CN110333497A - 一种多线激光雷达系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多线激光雷达系统，包括发射系统，用于发射扫描的出射激光；接收系统，用于接收视场中物体反射的反射激光；发射光学组，用于将所述出射激光射向视场；接收光学组，用于将接收到的所述反射激光射向所述接收系统；所述发射系统设置于一侧后方并朝向前对准所述发射光学组，所述接收系统设置于另一侧外沿并朝向中心对准所述接收光学组。上述多线激光雷达系统，光路设计简单，所用元件较少，整体重量较轻，提高使用寿命；内部结构简化，方便组装调试。

Description

一种多线激光雷达系统
技术领域
本发明涉及激光探测技术领域，尤其涉及一种多线激光雷达系统。
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束，然后将接收到的从目标反射回来的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。
多线激光雷达是激光雷达的一种，包括多个激光发射器，每一个激光发射器可以测量一个距离。现有的多线激光雷达，激光发射器的发射电路器件较为复杂，体积也较大，为了获得较高的垂直分辨率需堆叠足够多的激光发射器，占用了较多空间，增加了组装难度和组装时间；内部光路复杂，所需元件较多，整体重量较重，影响雷达的使用寿命。
可见，现有的多线激光雷达组装困难，内部结构复杂，使用寿命差。
发明内容
本发明实施例中提供了一种多线激光雷达系统，简化内部结构和光路，方便组装调试，重量减轻，增加使用寿命。
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：
提供了一种多线激光雷达系统，其中，包括发射系统，用于发射扫描的出射激光；接收系统，用于接收视场中物体反射的反射激光；发射光学组，用于将所述出射激光射向视场；接收光学组，用于将接收到的所述反射激光射向所述接收系统；所述发射系统设置于一侧后沿并朝向前对准所述发射光学组，所述接收系统设置于另一侧外沿并朝向中心对准所述接收光学组。
优选的，所述发射系统、所述接收系统、所述发射光学组和所述接收光学组均设置于旋转体系统，所述旋转体系统绕底座轴做圆周旋转运动。
优选的，所述发射系统包括若干发射板和光栅，所述发射板通过光调支架和发射板支撑架固定，所述光栅设置于所述发射板前端。
优选的，固定的所述发射板之间呈预设角度。
优选的，所述接收系统包括接收板和滤波片，所述接收板通过接收板座固定，所述滤波片设置于所述接收板的前端，所述滤波片通过滤波片支架安装于所述接收板座上。
优选的，所述发射光学组的中心线与所述发射系统的中心线共线。
优选的，所述接收光学组包括接收镜组和反射镜，所述反射镜用于将所述接收镜组接收的反射激光偏转后射向所述接收系统，所述接收镜组包括若干镜片安装在接收镜筒内，所述反射镜通过反射镜压板固定。
优选的，所述发射光学组包括若干镜片安装在发射镜筒内。
优选的，还包括外壳和底座，所述外壳包括防护罩和上盖，所述旋转体系统设置于所述外壳和所述底座合围而成的空腔内。
优选的，所述底座轴固定设置于所述底座中心，所述底座轴上还设置有轴承和电机，用于支撑所述旋转体系统并带动所述旋转体系统旋转。
本发明公开了一种多线激光雷达系统，包括发射系统、接收系统、发射光学组和接收光学组；发射系统发射扫描的出射激光，出射激光通过发射光学组射向视场；出射激光遇到视场中的物体反射，接收光学组的接收镜组接收反射激光，并通过反射镜偏转后射向接收系统；进行检测和计算。发射系统采用集成的发射板，减少了发射系统的体积和重量；内部光路设计简单，所用元件少；整体重量轻，提高使用寿命；内部结构简化，方便组装调试。
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多线激光雷达系统的整体结构拆分示意图；
图2所示为本发明实施例一所述的多线激光雷达系统的内部结构示意图；
图3所示为图2的拆分示意图。
附图标记
1、发射系统；11、发射板；12、光栅；13、光调支架；14、发射板支撑架；2、接收系统；21、接收板；22、滤波片；23、接收板座；24、滤波片支架；3、发射光学组；31、发射镜筒；4、接收光学组；41、接收镜组；411、接收镜筒；42、反射镜；421、反射镜压板；5、旋转体系统；6、转接系统；61、转接板；62、转接板支撑座；63、压线块；7、平衡系统；8、底座；81、底座轴；82、轴承；83、电机；84、底部电路板；9、外壳；91、防护罩；92、上盖；101、主电路板；102、顶板。
具体实施方式
本发明如下实施例提供了多线激光雷达系统，简化内部结构和光路，方便组装调试，重量较轻，增加使用寿命。
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1-3所示，多线激光雷达系统，包括发射系统1、接收系统2、发射光学组3和接收光学组4；发射系统1用于发射扫描的出射激光，接收系统2用于接收视场中物体反射的反射激光，发射光学组3用于将出射激光射向视场，接收光学组4用于将接收到的反射激光射向接收系统2。发射系统1设置于一侧后沿并朝向前对准发射光学组3，接收系统2设置于另一侧外沿并朝向中心对准接收光学组4。
发射系统1、接收系统2、发射光学组3和接收光学组4均设置于旋转体系统5上，旋转体系统5绕底座轴81做圆周旋转运动。
还包括外壳9和底座8，外壳9包括防护罩91和上盖92，旋转体系统5设置于外壳9和底座8合围而成的空腔内。底座8上固定设置有底部电路板84。底座轴81固定设置于底座8中心，底座轴81上还设置有轴承82和电机83，用于支撑旋转体系统5并带动旋转体系统5旋转。电机83包括转子和定子，定子固定于底座轴81上，外圈对应的转子固定于旋转体系统5上。
旋转体系统5的顶部设置有主电路板101，并通过顶板102固定于旋转体系统5。
发射光学组3的中心线与发射系统1的中心线共线。
发射系统1包括若干发射板11和光栅12，发射板11通过光调支架13和发射板支撑架14固定，光栅12设置于发射板11前端。固定的发射板11之间呈预设角度。如图2所示，发射系统1包括5块发射板11，发射板11上设置有多个发射器，每块发射板11分别通过光调支架13固定于旋转体系统5，发射板11的上部通过发射板支撑架14固定；相邻的发射板11之间呈相同的预设角度α(α＜90°)。可选的，相邻的发射板之间可以呈相同的角度0°，即发射板之间相互平行。
光栅12设置于发射板11前端；用于消除发射板11出射的多路出射激光之间的相互干扰，提高检测精度和准确性。
接收系统2包括接收板21和滤波片22，接收板21通过接收板座23固定，滤波片22设置于接收板21的前端，滤波片22通过滤波片支架24安装于接收板座23上。
发射系统1采用较少数量的发射板11、接收系统2采用较少数量的接收板21，满足检测的需求，所用元件较少，整体重量减轻，系统简洁，占用内部空间少。
接收光学组4包括接收镜组41和反射镜42，反射镜42用于将接收镜组41接收的反射激光偏转后射向接收系统2；接收镜组41包括若干镜片安装在接收镜筒411内；发射光学组3包括若干镜片安装在发射镜筒31内；发射镜筒31和接收镜筒411均固定于镜筒座上。
使用过程中，发射系统1的5块发射板11分别发射扫描的出射激光，出射激光通过发射光学组3射向视场；出射激光遇到视场中的物体反射，接收光学组4的接收镜组41接收反射激光，并通过反射镜42偏转后射向接收系统2的接收板21，进行检测和计算。同时，发射系统1、接收系统2、发射光学组3和接收光学组4均设置于旋转体系统5上，跟随旋转体系统5绕底座轴81做圆周旋转运动，实现对雷达系统周围360°视场的扫描。
还包括转接系统6，转接系统6包括转接板61、转接板支撑座62和压线块63；转接板61用于将主电路板分别与发射板、接收板连接进行信号传输。转接板61通过转接板支撑座62固定于旋转体系统5，压线块63安装于转接板61的上方，通过卡扣安装在转接板支撑座62上，固定转接板61上的数据线，防止旋转运动过程中松脱。
还包括平衡系统7，平衡系统7即为配重块，用于调整整个旋转体系统5的重心，使旋转体系统5的重心位于底座轴上，确保平稳旋转。
本发明的实施例一中公开了一种多线激光雷达系统，发射系统的若干发射板发射扫描的出射激光，出射激光通过发射光学组射向视场；接收镜组接收反射激光，并通过反射镜偏转后射向接受系统；光路系统简洁；发射系统采用少量集成的发射板、接收系统采用少量的接收板，满足检测的需求，所用元件较少，整体重量减轻，系统简单，占用内部空间较少，提高使用寿命，方便组装调试。
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 (10)

1.一种多线激光雷达系统，其特征在于，包括发射系统，用于发射扫描的出射激光；接收系统，用于接收视场中物体反射的反射激光；发射光学组，用于将所述出射激光射向视场；接收光学组，用于将接收到的所述反射激光射向所述接收系统；所述发射系统设置于一侧后沿并朝向前对准所述发射光学组，所述接收系统设置于另一侧外沿并朝向中心对准所述接收光学组。
2.如权利要求1所述的一种多线激光雷达系统，其特征在于，所述发射系统、所述接收系统、所述发射光学组和所述接收光学组均设置于旋转体系统，所述旋转体系统绕底座轴做圆周旋转运动。
3.如权利要求1所述的一种多线激光雷达系统，其特征在于，所述发射系统包括若干发射板和光栅，所述发射板通过光调支架和发射板支撑架固定，所述光栅设置于所述发射板前端。
4.如权利要求3所述的一种多线激光雷达系统，其特征在于，固定的所述发射板之间呈预设角度。
5.如权利要求1所述的一种多线激光雷达系统，其特征在于，所述接收系统包括接收板和滤波片，所述接收板通过接收板座固定，所述滤波片设置于所述接收板的前端，所述滤波片通过滤波片支架安装于所述接收板座上。
6.如权利要求1所述的一种多线激光雷达系统，其特征在于，所述发射光学组的中心线与所述发射系统的中心线共线。
7.如权利要求1所述的一种多线激光雷达系统，其特征在于，所述接收光学组包括接收镜组和反射镜，所述反射镜用于将所述接收镜组接收的反射激光偏转后射向所述接收系统，所述接收镜组包括若干镜片安装在接收镜筒内。
8.如权利要求1所述的一种多线激光雷达系统，其特征在于，所述发射光学组包括若干镜片安装在发射镜筒内。
9.如权利要求2所述的一种多线激光雷达系统，其特征在于，还包括外壳和底座，所述外壳包括防护罩和上盖，所述旋转体系统设置于所述外壳和所述底座合围而成的空腔内。
10.如权利要求9所述的一种多线激光雷达系统，其特征在于，所述底座轴固定设置于所述底座中心，所述底座轴上还设置有轴承和电机，用于支撑所述旋转体系统并带动所述旋转体系统旋转。
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