CN109444857A - 一种可隔离杂光的激光雷达 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种可隔离杂光的激光雷达，包括光轴相对设置的激光发射组件和激光接收组件，以及可旋转反射镜、杂光隔离组件。可旋转反射镜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，其位于激光发射组件和激光接收组件之间，且在动力驱动下可绕自转轴旋转，以改变激光发射组件发出的发射光束的方向；杂光隔离组件围设于第一反射镜与第二反射镜的交界处，将激光雷达划为相对且隔离设置的激光发射区域和激光接收区域。杂光隔离组件设有杂光隔离部，用于消减发射光束以及接收光束的杂光。通过上述方式，本申请能够对发射光束和接收光束的杂光进行消减，进而有效抑制杂光。
Description
技术领域
本申请涉及测量测绘技术领域，特别是涉及一种可隔离杂光的激光雷达。
背景技术
激光雷达的激光发射组件射出的发射光束被周围物体反射后形成接收光束，激光雷达的激光接收组件接收该接收光束，从而实现对周围物体进行感知。激光雷达具有测量分辨率高、速度快，体积小、重量轻等特点。
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射出发射光束的杂光可能会被激光接收组件接收，而接收光束的杂光可能会进入激光发射组件，从而降低了激光雷达的测量准确度。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种可隔离杂光的激光雷达，能够对发射光束和接收光束的杂光进行消减，进而有效抑制杂光。
为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：提供一种可隔离杂光的激光雷达，该激光雷达包括：光轴相对设置的激光发射组件和激光接收组件，以及可旋转反射镜、杂光隔离组件；可旋转反射镜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，可旋转反射镜位于激光发射组件和激光接收组件之间，可旋转发射镜在动力驱动下可绕自转轴旋转，以改变激光发射组件发出的发射光束的方向；杂光隔离组件围设于第一反射镜与第二反射镜的交界处，将激光雷达划为相对且隔离设置的激光发射区域和激光接收区域；其中，杂光隔离组件设有杂光隔离部，用于消减发射光束以及接收光束的杂光。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供的可隔离杂光的激光雷达具有围设于第一反射镜与第二反射镜的交界处的杂光隔离组件，将激光雷达划为相对且隔离设置的激光发射区域和激光接收区域，并且杂光隔离组件设有可消减发射光束以及接收光束的杂光隔离部，使得向激光接收组件延伸的发射光束的杂光以及向激光发射组件延伸的接收光束的杂光被杂光隔离部消减，有效抑制了杂光，进而提升了激光雷达的测量准确度。
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是本申请可隔离杂光的激光雷达一实施方式的结构示意图；
图2是图1中第一隔离板和第三隔离板一实施方式的结构示意图；
图3是图1中第一隔离板和第三隔离板另一实施方式的结构示意图；
图4是图1中第一隔离板和第三隔离板又一实施方式的结构示意图；
图5是图1中第一隔离板和第三隔离板又一实施方式的结构示意图；
图6是图1中第二隔离板一实施方式的结构示意图；
图7是本申请可隔离杂光的激光雷达另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是本申请可隔离杂光的激光雷达一实施方式的结构示意图。本申请可隔离杂光的激光雷达1包括：光轴(图中虚线所示)相对设置的激光发射组件10和激光接收组件20，在一个实施场景中，如图1所示，激光发射组件10和激光接收组件20位于同一轴线(图中虚线所示)上。本申请可隔离杂光的激光雷达1进一步包括：可旋转反射镜30，可旋转反射镜30包括与激光发射组件10的光轴倾斜设置的第一反射镜301和与激光接收组件20的光轴倾斜设置第二反射镜302。在一个实施场景中，第一反射镜301和第二反射镜302为平面反射镜。在一个实施场景中，第一反射镜301和第二反射镜302之间的夹角在一个预设范围内，如89°-91°，例如89°、90°、91°等。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，可旋转发射镜30在动力驱动下可绕自转轴(图中虚线所示)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，如图1所示，激光发射组件10的光轴、激光接收组件20的光轴、可旋转反射镜30的自转轴位于同一轴线(图中虚线所示)上。可旋转反射镜30可由电机带动旋转，也可通过机械连接由人力驱动旋转。
本申请可隔离杂光的激光雷达1还包括：杂光隔离组件40，杂光隔离组件40围设于第一反射镜301与第二反射镜302的交界处，将可隔离杂光的激光雷达1划为相对且隔离设置的激光发射区域50和激光接收区域60。在一个实施场景中，杂光隔离组件的表面为黑色，以吸收尽可能多的杂光。在一个实施场景中，杂光隔离组件40可由金属制成，例如铝合金、钢铁等等。在另一个实施场景中，杂光隔离组件由塑料制成，例如聚乙烯、聚氯乙烯等等。杂光隔离组件40还设有杂光隔离部401，用于消减发射光束A以及接收光束B的杂光(虚线箭头所示)。如图所示，激光发射区域50内的发射光束A杂光(虚线所示)即将延伸到激光接收区域60时，进入杂光隔离部401，且在杂光隔离部401内经过多次反射，杂光的能量经多次反射后得到消减。进而，即使杂光经过多次消减后从杂光隔离部401逸出，由于其能量被衰减到可探测阈值以下，也无法干扰到激光接收组件20。激光接收区域60内的接收光束B的杂光(虚线所示)即将延伸到激光发射区域50时，进入杂光隔离部401，经杂光隔离部401反射后射出可隔离杂光的激光雷达1。本实施方式所示的杂光反射方式只是作原理性说明，并不限制实际使用过程中杂光的反射方式。
通过上述实施方式，本申请可隔离杂光的激光雷达1具有围设于第一反射镜301与第二反射镜302的交界处的杂光隔离组件40，进而将可隔离杂光的激光雷达1划为相对且隔离设置的激光发射区域50和激光接收区域60，并且杂光隔离组件40设有可消减发射光束A以及接收光束B的杂光隔离部401(图中虚线圈画)，使得向激光接收组件20延伸的发射光束A的杂光以及向激光发射组件10延伸的接收光束B的杂光被杂光隔离部401消减，有效抑制了杂光，进而提升了可隔离杂光的激光雷达1的测量准确度。
请继续参阅图1，杂光隔离组件40包括第一隔离板40a、第二隔离板40b、第三隔离板40c。其中，第一隔离板40a靠近激光发射组件10围设于可旋转反射镜30的第一反射镜301与第二反射镜302的交界处，且与可旋转反射镜30固定连接。在一个实施场景中，第一隔离板40a由金属制成，例如铝合金、钢铁等，在其他实施场景中，第一隔离板40a也可以由塑料制成，例如聚乙烯、聚氯乙烯等。第一隔离板40a可以通过胶水、螺丝等方式与可旋转反射镜30固定连接。第一隔离板40a表面为黑色，以吸收更多的杂光。第二隔离板40b靠近激光接收组件20，且固定连接于可旋转反射镜30的第一反射镜301与第二反射镜302的交界处。在一个实施场景中，第二隔离板40b由金属制成，例如铝合金、钢铁等。在其他实施场景中，第二隔离板40b由塑料制成，例如聚乙烯、聚氯乙烯等。第二隔离板40b可以通过胶水、螺丝等方式与可旋转反射镜30固定连接。第二隔离板40b还可以靠近第一反射镜301和第二反射镜302的交界处固定连接于第一隔离板40a，在一个实施场景中，第二隔离板40b可以通过胶水与第一隔离板40a固定连接，在另一个实施场景中，第二隔离板40b和第一隔离板4a设有一致的螺孔，进而通过与螺孔匹配的螺栓相互固定连接。第二隔离板40b表面为黑色，以吸收更多的杂光。第三隔离板40c靠近激光接收组件20，固定连接于可隔离杂光的激光雷达1的壳体70。壳体70可以包括用于安装激光发射组件10和激光接收组件20以及可旋转反射镜30的安装机构，以及用于透出发射光束和接收光束的外罩。第三隔离板40c表面为黑色，以吸收更多的杂光。
其中，第一隔离板40a、第二隔离板40b、第三隔离板40c分别与自转轴垂直，第一隔离板40a与第三隔离板40c部分层叠设置，第一隔离板40a与第三隔离板40c层叠之处形成杂光隔离部401的至少一部分，当可旋转反射镜30旋转时，第一隔离板40a与第二隔离板40b随可旋转反射镜旋转，第三隔离板40c相对静止。
请参阅图2，图2为图1中第一隔离板40a和第三隔离板40c一实施方式的结构示意图。第一隔离板40a包括靠近可旋转反射镜的第一端部40a1和与第一端部40a1端对端固定连接的第二端部40a2，第三隔离板40c包括靠近可旋转反射镜30的第三端部40c1和与第三端部40c1端对端固定连接第四端部40c2，第二端部40a2与第三端部40c1层叠设置。
第二端部40a2朝向激光接收组件20的一侧设有至少一个第一凹槽C。第一凹槽C的个数为1个、2个、3个、4个等等。在一个实施场景中，为了增多杂光被反射的次数，可以设置尽可能多的第一凹槽C。在一个实施场景中，为了增多杂光被反射的次数，设置第一凹槽C的深度大于预设阈值，例如1cm、2cm等等。第三端部40c1朝向激光发射组件10的一侧设有至少一个与第一凹槽C匹配的第二凹槽D。第二凹槽D的个数为1个、2个、3个、4个等等。在一个实施场景中，为了增多杂光被反射的次数，可以设置尽可能多的第二凹槽D。在一个实施场景中，为了增多杂光被反射的次数，设置第二凹槽D的深度大于预设阈值，预设阈值可根据实际情况设置，例如1cm、2cm等等。第一凹槽C与第二凹槽D啮合，两者啮合的区域定义为第一杂光隔离部4011，用于将进入第一杂光隔离部4011内的杂光(参见图1中虚线箭头所示)多次反射以消减杂光的能量。第一凹槽C和第二凹槽D均为矩形。
请参阅图3-5，第一凹槽C和第二凹槽D为矩形、三角形、梯形中的任一种或两种以上的组合。如图3所示，第一凹槽C和第二凹槽D均为三角形。如图4所示，第一凹槽C和第二凹槽D均为梯形。如图5所示，第一凹槽C为矩形，第二凹槽D为三角形。在其他实施场景中，第一凹槽C和第二凹槽D还可以为其他形状，例如弧形等等，本实施方式对第一凹槽C和第二凹槽D的形状不做具体限制。
请参阅图6，图6为图1中第二隔离板40b一实施方式的结构示意图。第二隔离板40b包括靠近可旋转反射镜30的第五端部40b1和与第五端部40b1垂直固定连接且远离可旋转发射镜30的第六端部40b2。第六端部40b2向激光接收组件20延伸且超出第三隔离板40c的部分定义为第二杂光隔离部4012，用于反射杂光以消减杂光的能量。在一个实施方式中，为了消减尽可能多的杂光而又不消减正常的接收光束，设置第二杂光隔离部4012的高度大于第一高度阈值且小于第二高度阈值，第一高度阈值可设置为0.5cm、0.6cm、0.7cm、0.8cm等等。第二高度阈值可设置为1cm、1.1cm、1.2cm、1.3cm等等。
请参阅图7，图7为本申请可隔离杂光的激光雷达1另一实施方式的结构示意图。激光发射组件10的光轴(虚线E)与激光接收组件20的光轴(虚线F)平行设置，且两者的光轴与可旋转反射镜30的自转轴(虚线G)垂直。
第一反射镜301包括固定连接的第一分镜3011和第二分镜3012，激光发射组件10与第一分镜3011相对设置，发射光束H经第一分镜3011及第二分镜3012反射后射出可隔离杂光的激光雷达1。在一个实施场景中，第一分镜3011和第二分镜3012为平面反射镜。
第二反射镜302包括靠近第二分镜3012的第三分镜3021和与第三分镜3021固定连接的第四分镜3022，激光接收组件20与第四分镜3022相对设置，接收光束I经第三分镜3021及第四分镜3022反射后被激光接收组件20接收。在一个实施场景中，第三分镜3021和第四分镜3022为平面反射镜。
在一个实施场景中，激光发射组件10和激光接收组件20与可旋转反射镜30固定连接于同一安装机构，使得激光发射组件10和激光接收组件20与可旋转反射镜30同步转动。
通过上述实施方式，本申请可隔离杂光的激光雷达1的杂光隔离组件40还适用于激光发射组件10的光轴E和激光接收组件20的光轴F不同轴的情况，本申请不限制可隔离杂光的激光雷达1的激光发射组件10的光轴E和激光接收组件20的光轴F的具体位置。
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)
1.一种可隔离杂光的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达包括：
光轴相对设置的激光发射组件和激光接收组件；
可旋转反射镜，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，所述可旋转反射镜位于所述激光发射组件和所述激光接收组件之间，所述可旋转发射镜在动力驱动下可绕自转轴旋转，以改变所述激光发射组件发出的发射光束的方向；
杂光隔离组件，围设于所述第一反射镜与所述第二反射镜的交界处，将所述激光雷达划为相对且隔离设置的激光发射区域和激光接收区域；
其中，所述杂光隔离组件设有杂光隔离部，用于消减所述发射光束以及接收光束的杂光。
2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述杂光隔离组件包括：
第一隔离板，靠近所述激光发射组件围设于所述可旋转反射镜的所述第一反射镜与所述第二反射镜的所述交界处，且与所述可旋转反射镜固定连接；
第二隔离板，靠近所述激光接收组件，固定连接于所述可旋转反射镜的所述第一反射镜与所述第二反射镜的所述交界处，和/或，靠近所述交界处固定连接于所述第一隔离板；
第三隔离板，靠近所述激光接收组件，固定连接于所述激光雷达的壳体；
其中，所述第一隔离板、所述第二隔离板、所述第三隔离板分别与所述自转轴垂直，所述第一隔离板与所述第三隔离板部分层叠设置，两者层叠之处形成所述杂光隔离部的至少一部分，当所述可旋转反射镜旋转时，所述第一隔离板与所述第二隔离板随所述可旋转反射镜旋转，所述第三隔离板相对静止。
3.根据权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，
所述第一隔离板包括靠近所述可旋转反射镜的第一端部和与所述第一端部端对端固定连接的第二端部，所述第三隔离板包括靠近所述可旋转反射镜的第三端部和与所述第三端部端对端固定连接第四端部，所述第二端部与所述第三端部层叠设置；
所述第二端部朝向所述激光接收组件的一侧设有至少一个第一凹槽，所述第三端部朝向所述激光发射组件的一侧设有至少一个与所述第一凹槽匹配的第二凹槽，所述第一凹槽与所述第二凹槽啮合，两者啮合的区域定义为第一杂光隔离部，用于将进入所述第一杂光隔离部内的所述杂光多次反射以消减所述杂光的能量。
4.根据权利要求3所述的激光雷达，其特征在于，
所述第一凹槽、所述第二凹槽为矩形、三角形、梯形中的任一种或两种以上的组合。
5.根据权利要求3所述的激光雷达，其特征在于，
所述第一隔离板和所述第三隔离板表面为黑色。
6.根据权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，
所述第二隔离板包括靠近所述可旋转反射镜的第五端部和与所述第五端部垂直固定连接且远离所述可旋转发射镜的第六端部；
所述第六端部向所述激光接收组件延伸且超出所述第三隔离板的部分定义为第二杂光隔离部，用于反射所述杂光以消减所述杂光的能量。
7.根据权利要求6所述的激光雷达，其特征在于，
所述第二隔离板表面为黑色。
8.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，
所述激光发射组件的光轴、所述激光接收组件的光轴、所述可旋转反射镜的所述自转轴位于同一轴线上。
9.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，
所述激光发射组件的光轴与所述激光接收组件的光轴平行设置，且所述光轴与所述可旋转反射镜的所述自转轴垂直。
10.根据权利要求9所述的激光雷达，其特征在于，
所述第一反射镜包括固定连接的第一分镜和第二分镜，所述激光发射组件与所述第一分镜相对设置，所述发射光束经所述第一分镜及所述第二分镜反射后射出所述激光雷达；
所述第二反射镜包括靠近所述第二分镜的第三分镜和与所述第三分镜固定连接的第四分镜，所述激光接收组件与所述第四分镜相对设置，所述接收光束经所述第三分镜及所述第四分镜反射后被所述激光接收组件接收。
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