CN109884609A - 激光雷达 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种激光雷达。所述激光雷达包括转盘和第一激光器组。所述转盘包括第一表面。所述第一激光器组包括多个激光器。所述多个激光器间隔设置于所述第一表面。在所述激光雷达安装调试过程中，所述多个激光器与所述第一表面贴合。所述转盘为所述多个激光器提供了水平安装表面。安装人员可以以所述第一表面为支撑面，对所述多个激光器进行安装和调试。所述转盘为所述多个激光器提供安装平面，避免了悬空作业，使所述激光雷达便于安装和调试。

Description

激光雷达

技术领域

本申请涉及激光技术领域，特别是涉及一种激光雷达。

背景技术

随着激光技术的发展，激光扫描技术越来越广泛地应用于测量、交通、驾驶辅助和无人机、移动机器人等领域。激光器可以接受和发送激光。通过测量激光的时间差，可以测得障碍物的距离。

激光的测距平面与激光的发射角度有关。激光发射角不同，扫射平面不同，激光器的测量范围不同。现有的多线激光雷达包括多个激光器。多个激光器垂直阵列排布于转轴的竖直弧面。安装人员需手臂悬空安装调试多个激光器，因此，现有的多线激光雷达安装调试困难。

发明内容

基于此，有必要针对激光雷达的多个激光器悬空安装于弧面，安装调试困难的问题，提供一种激光雷达。

一种激光雷达，包括转盘和第一激光器组。所述转盘包括第一表面。所述第一激光器组包括多个激光器。所述多个激光器间隔设置于所述第一表面。所述激光器包括基座。所述基座包括底面。所述底面与所述第一表面贴合。所述激光器的发射方向与所述底面的夹角为所述激光器的发射角，不同的所述激光器的所述发射角不同。

在一个实施例中，所述多个激光器环形阵列排布于所述转盘的周缘内侧。

在一个实施例中，在所述转盘的周缘内侧依次排列的所述多个激光器的发射角的大小呈等差数列。

在一个实施例中，所述多个激光器的发射方向的反向延长线与所述转盘的转动轴心相交。

在一个实施例中，所述激光雷达还包括第一电路板。所述第一电路板设置于所述转盘与所述第一激光器组之间，并与所述多个激光器电连接，用于控制所述多个激光器。

在一个实施例中，所述转盘还包括与所述第一表面相对的第二表面。所述激光雷达还包括第二激光器组，所述第二激光器组关于所述转盘对称设置于所述第二表面。

在一个实施例中，所述转盘还包括第二电路板。所述第二电路板设置于所述转盘与所述第二激光器组之间。

在一个实施例中，所述转盘包括中空内环，用于设置所述驱动装置。

在一个实施例中，所述激光器还包括发射模块。所述发射模块设置于所述基座。所述发射模块包括发射表面，所述激光器的发射方向垂直于所述发射表面。

在一个实施例中，所述激光器还包括接收模块。所述接收模块设置于所述基座。所述接收模块包括接收表面，所述接收表面与所述发射表面平行。

在一个实施例中，所述发射模块包括发射正极和发射负极。所述激光器还包括第一正极和第一负极。所述第一正极和所述第一负极铺设于所述基座。所述第一正极和所述第一负极之间设置第一隔离区。所述第一正极与所述发射正极连接，所述第一负极与所述发射负极连接。

在一个实施例中，所述接收模块包括接收正极和接收负极。所述激光器还包括第二正极和第二负极。所述第二正极和所述第二负极铺设于所述基座，所述第二正极和所述第二正极之间设置第二隔离区。所述第二正极与所述接收正极连接，所述第二负极与所述接收负极连接。

在一个实施例中，所述基座还包括与所述底面相对的顶面。所述发射模块设置于所述顶面。

在一个实施例中，所述基座还包括夹设于所述顶面与所述底面之间的侧面。所述侧面与所述顶面和所述底面连接。所述接收模块设置于所述侧面。

在一个实施例中，所述发射表面突出所述侧面200um。

本申请提供的所述激光雷达，包括转盘和第一激光器组。所述转盘包括第一表面。所述第一激光器组包括多个激光器。所述多个激光器间隔设置于所述第一表面。所述转盘为所述多个激光器提供了水平安装表面。在所述激光雷达安装调试过程中，所述多个激光器与所述第一表面贴合。安装人员可以以所述第一表面为支撑面，对所述多个激光器进行安装和调试。所述转盘为所述多个激光器提供安装面，避免了悬空作业，使所述激光雷达便于安装和调试。

附图说明

图1为本申请一个实施例中提供的所述激光雷达的整体结构示意图；

图2为本申请一个实施例中提供的所述激光器雷达的侧视图；

图3为本申请一个实施例中提供的所述激光器的A部分的局部放大图；

图4为本申请一个实施例中提供的所述激光器的整体结构示意图。

附图标号：

激光雷达10

转盘20

第一表面201

轴心202

第二表面203

内环204

第一激光器组30

激光器40

第一正极401

第一负极402

第一隔离区403

第二正极404

第二负极405

第二隔离区406

基座410

底面411

顶面412

侧面413

发射角θ

发射模块420

发射表面421

发射正极422

发射负极423

接收模块430

接收表面431

接收正极432

接收负极433

第一电路板50

第二激光器组60

第二电路板70

导线80

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参见图1和图2，本申请提供的实施例提供一种激光雷达10。所述激光雷达10包括转盘20和第一激光器组30。所述转盘20包括第一表面201。所述第一激光器组30包括多个激光器40。所述多个激光器40间隔设置于所述第一表面201。所述激光器40包括基座410。所述基座410包括底面411。所述底面411与所述第一表面201贴合。所述激光器40的发射方向α与所述底面411的夹角为所述激光器40的发射角θ，不同的所述激光器40的所述发射角θ不同。

本申请提供的所述激光雷达10。所述多个激光器40间隔设置于所述第一表面201。所述转盘20为所述多个激光器40提供了水平安装表面。所述激光雷达10安装调试过程中，所述多个激光器40通过所述基座410与所述第一表面201贴合。所述转盘20为所述多个激光器40提供了水平安装表面。安装人员可以以所述第一表面201为支撑平面，对所述多个激光器40的进行安装和调试。所述转盘20为所述多个激光器40提供安装平面，避免了悬空作业，使所述激光雷达10便于安装和调试。

所述转盘20用于与驱动装置连接。所述转盘20由所述驱动装置驱动并旋转。所述转盘20为所述第一激光器组30提供安装平台。所述转盘20的形状的横截面形状可以为正方形、圆形或其他不规则图形。在一个实施例中，所述转盘20的截面形状为圆形，在旋转时，边缘的转矩相同，减小阻力。所述转盘20的材料可以为合金钢、塑料或聚氨酯。所述转盘20的直径范围为100mm-500mm，既能提供足够的安装平面，又能减小激光扫射死角的范围。

所述第一激光器组30包括多个激光器40。所述多个激光器40可以发射和接收激光。所述激光器40按照设定的时间发射激光，当激光遇到障碍物时发生反射。放射回来的激光被所述激光器40接收。通过计算所述激光器的角度和激光收发的激光差可以计算得到障碍物的距离。所述多个激光器40可以同时发射激光，也可以间隔一段时间发射。所述多个激光器40发射的激光可以频率相同，也可以不同。

所述多个激光器40间隔设置于所述第一表面201。所述多个激光器40向外发散式发射激光。所述多个激光器40间隔设置于所述第一表面201，能够保证所述多个激光器40的发射方向α不同。在上一个实施例中，所述多个激光器40可以沿所述转盘20的径向方向排列，且所述多个激光器40的发射方向α不同。

请一并参见图3，所述激光器40通过所述基座410安装于所述第一表面201，能够避免所述激光器40的收发器件直接安装固定于所述装盘20，减小所述收发器件损坏的几率。所述基座410的所述底面411与所述第一表面201贴合。所述激光雷达10的安装过程中，以所述第一表面201为安装平面。所述第一表面201为所述多个激光器40提供了相同的安装平面，安装基准相同，提高了安装精度。所述第一表面201也为所述多个激光器40提供了水平安装支撑点，避免悬空作业，使所述激光雷达10便于安装和调试。

在一个实施例中，所述多个激光器40环形阵列排布于所述转盘20的周缘内侧。所述多个激光器40的个数为4，分别排布于所述转盘20的周边内侧。所述多个激光器40随所述转盘20旋转360°。所述激光器40射出的激光成螺旋波逐渐向外扩张，形成扫射面。激光遇到障碍物会反射回来。通过计算转盘20的转速可知激光的时间差。激光在空气中的传播速度为300m/s。时间与速度的乘积即为光程。

当所述多个激光器40的发射角θ相同时，激光的扫射面相同。所述多个激光器40的发射角θ不同，可以形成不同的扫射面。多个扫射面形成扫描空间。在一个实施例中，在所述转盘20的周缘内侧依次排列的所述多个激光器40的发射角θ的大小呈等差数列。所述多个激光器40的扫射面的间隔距离相同。所述多个激光器40为四个，所述多个激光器40的扫射角为1°、3°、5°和7°，也可以根据需要设定扫描角度。

在上一个实施例中，所述多个激光器40的发射方向α的反向延长线与所述转盘20的转动轴心202相交。所述多个激光器40的扫射面的源点汇集于所述轴心202，避免出现多个所述扫射面相交，反射激光叠加、消损。

在一个实施例中，所述激光雷达10还包括第一电路板50。所述第一电路板50设置于所述转盘20与所述第一激光器组30之间，并与所述多个激光器40电连接，用于控制所述多个激光器40。

所述第一电路板50为电路主控模块，可以控制所述多个激光器40的发射时间和所述驱动装置的转动速度。所述一个电路板50的形状与所述第一表面201的形状相同。所述第一电路板50设置于所述第一表面201，减小了空间体积。所述第一电路板50与所述多个激光器40直接连接，节省导线，节约资源。

在一个实施例中，所述转盘20还包括与所述第一表面201相对的第二表面203。所述激光雷达10还包括第二激光器组60。所述第二激光器组60关于所述转盘20对称设置于所述第二表面203。所述第二激光器组60增大了所述激光雷达10的扫射范围。

所述第二激光器组60的多个所述激光器40与所述第一激光器组30的多个激光器40关于所述转盘20对称。所述第二激光器组60的所述多个激光器40的发射角θ呈等差数列。所述多个激光器40的扫射面的间隔距离相同。所述多个激光器40为四个，所述多个激光器40的扫射角为1°、3°、5°和7°，也可以根据需要设定扫描角度。

所述第二激光器组60的多个所述激光器40的发射方向α的反向延长线与所述转盘20的转动轴心202相交。所述多个激光器40的扫射面的源点汇集于所述轴心202，避免出现多个所述扫射面相交，反射时间混乱。

在一个实施例中，所述转盘20还包括第二电路板70。所述第二电路板70设置于所述转盘20与所述第二激光器组60之间。

所述第二电路板70为电路主控模块，可以控制所述多个激光器40的发射时间和所述驱动装置的转动速度。所述一个电路板50的形状与所述第一表面201的形状相同。所述第二电路板70设置于所述第二表面203，减小了空间体积。所述第二电路板70与所述多个激光器40直接连接，节省导线，节约资源。

在一个实施例中，所述转盘20包括中空内环204，用于设置所述驱动装置。

所述驱动装置可以为电机。所述电机的转轴通过轴承安装于所述中空内环204。所述驱动装置带动所述转盘20一起转动。所述第一激光器组30和第二激光器组60的所述多个激光器40随所述转盘20一起转动。

请一并参见图4，在一个实施例中，所述激光器40还包括发射模块420。所述发射模块420设置于所述基座410。所述发射模块420包括发射表面421。所述激光器40的发射方向α垂直于所述发射表面421。

所述发射模块420用于发射激光。所述发射模块420包括发射端口，所述发射端口设置于所述发射表面421。所述激光的发射方向α垂直于所述发射表面421，保证所述激光的扫射面积最大。

在一个实施例中，所述激光器40还包括接收模块430。所述接收模块430设置于所述基座410。所述接收模块430包括接收表面431。所述接收表面431与所述发射表面421平行。

所述接收模块430用于接收激光。所述接收模块430包括接收端口，所述接收端口设置于所述接收模块430。所述接收表面431与所述发射表面421平行，使所述接收模块430具有较大的接收范围，避免信号丢失。

所述发射模块420与所述基座410的结构连接方式可以为焊接、粘接或插接。在一个实施例中，所述发射模块420与所述基座410的结构连接方式，便于安装和调试。

在一个实施例中，所述发射模块420包括发射正极422和发射负极423。所述激光器40还包括第一正极401和第一负极402。所述第一正极401和所述第一负极402铺设于所述基座410。所述第一正极401和所述第一负极402之间设置第一隔离区403，避免所述第一正极401和所述第一负极402之间短路，烧毁元器件。所述第一正极401与所述发射正极422连接，所述第一负极402与所述发射负极423连接。

所述发射模块420通过所述第一正极401和所述第一负极402接收控制信号。所述第一正极401与所述发射正极422可以通过导线80连接。所述第一负极402与所述发射负极423也可以通过所述导线80连接。所述导线80为金线，金线具有良好的导电性，避免信号丢失。连接形式为焊接，保证信号传递的通畅性。所述第一正极401和所述第一负极402为金薄层喷射与所述基座410的表面，操作简单，节省空间。

在一个实施例中，所述接收模块430包括接收正极432和接收负极433。所述激光器40还包括第二正极404和第二负极405。所述第二正极404和所述第二负极405铺设于所述基座410，所述第二正极404和所述第二正极404之间设置第二隔离区406。所述第二正极404与所述接收正极432连接，所述第二负极405与所述接收负极433连接。

所述第二隔离区406避免所述第二正极404和所述第二负极405短路，烧毁元器件。所述第二正极404和所述第二负极405为金薄层喷射与所述基座410的表面，操作简单，节省空间。

所述接收模块430通过所述第二正极404和所述第二负极405接收控制信号，并输出接收到的激光信号。所述第二正极404与所述接收正极432可以通过所述导线80连接。所述第二负极405与所述接收负极433也可以通过所述导线80连接。所述导线80为金线，金线具有良好的导电性，避免信号丢失。连接形式为焊接，保证信号传递的通畅性。

在一个实施例中，所述基座410还包括与所述底面411相对的顶面412。所述发射模块420设置于所述顶面412，避免障碍物遮挡所述发射端口。

在一个实施例中，所述基座410还包括夹设于所述顶面412与所述底面411之间的侧面413。所述侧面413与所述顶面412和所述底面411连接。障碍物的表面状况不同，激光反射的角度不同。所述接收模块430设置于所述侧面413，可以保证所述接收模块430具有较大的接收角，以便接收到所有反射激光。

在一个实施例中，所述发射表面421突出所述侧面413200um，有效避免所述侧面413遮挡所述发射端口，使激光顺利发射。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为本专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种激光雷达，其特征在于，包括：

转盘(20)，所述转盘(20)包括第一表面(201)；

第一激光器组(30)，所述第一激光器组(30)包括多个激光器(40)，所述多个激光器(40)间隔设置于所述第一表面(201)，所述激光器(40)包括基座(410)，所述基座(410)包括底面(411)，所述底面(411)与所述第一表面(201)贴合；

所述激光器(40)的发射方向与所述底面(411)的夹角为所述激光器(40)的发射角，不同的所述激光器(40)的所述发射角不同。

2.如权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述多个激光器(40)环形阵列排布于所述转盘(20)的周缘内侧。

3.如权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，在所述转盘(20)的周缘内侧依次排列的所述多个激光器(40)的发射角的大小呈等差数列。

4.如权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述多个激光器(40)的发射方向的反向延长线与所述转盘(20)的转动轴心(202)相交。

5.如权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，还包括：

第一电路板(50)，设置于所述转盘(20)与所述第一激光器组(30)之间，并与所述多个激光器(40)电连接，用于控制所述多个激光器(40)。

6.如权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述转盘(20)还包括与所述第一表面(201)相对的第二表面(203)；

所述激光雷达(10)还包括第二激光器组(60)，所述第二激光器组(60)关于所述转盘(20)对称设置于所述第二表面(203)。

7.如权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述转盘(20)还包括：

第二电路板(70)，设置于所述转盘(20)与所述第二激光器组(60)之间。

8.如权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述转盘(20)包括中空内环(204)，用于设置所述驱动装置。

9.如权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述激光器(40)还包括：

发射模块(420)，设置于所述基座(410)，所述发射模块(420)包括发射表面(421)，所述激光器(40)的发射方向垂直于所述发射表面(421)。

10.如权利要求9所述的激光雷达，其特征在于，所述激光器(40)还包括：

接收模块(430)，设置于所述基座(410)，所述接收模块(430)包括接收表面(431)，所述接收表面(431)与所述发射表面(421)平行。

11.如权利要求10所述的激光雷达，其特征在于，所述发射模块(420)包括发射正极(422)和发射负极(423)；

所述激光器(40)还包括第一正极(401)和第一负极(402)，铺设于所述基座(410)，所述第一正极(401)和所述第一负极(402)之间设置第一隔离区(403)；

所述第一正极(401)与所述发射正极(422)连接，所述第一负极(402)与所述发射负极(423)连接。

12.如权利要求11所述的激光雷达，其特征在于，所述接收模块(430)包括接收正极(432)和接收负极(433)；

所述激光器(40)还包括第二正极(404)和第二负极(405)，铺设于所述基座(410)，所述第二正极(404)和所述第二正极(404)之间设置第二隔离区(406)；

所述第二正极(404)与所述接收正极(432)连接，所述第二负极(405)与所述接收负极(433)连接。

13.如权利要求10所述的激光雷达，其特征在于，所述基座(410)还包括与所述底面(411)相对的顶面(412)，所述发射模块(420)设置于所述顶面(412)。

14.如权利要求13所述的激光雷达，其特征在于，所述基座(410)还包括夹设于所述顶面(412)与所述底面(411)之间的侧面(413)，所述侧面(413)与所述顶面(412)和所述底面(411)连接，所述接收模块(430)设置于所述侧面(413)。

15.如权利要求14所述的激光雷达，其特征在于，所述发射表面(421)突出所述侧面(413)200um。