组件之间，反射镜组中的至少第一反射镜能够旋转以改变激光发射组件发出的发射光束的方向；其中，第一反射镜用于反射发射光束，第二反射镜用于反射物体基于发射光束形成的接收光束，第一反射镜的光轴与第二反射镜的光轴重合。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供的共光路激光雷达的反射镜组包括用于反射发射光束的第一反射镜和用于反射物体基于发射光束形成的接收光束的第二反射镜，第一反射镜的光轴与第二反射镜的光轴重合，从而使得发射光束经第一反射镜反射后的光束和接收光束的光轴完全重合，因此能够支持近距离探测，避免近距离探测盲区。
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是本申请共光路激光雷达一实施方式的结构示意图；
图2是本申请共光路激光雷达另一实施方式的结构示意图；
图3是图2中反射镜组一实施方式的结构示意图；
图4是本申请共光路激光雷达又一实施方式的结构示意图；
图5是图4中反射镜组一实施方式的结构示意图；
图6是本申请共光路激光雷达又一实施方式的结构示意图；
图7是图6中反射镜组一实施方式的结构示意图。
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是本申请共光路激光雷达1一实施方式的结构示意图。本申请共光路激光雷达1包括：激光发射组件10、激光接收组件20、反射镜组30。反射镜组30包括与激光发射组件10的光轴(图中箭头1所指虚线)倾斜设置的第一反射镜301和与激光接收组件20的光轴(图中箭头2所指虚线)倾斜设置第二反射镜302，反射镜组30位于激光发射组件10和激光接收组件20之间，反射镜组30中的至少第一反射镜301能够旋转以改变激光发射组件10发出的发射光束A的方向。在一个实施场景中，第一反射镜301与第二反射镜302为平面反射镜，第二反射镜302与第一反射镜301相对固定连接，以使得第二反射镜302可以随第一反射镜301同步旋转，从而接收发射光束A出射至物体上形成的接收光束B。在另一个实施场景中，第二反射镜302还可以沿着第一反射镜301旋转轨迹而设置，进而使得第一反射镜301旋转而第二反射镜302不跟随旋转时，发射光束A在第一反射镜301上反射的光束经物体反射后形成接收光束B，接收光束B被第二反射镜302反射而被激光接收组件20接收。
在一个实施场景中，如图1所示激光发射组件10的光轴与激光接收组件20的光轴重合。在另一个实施场景中，激光发射组件10的光轴与激光接收组件20的光轴平行，激光发射组件10发出的发射光束A先通过一平面反射镜反射至第一反射镜301，然后再通过如图1所示光路经第一反射镜301反射从而发射至物体，接收光束B先通过如图1所示的光路，经第二反射镜302反射，然后再经另一平面反射镜反射至激光接收组件20。
第一反射镜301用于反射发射光束A，第二反射镜302用于反射物体基于发射光束A形成的接收光束B，第一反射镜301的光轴(图中箭头3所指虚线)与第二反射镜302的光轴(图中箭头3所指虚线)重合，进而使得发射光束经A第一反射镜301反射后的光束和接收光束B的光轴完全重合。
通过上述实施方式，本申请共光路激光雷达1反射镜组30包括用于反射发射光束A的第一反射镜301和用于反射物体基于发射光束A形成的接收光束B的第二反射镜302，第一反射镜301的光轴与第二反射镜302的光轴重合，从而使得发射光束经A第一反射镜301反射后的光束和接收光束B的光轴完全重合，因此能够支持近距离探测，避免近距离探测盲区。
请继续参阅图1，反射镜组30能够绕自转轴(箭头1所指虚线)旋转，以至少实现第一反射镜301的旋转。自转轴是穿过反射镜组30的轴线，本实施方式中，自转轴至少与激光发射组件10的光轴重合，以使得反射镜组30在旋转时，激光发射组件10发出的发射光束A射至第一反射镜301上位置不变，接收光束B在第二反射镜302上的位置不变。
请参阅图2，图2为本申请共光路激光雷达1另一实施方式的结构示意图。第二反射镜302开设有第一孔洞3021，以使得发射光束A通过第一孔洞3021后经第一反射镜301反射后形成出射光束C并出射至物体；和/或，发射光束A经第一反射镜301反射形成出射光束C后通过第一孔洞3021出射至物体。第一孔洞3021的第一中线(箭头4所指虚线)与第二反射镜302的第二中线(箭头4所指虚线)重合。
其中，第一中线、第二中线、自转轴(图中箭头5所指虚线)在与自转轴平行且与出射光束C垂直的平面上D的正投影位于同一直线(图中实线2)。第一孔洞3021的尺寸大于发射光束A的大小；和/或，第一孔洞3021的尺寸大于发射光束A经第一反射镜301反射后形成的出射光束C的大小。在一个实施场景中，为使第一反射镜301对接收光束B的反射尽可能少，使得尽可能多的接收光束B经第二反射镜302反射后被激光接收组件20接收，可以设置第一反射镜301的尺寸近似于发射光束A的尺寸。在一个实施场景中，第一反射镜301、第二反射镜302、第一孔洞3021设置为矩形。在另一个实施场景中，第一反射镜301、第二反射镜302、第一孔洞3021设置为其他形状，例如：圆形、三角形、菱形等等。
请继续参阅图2，第一反射镜301穿设于第二反射镜302的第一孔洞3021，且第一孔洞3021平分第一反射镜301，发射光束A的一部分光束(例如图2中右侧发射光束A)通过第一孔洞3021后经第一反射镜301反射后形成第一出射光束(图2中靠近激光接收组件20的出射光束C)并出射至物体，另一部分光束(例如图2中左侧发射光束A)经第一反射镜301反射形成第二出射光束(图2中靠近激光发射组件10的出射光束C)通过第一孔洞3021出射至物体。其中，第一孔洞的中心(图中虚线箭头所示)、第一反射镜的中心(图中虚线箭头所示)、第二反射镜(图中虚线箭头所示)的中心重合。第一反射镜301和第二反射镜302的光轴重合于轴线BC。
第一反射镜301与第二反射镜302的夹角为第一预设角度θ。在一个实施场景中，第一预设角度θ为89°-91°，例如89°、90°、91°等等。在一个实施场景中，第一反射镜301和第二反射镜302通过胶水固定连接，在另一个实施场景中，第一反射镜301和第二反射镜302通过销轴、卡扣等其他机械连接方式固定。在又一施场景中，第一反射镜301和第二反射镜302一体成型。
请参阅图3，图3为图2中反射镜组30一实施方式的结构示意图，包括第一反射镜301和第二反射镜302。
请参阅图4，图4为本申请共光路激光雷达1又一实施方式的结构示意图。第二反射镜302开设有第一孔洞3021，以使得发射光束A通过第一孔洞3021后经第一反射镜301反射后形成出射光束C并出射至物体；和/或，发射光束A经第一反射镜301反射形成出射光束C后通过第一孔洞3021出射至物体。第一孔洞3021的第一中线(箭头6所指虚线)与第二反射镜302的第二中线(箭头6所指虚线)重合。
其中，第一中线、第二中线、自转轴(图中箭头7所指虚线)在与自转轴平行且与出射光束C垂直的平面上D的正投影位于同一直线(图中实线3)。第一孔洞3021的尺寸大于发射光束A的大小；和/或，第一孔洞3021的尺寸大于发射光束A经第一反射镜301反射后形成的出射光束C的大小。在一个实施场景中，为使第一反射镜301对接收光束B的反射尽可能少，使得尽可能多的接收光束B经第二反射镜302反射后被激光接收组件20接收，可以设置第一反射镜301的尺寸近似于发射光束A的尺寸。在一个实施场景中，第一反射镜301、第二反射镜302、第一孔洞3021设置为矩形。在另一个实施场景中，第一反射镜301、第二反射镜302、第一孔洞3021设置为其他形状，例如：圆形、三角形、菱形等等。
第一反射镜301的一端固定连接于第二反射镜302的反射面3022，以使得发射光束A通过第一孔洞3021后经第一反射镜301反射后形成出射光束C出射至物体；其中，第一反射镜的中心(图中虚线箭头1)、第二反射镜的中心(图中虚线箭头2)在与自转轴平行且与出射光束C垂直的平面E上的正投影重合，如图4所示，两者重合于平面E上虚线箭头3所示的点。第一反射镜301与第二反射镜302的光轴重合于轴线BC。
第一反射镜301与第二反射镜302的夹角为第二预设角度θ。在一个实施场景中，第二预设角度θ为89°-91°，例如89°、90°、91°等等。在一个实施场景中，第一反射镜301和第二反射镜302通过胶水固定连接，在另一个实施场景中，第一反射镜301和第二反射镜302通过销轴、卡扣等其他机械连接方式固定。在又一施场景中，第一反射镜301和第二反射镜302一体成型。
请参阅图5，图5为图4中反射镜组30一实施方式的结构示意图。反射镜组30包括第一反射镜301和第二反射镜302。
请参阅图6，图6是本申请共光路激光雷达1又一实施方式的结构示意图。第二反射镜302开设有第一孔洞3021，以使得发射光束A通过第一孔洞3021后经第一反射镜301反射后形成出射光束C并出射至物体；和/或，发射光束A经第一反射镜301反射形成出射光束C后通过第一孔洞3021出射至物体。第一孔洞3021的第一中线(箭头8所指虚线)与第二反射镜302的第二中线(箭头8所指虚线)重合。
其中，第一中线、第二中线、自转轴(图中箭头7所指虚线)在与自转轴平行且与出射光束C垂直的平面上D的正投影位于同一直线(图中实线4)。第一孔洞3021的尺寸大于发射光束A的大小；和/或，第一孔洞3021的尺寸大于发射光束A经第一反射镜301反射后形成的出射光束C的大小。在一个实施场景中，为使第一反射镜301对接收光束B的反射尽可能少，使得尽可能多的接收光束B经第二反射镜302反射后被激光接收组件20接收，可以设置第一反射镜301的尺寸近似于发射光束A的尺寸。在一个实施场景中，第一反射镜301、第二反射镜302、第一孔洞3021设置为矩形。在另一个实施场景中，第一反射镜301、第二反射镜302、第一孔洞3021设置为其他形状，例如：圆形、三角形、菱形等等。
第一反射镜301的一端固定连接于与第二反射镜302的反射面3022相对的表面3023，以使得发射光束A经第一反射镜301反射形成出射光束C后通过第一孔洞3021出射至物体。其中，第一反射镜的中心(图中虚线箭头3)、第二反射镜的中心(图中虚线箭头4)在与自转轴平行且与出射光束C垂直的平面F上的正投影重合。如图6所示，两者重合于平面E上虚线箭头5所示的点。第一反射镜301与第二反射镜302的光轴重合于轴线BC。
第一反射镜301与第二反射镜302的夹角为第三预设角度θ。在一个实施场景中，第三预设角度θ为89°-91°，例如89°、90°、91°等等。在一个实施场景中，第一反射镜301和第二反射镜302通过胶水固定连接，在另一个实施场景中，第一反射镜301和第二反射镜302通过销轴、卡扣等其他机械连接方式固定。在又一施场景中，第一反射镜301和第二反射镜302一体成型。
请参阅图7，图7为图6中反射镜组30一实施方式的结构示意图。反射镜组30包括第一反射镜301和第二反射镜302。
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)
1.一种共光路激光雷达，其特征在于，所述共光路激光雷达包括：
激光发射组件和激光接收组件；
反射镜组，包括与所述激光发射组件的光轴倾斜设置的第一反射镜和与所述激光接收组件的光轴倾斜设置第二反射镜，所述反射镜组位于所述激光发射组件和所述激光接收组件之间，所述反射镜组中的至少第一反射镜能够旋转以改变所述激光发射组件发出的发射光束的方向；
其中，所述第一反射镜用于反射所述发射光束，所述第二反射镜用于反射物体基于所述发射光束形成的接收光束，所述第一反射镜的光轴与所述第二反射镜的光轴重合。
2.根据权利要求1所述的共光路激光雷达，其特征在于，
所述第二反射镜开设有第一孔洞，以使得所述发射光束通过所述第一孔洞后经所述第一反射镜反射后形成出射光束并出射至物体；和/或，所述发射光束经所述第一反射镜反射形成所述出射光束后通过所述第一孔洞出射至物体。
3.根据权利要求2所述的共光路激光雷达，其特征在于，
所述反射镜组能够绕自转轴旋转，以至少实现所述第一反射镜的旋转；
所述第一孔洞的第一中线与所述第二反射镜的第二中线重合；
其中，所述第一中线、所述第二中线、所述自转轴在与所述自转轴平行且与所述出射光束垂直的平面上的正投影位于同一直线。
4.根据权利要求3所述的共光路激光雷达，其特征在于，
所述第一孔洞的尺寸大于所述发射光束的大小；和/或，所述第一孔洞的尺寸大于所述发射光束经所述第一反射镜反射后形成的所述出射光束的大小。
5.根据权利要求2-4任一项所述的共光路激光雷达，其特征在于，
所述第一反射镜穿设于所述第二反射镜的所述第一孔洞，且所述第一孔洞平分所述第一反射镜，所述发射光束的一部分光束通过所述第一孔洞后经所述第一反射镜反射后形成第一出射光束并出射至物体，另一部分光束经所述第一反射镜反射形成第二出射光束通过所述第一孔洞出射至物体；
其中，所述第一孔洞的中心、所述第一反射镜的中心、所述第二反射镜的中心重合。
6.根据权利要求5所述的共光路激光雷达，其特征在于，
所述第一反射镜与所述第二反射镜的夹角为第一预设角度，所述第一预设角度为89度-91度。
7.根据权利要求2-4任一项所述的共光路激光雷达，其特征在于，
所述第一反射镜的一端固定连接于所述第二反射镜的反射面，以使得所述发射光束通过所述第一孔洞后经所述第一反射镜反射后形成出射光束出射至物体；
其中，所述第一反射镜的中心、所述第二反射镜的中心在与所述自转轴平行且与所述出射光束垂直的平面上的正投影重合。
8.根据权利要求7所述的共光路激光雷达，其特征在于，
所述第一反射镜与所述第二反射镜的夹角为第二预设角度，所述第二预设角度为89度-91度。
9.根据权利要求2-4任一项所述的共光路激光雷达，其特征在于，
所述第一反射镜的一端固定连接于与所述第二反射镜的反射面相对的表面，以使得所述发射光束经所述第一反射镜反射形成所述出射光束后通过所述第一孔洞出射至物体；
其中，所述第一反射镜的中心、所述第二反射镜的中心在与所述自转轴平行且与所述出射光束垂直的平面上的正投影重合。
10.根据权利要求9所述的共光路激光雷达，其特征在于，
述第一反射镜与所述第二反射镜的夹角为第三预设角度，所述第三预设角度为89度-91度。
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