CN110333516A - 一种多线激光雷达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多线激光雷达，其中，多线激光雷达包括：驱动部和测量部，测量部包括控制电路板和多组激光收发装置；驱动部与控制电路板连接，用于驱动控制电路板在控制电路板所在平面内旋转；控制电路板与多组激光收发装置电连接，用于带动多组激光收发装置转动，并控制多组激光收发装置对目标探测区域进行探测；其中，每组激光收发装置分别固定在所述控制电路板上，且与控制电路板电连接；至少存在两组激光收发装置的激光出射方向与控制电路板所在平面之间的夹角不同。本发明实施例提供的多线激光雷达在增大视场角的同时，简化制造工艺，降低了成本。

Description

一种多线激光雷达

技术领域

本发明实施例涉及激光探测技术领域，尤其涉及一种多线激光雷达。

背景技术

激光雷达以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，在自动驾驶领域中应用广泛。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)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，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对目标进行探测、跟踪和识别。

目前，激光雷达包括单线激光雷达和多线激光雷达，单线激光雷达成本较低，但是其视场角有限，导致很多区域无法探测到，从而无法为自动驾驶车辆或者自移动设备等进行避障。多线激光雷达能够同时发射及接收多束激光信号，线数的增加使得多线激光雷达视场角增大。现有技术中，多线激光雷达的多个激光光源包括层状或者片状结构。当采用层状结构时，每个激光光源需要采用一个电路板，各个电路板依次层叠，多个接收器与多个激光光源采用同样设置。当采用片状结构时，多个激光光源可以集中设置在一个电路板上，电路板沿垂直方向设置(即垂直于水平面设置)，各激光光源在电路板所在平面沿垂直方向依次间隔设置。无论是采用层状结构还是片状结构，激光光源都是采用裸芯片结构，通过对裸芯片打金丝来邦定裸芯片。由于裸芯片的体积非常小，对打金丝以及邦定过程的精度要求较高，通常需要使用高精密仪器并由人工手动来完成，从而导致整个多线激光雷达的生产成本较高。此外，现有的多线激光雷达还需要在每个激光光源前面增加玻璃丝等准直器件对激光光束进行准直，从而减小发散角，确保激光光束的能量更为集中，而玻璃丝等准直器件的设置会进一步增加多线激光雷达的制作难度，从而使得多线激光雷达的成本增加、制造难度大、操作复杂。

发明内容

本发明提供一种多线激光雷达，在增大视场角的同时，简化制造工艺，降低成本。

第一方面，本发明实施例提供了一种多线激光雷达，包括：驱动部和测量部，所述测量部包括控制电路板和多组激光收发装置；

所述驱动部与所述控制电路板连接，用于驱动所述控制电路板在所述控制电路板所在平面内旋转；所述控制电路板与多组所述激光收发装置电连接，用于带动多组所述激光收发装置转动，并控制多组所述激光收发装置对目标探测区域进行探测；

其中，每组所述激光收发装置分别固定在所述控制电路板上，且与所述控制电路板电连接；至少存在两组激光收发装置的激光出射方向与所述控制电路板所在平面之间的夹角不同。

可选的，在所述控制电路板所在平面上，多组所述激光收发装置与所述控制电路板的连接点的连线轨迹为圆周；且围绕所述圆周对应的圆心点，多组所述激光收发装置等角度间隔设置。

可选的，各所述激光收发装置的激光出射方向与所述控制电路板所在平面之间的夹角为可调。

可选的，每组所述激光收发装置包括角度调节单元；

所述角度调节单元用于调节所述激光收发装置的激光出射方向与所述控制电路板所在平面之间的夹角。

可选的，所述激光收发装置的激光出射方向与所述控制电路板所在平面之间的夹角为α，其中，-30°≤α≤+30°。

可选的，各所述激光收发装置的激光出射方向与所述控制电路板所在平面之间的夹角各不相同。

可选的，所述测量部还包括编码器，所述驱动部包括光电开关；

所述光电开关与所述编码器相配合用于得到任一所述激光收发装置的旋转角度信息。

可选的，每组所述激光收发装置包括激光发射单元和激光接收单元；

在所述控制电路板所在平面上，所述激光发射单元与所述激光接收单元并列设置；

或者，沿所述控制电路板所在平面的垂直方向，所述激光发射单元与所述激光接收单元并列设置。

可选的，所述激光发射单元包括准直透镜组和一个激光发射器，所述准直透镜组包括至少一片准直透镜；

所述激光接收单元包括聚焦透镜组和一个激光接收器，所述聚焦透镜组包括至少一片聚焦透镜，且所述激光接收器的数量与所述激光发射器的数量相同。

可选的，所述多线激光雷达还包括电能传输模块和信号传输模块；

所述电能传输模块分别与所述测量部和所述驱动部电连接，所述电能传输模块用于向所述测量部传输电能；

所述信号传输模块分别与所述测量部和所述驱动部电连接，所述信号传输模块用于向所述测量部收发信号；

其中，所述电能传输模块包括磁环或导电滑环，所述信号传输模块包括磁环、导电滑环和光通信收发单元中的任意一种。

本发明实施例提供的技术方案，在测量部设置多组激光收发装置，形成包含有多组激光收发装置的激光雷达结构，通过驱动部带动测量部旋转，从而带动多组激光收发装置对目标探测区域进行扫描探测，增大了多线激光雷达的视场角。并且，本发明实施例提供的多线激光雷达中各组激光收发装置分开独立设置，无需复杂的裸芯片邦定，也无需在每个激光光源前面增加玻璃丝等准直器件以进行复杂的光路校准，从而在增大视场角的同时，简化了制造工艺，降低成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种多线激光雷达的侧视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种多线激光雷达的测量部的剖视图；

图3为图2沿A-A方向的截面示意图；

图4为为图2沿B-B方向的截面示意图；

图5为图2沿C-C方向的截面示意图；

图6为图2沿D-D方向的截面示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种多线激光雷达的测量部的剖视图；

图8为图7沿E-E方向的截面示意图；

图9为本发明实施例提供的一种信号传输模块的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种多线激光雷达探测方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种多线激光雷达的侧视结构示意图，图2为本发明实施例提供的一种多线激光雷达的测量部的剖视图，如图1和图2所示，本发明实施例提供的多线激光雷达包括：驱动部11和测量部12，测量部12包括控制电路板121和多组激光收发装置122。驱动部11与控制电路板121连接，用于驱动控制电路板121在控制电路板121所在平面内旋转。控制电路板121与多组激光收发装置122电连接，用于带动多组激光收发装置122转动，并控制多组激光收发装置对目标探测区域进行探测。其中，每组激光收发装置122分别固定在控制电路板121上，且与控制电路板121电连接，至少存在两组激光收发装置122的激光出射方向与控制电路板121所在平面之间的夹角不同。

本发明实施例提供的技术方案，在测量部12设置多组激光收发装置122，形成包含有多组激光收发装置122的激光雷达结构，通过驱动部11带动测量部12旋转，从而带动多组激光收发装置122对目标探测区域进行扫描探测，增大了多线激光雷达的视场角。并且，本发明实施例提供的多线激光雷达中各组激光收发装置122分开独立设置，无需复杂的裸芯片邦定，也无需在每个激光光源前面增加玻璃丝等准直器件以进行复杂的光路校准，从而在增大视场角的同时，简化了制造工艺，降低成本。

继续参考图1和图2所示，可选的，在控制电路板121所在平面上，多组激光收发装置122与控制电路板121的连接点的连线轨迹为圆周，且围绕圆周对应的圆心点61，多组激光收发装置122等角度间隔设置。

示例性的，如图2所示，控制电路板121上安装有三组激光收发装置122，分别为A1、A2和A3，相邻两组激光收发装置122之间的夹角为120°，即A1与A2之间的夹角、A2与A3之间的夹角以及A3与A1之间的夹角均为120°。通过将三组激光收发装置122等间隔排布能够使得整个多线激光雷达的受力较为平衡，提高稳定性。同理，多组激光收发装置122等角度间隔设置，将相邻两组激光收发装置122之间的夹角设置为360°除以激光收发装置122的组数所得的商即可。

可选的，各激光收发装置122的激光出射方向与控制电路板121所在平面之间的夹角为可调。

在其他实施例中，在控制电路板121所在平面上，多组激光收发装置122相互之间的夹角可以不做限定，示例性的，在控制电路板121所在平面上，A1与A2的夹角为100°，A1与A3的夹角为70°。多组激光收发装置122实际上可以任意设置，只需要各组激光收发装置122的相对位置确定即可。

图3为图2沿A-A方向的截面示意图，图4为为图2沿B-B方向的截面示意图，如图3和图4所示，可选的，每组激光收发装置122包括角度调节单元20。角度调节单元20用于调节激光收发装置122的激光出射方向与控制电路板121所在平面之间的夹角。

示例性的，如图2所示，控制电路板121上安装有三组激光收发装置122，分别为A1、A2和A3，当多线激光雷达平行于水平面设置时，即控制电路板121平行于水平面，则三组激光收发装置122与控制电路板121的连接点均位于同一水平面上。可通过角度调节单元20使得三组激光收发装置122的轴向方向的俯仰角有所不同，比如A1的轴向(即激光收发装置122出射的激光光束的光轴方向)水平设置，A2的轴向相对于水平面向下设置，如图3所示，从而对多线激光雷达的下方空间进行扫描探测；A3的轴向相对于水平面向上设置，如图4所示，从而对多线激光雷达的上方空间进行扫描探测。本发明实施例提供的激光收发装置122通过对每组激光收发装置122设置角度调节单元20，从而调节激光收发装置122的激光出射方向与控制电路板121所在平面之间的夹角，实现了对不同区域进行扫描探测，进一步增大了视场角。各组激光收发装置122相互独立设置，通过角度调节单元20使得各组激光收发装置122的倾斜角度可以相对独立进行调节，操作简单、调试方便，且倾斜角度的可调范围更大。其中，多组激光收发装置122的扫描区域可以存着交叠区域，从而保证多线激光雷达的探测区域的连续性，避免漏检。

可选的，激光收发装置122的激光出射方向与控制电路板121所在平面之间的夹角为α，其中，-30°≤α≤+30°。其中，α＞0表示所述激光收发装置的激光出射方向相对于控制电路板121朝上倾斜，如图4所示，α＝0表示激光收发装置122的激光出射方向与控制电路板121所在平面平行，α＜0表示激光收发装置122的激光出射方向相对于控制电路板121朝下倾斜，如图3所示。在本案中，以控制电路板121中固定有激光收发装置122的一侧为上，相对侧为下。上述限定仅仅是为了方便进行结构的说明，而并不构成对激光雷达具备摆放方位的限制。

可选的，各激光收发装置122的激光出射方向与控制电路板121所在平面之间的夹角各不相同。

示例性的，如图2所示，控制电路板121上安装有三组激光收发装置122，分别为A1、A2和A3，A1的α＝0，即A1的激光出射方向与控制电路板121所在平面平行；A2的α＝-22°，如图3所示，A2的激光出射方向相对于控制电路板121向下倾斜，且A2的激光出射方向与控制电路板121所在平面之间的夹角为22°；A3的α＝+15°，如图4所示，A3的激光出射方向相对于控制电路板121向上倾斜，且A3的激光出射方向与控制电路板121所在平面之间的夹角为15°。当多线激光雷达平行于水平面设置时，即控制电路板121平行于水平面，则三组激光收发装置122与控制电路板121的连接点均位于同一水平面上。此时，A1的激光出射方向与水平面平行，A2的俯仰角为-22°，从而对多线激光雷达的下方空间进行扫描探测，A3的俯仰角为+15°，从而对多线激光雷达的上方空间进行扫描探测。其中，A2和A3的α均可以达到±30°，只需要二者相对于控制电路板121或水平面进行不同方向的倾斜即可获得更大的探测区域。A1、A2和A3的α均可以根据实际需要扫描的视场角度来进行设置调节，以得到最适合的探测视场角。

现有技术中的多线激光雷达各个激光光源共用一组光学发射组件(比如透镜组或者反射镜组)，受限于光学发射组件的尺寸，各激光光源的倾斜角度通常有限，一般设定在±15°，角度的可调范围较小。并且在调试过程中，为了确保激光光源发射出来的激光能够被正确接收，需要对各激光光源进行调试，也即进行对光，操作较为复杂。而本发明实施例提供的多线激光雷达，各个激光收发装置122独立设置，每个激光收发装置122单独用一组光学发射组件，使得激光收发装置122的激光出射方向与控制电路板121所在平面之间的夹角能够达到±30°，调试过程简单，并进一步提高了多线激光雷达的探测范围。

图5为图2沿C-C方向的截面示意图，可选的，测量部12还包括编码器123，驱动部11包括光电开关111。光电开关111与编码器123相配合用于得到任一激光收发装置122的旋转角度信息。

示例性的，编码器123随测量部12旋转，光电开关111固定于驱动部11，光电开关111与编码器123相配合监测任一激光收发装置122在控制电路板121所在平面内的旋转角度信息，结合多组激光收发装置122的相对位置关系，即可确定所有激光收发装置122在控制电路板121所在平面内的旋转角度信息。控制电路板121根据所有激光收发装置122在控制电路板121所在平面内的旋转角度信息可获取探测到的目标物体的位置信息。

继续参考图2所示，可选的，每组激光收发装置122包括激光发射单元21和激光接收单元22。在控制电路板121所在平面上，激光发射单元21与激光接收单元22并列设置。或者，沿控制电路板121所在平面的垂直方向，激光发射单元21与激光接收单元22并列设置。

示例性的，图6为图2沿D-D方向的截面示意图,如图2和图6所示，激光收发装置122包括激光发射单元21和激光接收单元22，每组激光收发装置122均可采用相同的结构来实现，在控制电路板121所在平面上，激光发射单元21与激光接收单元22并列设置。图7为本发明实施例提供的另一种多线激光雷达的测量部的剖视图，图8为图7沿E-E方向的截面示意图，如图7和图8所示，沿控制电路板121所在平面的垂直方向，激光发射单元21与激光接收单元22并列设置，当多线激光雷达水平设置时，即控制电路板121平行于水平面时，激光发射单元21和激光接收单元22上下相对设置，激光接收单元22设置在激光发射单元21的上方。采用激光发射单元21与激光接收单元22沿控制电路板121所在平面的垂直方向并列设置时，能够减少激光发射单元21与激光接收单元22占用控制电路板121的面积，从而可以根据需要多增加几组激光收发装置122，从而增加多线激光雷达的线数，同时不会增加多线激光雷达的高度，有利于多线激光雷达的小型化。如图7所示，测量部12包括6组激光收发装置122，6组激光收发装置122中的激光发射单元21与激光接收单元22沿控制电路板121所在平面的垂直方向并列设置，各组激光收发装置122的α角可根据需要进行设定，比如，当多线激光雷达水平设置时，即控制电路板121平行于水平面时，部分激光收发装置122水平设置，部分激光收发装置122朝上倾斜，部分激光收发装置122朝下倾斜。朝上倾斜的各激光收发装置122的倾斜角度可以相同也可以不同，朝下倾斜的各激光收发装置122的倾斜角度同样也可以设置为相同也可以不同，本发明实施例对此不作限定。

在其他的实施例中，多线激光雷达中设置的激光收发装置122的组数可以根据实际需要进行设定，比如设置为4组、5组或6组以上。激光发射单元21与激光接收单元22的相对位置也可根据扫描区域的需要进行设置，例如，当多线激光雷达水平设置时，即控制电路板121平行于水平面时，激光发射单元21和激光接收单元22上下相对设置，激光接收单元22可设置在激光发射单元21的上方，也可以将激光接收单元22设置在激光发射单元21的下方，将激光发射单元21设置在上方时的扫描的区域相对于激光发射单元21设置在下方时会高一些。

继续参考图2所示，可选的，激光发射单元21包括准直透镜组211和一个激光发射器212，准直透镜组211包括至少一片准直透镜。激光接收单元22包括聚焦透镜组221和一个激光接收器222，聚焦透镜组221包括至少一片聚焦透镜，且激光接收器222的数量与激光发射器212的数量相同。

其中，激光发射器212用于出射激光，激光发射器212可以为半导体激光器、光纤激光器、气体激光器和固体激光器中的任意一个。准直透镜组211用于将激光发射器212出射的激光进行准直后投射至目标扫描区域，准直透镜组211可以由一片准直透镜构成，也可由多片透镜组成。激光接收器222用于接收激光发射器212出射的激光通过目标扫描区域反射回的激光回波信号，激光接收器222可以为雪崩光电二极管(Avalanche PhotonDiode，APD)、单光子雪崩二极管(Single Photon Avalanche Diode，SPAD)、硅光电倍增管(MPPC)和PIN光电二极管中的任意一个。聚焦透镜组221用于对目标扫描区域反射回来的激光回波信号进行聚焦以及像差修正，并将聚焦及像差修正后的激光信号聚焦至激光接收器222上进行接收，聚焦透镜组221可以由一片聚焦透镜构成，也可以由多片透镜组成，其中，透镜可选用非曲面镜，从而减小像差和变形，镜片更轻、更薄、更平，具有优异的抗冲击性能。

如图2所示，在本发明实施例中，激光收发装置122中包括一个激光发射器212和一个激光接收器222，每个激光发射器212均有各自独立的准直透镜组211，相对于现有技术中多线激光雷达的多光源共用同一光学发射组件而言，本发明实施例提供的多线激光雷达的激光收发装置122具有更大的角度可调范围。并且，每组激光收发装置122均为单光源结构，能够具有相对较大的聚焦透镜组221来进行接收，从而使得对光调试过程更为容易。另外，由于每组激光收发装置122均只需要设置单个激光发射器212，从而降低对裸芯片打金线、邦定裸芯片的难度，极大的节省了成本。

可选的，控制电路板121包括现场可编程门阵列电路板(Field－ProgrammableGate Array，FPGA)。控制电路板121用于控制激光发射器212发射激光信号的频率和时序，还用于对激光接收器222接收到的激光回波信号进行分析，得到目标探测区域的探测信息。FPGA与数字信号处理器(DSP)相比，单位时间内能完成更多的处理任务，成本低、稳定性好。

继续参考图5所示，可选的，本发明实施例提供的多线激光雷达还包括电能传输模块31和信号传输模块32。电能传输模块31分别与测量部12和驱动部11电连接，电能传输模块31用于向测量部12传输电能。信号传输模块32分别与测量部12和驱动部11电连接，信号传输模块32用于向测量部12收发信号。其中，电能传输模块31包括磁环或导电滑环，信号传输模块32包括磁环、导电滑环和光通信收发单元中的任意一种。

示例性的，电能传输模块31和信号传输模块32均为一对磁环，如图5所示，电能传输模块31包括驱动电能连接结构311和测量电能连接结构312。其中，驱动电能连接结构311为供电磁环，测量电能连接结构312为受电磁环，供电磁环包括供电耦合线圈，受电磁环包括受电耦合线圈，供电磁环和受电磁环的几何中心轴均与测量部12的旋转轴心重合，供电磁环和受电磁环用于实现驱动部11与测量部12之间的电能传输，并屏蔽干扰电磁信号，提高供电耦合线圈和受电耦合线圈的耦合性能，从而提高电能的传输率。信号传输模块32包括驱动信号连接结构321和测量信号连接结构322，其中，驱动信号连接结构321为第一信号磁环，测量信号连接结构322为第二信号磁环。同样，第一信号磁环和第二信号磁环的几何中心轴均与测量部12的旋转轴心重合，用于实现驱动部11与测量部12之间的信号传输，通过磁环实现驱动部11与测量部12之间的电能和信号传输，能够避免现有技术中采用线束进行电能和信号传输对测量部12旋转角度的限制，实现测量部12的任意旋转，减少测量部12与驱动部11之间的磨损，提高激光雷达的寿命。

继续参考图5所示，可选的，测量部12和驱动部11之间也可以通过导电滑环结构来进行电气连接，电能和信号通过导电滑环的摩擦接触来实现导通。示例性的，电能传输模块31为第一导电滑环，第一导电滑环包括第一固定部和第一旋转部，第一固定部和第一旋转部之间可旋转连接，第一固定部和第一旋转部通过接触头摩擦接触的方式实现电连接，其中，第一导电滑环的固定部作为驱动电能连接结构311，第一导电滑环的第一旋转部作为测量电能连接结构312。将第一导电滑环的第一固定部固定在驱动部11，驱动部11的导电线与第一固定部电连接，第一导电滑环的第一旋转部固定在测量部12上并跟随测量部12转动，测量部12的导电线与第一旋转部电连接，从而实现测量部12任意旋转均可保证驱动部11与测量部12之间的电能传输。同理，信号传输模块32为第二导电滑环，第二导电滑环包括第二固定部和第二旋转部，第二固定部和第二旋转部之间可旋转连接，第二固定部和第二旋转部通过接触头摩擦接触的方式实现电连接，其中，第二导电滑环的第二固定部作为驱动信号连接结构321，第二导电滑环的第二旋转部作为测量信号连接结构322。将第二导电滑环的第二固定部固定在驱动部11，驱动部11的信号线与第二固定部电连接，第二导电滑环的第二旋转部固定在测量部12上并跟随测量部12转动，测量部12的信号线与第二旋转部电连接，测量部12任意旋转均可实现驱动部11与测量部12之间的电能传输。通过导电滑环实现驱动部11与测量部12之间的电能和信号传输，能够避免现有技术中采用线束进行电能和信号传输对测量部12旋转角度的限制，实现测量部12的任意旋转。

继续参考图5所示，可选的，通过磁环或导电滑环实现驱动部11与测量部12之间的电能传输，并通过光通信实现驱动部11与测量部12之间的信号传输。示例性的，图9为本发明实施例提供的一种信号传输模块的结构示意图，如图9所示，信号传输模块32包括第一光通信收发结构41，第一光通信收发结构41包括第一光通信发射端411和第一光通信接收端412，第一光通信发射端411与测量部12电连接，第一光通信接收端412与驱动部11电连接，通过第一光通信发射端411发射第一光信号，第一光通信接收端412接收第一光信号来实现测量部12向驱动部11的信号传输。

继续参考图9所示，可选的，信号传输模块32还包括第二光通信收发结构42，第二光通信收发结构42包括第二光通信发射端421和第二光通信接收端422，第二光通信发射端421与驱动部11电连接，第二光通信接收端422与测量部12电连接，通过第二光通信发射端421发射第二光信号，第二光通信接收端422接收第二光信号来实现驱动部11向测量部12之间的信号传输，从而实现驱动部11和测量部12之间的双向信号传输。通过光通信实现驱动部11与测量部12之间的信号传输，能够避免现有技术中采用线束进行电能和信号传输对测量部12旋转角度的限制，实现测量部12的任意旋转。

可选的，第一光通信收发结构41和第二光通信收发结构42采用不同波段的光信号进行信息传输，从而使得驱动部11和测量部12之间信号的双向传输过程中不会产生干扰，提高驱动部11和测量部12之间信号双向传输的精准度。

可选的，第一光通信发射端411和第二光通信发射端421可以为发光二极管(LED)或激光二极管(LD)，其中，LED功耗低，抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长；激光二极管(LD)效率高、体积小。第一光通信接收端412和第二光通信接收端422可以为PIN光电二极管，PIN光电二极管具有结电容小、渡越时间短、灵敏度高等优点。

继续参考图5所示，可选的，驱动部11还包括马达磁环51和外转子马达定子线圈52，马达磁环51与测量部12连接，外转子马达定子线圈52固定于驱动部11，马达磁环51与外转子马达定子线圈52相配合，实现马达磁环51带动测量部12转动。

继续参考图5所示，可选的，驱动部11还包括马达控制电路板53，马达控制电路板52用于控制马达磁环51和外转子马达定子线圈52的转动，从而控制测量部12转动。马达控制电路板53可采用印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)，采用印刷电路板可实现电子元器件自动插装或贴装、自动焊锡和自动检测，减小体积、降低成本，并便于维修。

继续参考图5所示，可选的，驱动部11还包括轴承54，轴承54连接于驱动部11和测量部12之间，用于减小驱动部11和测量部12之间的摩擦。

本发明实施例提供的多线激光雷达，在单线激光雷达的基础上，在测量部12增加多组激光收发装置122，形成包含有多组激光收发装置122的激光雷达结构，通过驱动部11带动测量部12旋转，从而带动多组激光收发装置122对目标探测区域进行扫描探测，增大了多线激光雷达的视场角。通过角度调节单元20调节激光收发装置122的激光出射方向与控制电路板121所在平面之间的夹角进一步增大多线激光雷达的探测范围。通过将每组激光收发装置122设置为单光源结构，每个激光收发装置122均有各自独立的准直透镜组211，从而获得更大的角度可调范围，对光调试过程更为容易，极大的节省了成本。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种多线激光雷达探测方法，该探测方法适用于上述实施例提供的任一多线激光雷达，与上述实施例相同或相应的结构以及术语的解释在此不再赘述，图10为本发明实施例提供的一种多线激光雷达探测方法的流程示意图，如图10所示，该方法包括以下步骤：

步骤1、基于目标探测区域特征，调整多组激光收发装置在控制电路板所在平面内的第一旋转角度以及在所述控制电路板所在平面的垂直方向的第二旋转角度。

其中，可通过光电开关与编码器相配合得到多组激光收发装置在控制电路板所在平面内的第一旋转角度。

步骤2、控制多组所述激光收发装置发射激光信号。

其中，多组激光收发装置的出射激光进行准直后投射至目标扫描区域。

步骤3、分别接收多组激光收发装置基于目标探测区域的激光回波信号。

其中，目标探测区域的激光回波信号进行聚焦及像差修正后的激光信号聚焦至激光收发装置上进行接收。

步骤4、根据所述回波信号确定所述目标探测区域的探测信息。

可选的，根据所述回波信号确定所述目标探测区域的探测信息包括：根据多组激光收发装置接收的激光回波信号获取点云数据；根据点云数据进行建图，获取目标探测区域的探测图像；通过探测图像获取目标探测区域的探测信息。

可选的，探测信息包括目标探测区域内的目标距离、方位、高度、速度、姿态和形状中任意一种或多种信息。

可选的，根据所述回波信号确定所述目标探测区域的探测信息包括：通过飞行时间测距法(TOF)、三角测距或相位差测距方式获取目标探测区域内的目标距离。

可选的，根据所述回波信号确定所述目标探测区域的探测信息包括：根据部分激光收发装置接收的激光回波信号进行建图，根据另一部分激光收发模块探测到的回波信号进行避障。

示例性的，如图2所示，控制电路板121上安装有三组激光收发装置122，分别为A1、A2和A3，将多线激光雷达平行于水平面设置，并将A1的轴向(即激光收发装置122出射的激光光束的光轴方向)水平设置，A2的轴向相对于水平面向下设置，如图3所示，从而对多线激光雷达的下方空间进行扫描探测；A3的轴向相对于水平面向上设置，如图4所示，从而对多线激光雷达的上方空间进行扫描探测。根据A1接收的激光回波信号进行建图，获取目标探测区域的探测图像，根据A2和A3接收的激光回波信号进行上方和下方空间的避障，从而减小对数据的运算量，提高多线激光雷达的运算速度和灵敏度。

本发明实施例提供的多线激光雷达探测方法，通过调整多组激光收发装置在控制电路板所在平面内的第一旋转角度以及在所述控制电路板所在平面的垂直方向的第二旋转角度，对目标探测区域进行扫描，从而获得较大的视场角，解决了现有技术中单线激光雷达由于视场角有限导致的很多区域无法探测到、无法为自动驾驶车辆或者自移动设备等进行避障的技术问题。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种多线激光雷达，其特征在于，包括：驱动部和测量部，所述测量部包括控制电路板和多组激光收发装置；

所述驱动部与所述控制电路板连接，用于驱动所述控制电路板在所述控制电路板所在平面内旋转；所述控制电路板与多组所述激光收发装置电连接，用于带动多组所述激光收发装置转动，并控制多组所述激光收发装置对目标探测区域进行探测；

其中，每组所述激光收发装置分别固定在所述控制电路板上，且与所述控制电路板电连接；至少存在两组激光收发装置的激光出射方向与所述控制电路板所在平面之间的夹角不同。

2.根据权利要求1所述的多线激光雷达，其特征在于，在所述控制电路板所在平面上，多组所述激光收发装置与所述控制电路板的连接点的连线轨迹为圆周；且围绕所述圆周对应的圆心点，多组所述激光收发装置等角度间隔设置。

3.根据权利要求1所述的多线激光雷达，其特征在于，各所述激光收发装置的激光出射方向与所述控制电路板所在平面之间的夹角为可调。

4.根据权利要求1所述的多线激光雷达，其特征在于，每组所述激光收发装置包括角度调节单元；

所述角度调节单元用于调节所述激光收发装置的激光出射方向与所述控制电路板所在平面之间的夹角。

5.根据权利要求1所述的多线激光雷达，其特征在于，所述激光收发装置的激光出射方向与所述控制电路板所在平面之间的夹角为α，其中，-30°≤α≤+30°。

6.根据权利要求1所述的多线激光雷达，其特征在于，各所述激光收发装置的激光出射方向与所述控制电路板所在平面之间的夹角各不相同。

7.根据权利要求1所述的多线激光雷达，其特征在于，所述测量部还包括编码器，所述驱动部包括光电开关；

所述光电开关与所述编码器相配合用于得到任一所述激光收发装置的旋转角度信息。

8.根据权利要求1所述的多线激光雷达，其特征在于，每组所述激光收发装置包括激光发射单元和激光接收单元；

在所述控制电路板所在平面上，所述激光发射单元与所述激光接收单元并列设置；

或者，沿所述控制电路板所在平面的垂直方向，所述激光发射单元与所述激光接收单元并列设置。

9.根据权利要求8所述的多线激光雷达，其特征在于，所述激光发射单元包括准直透镜组和一个激光发射器，所述准直透镜组包括至少一片准直透镜；

所述激光接收单元包括聚焦透镜组和一个激光接收器，所述聚焦透镜组包括至少一片聚焦透镜，且所述激光接收器的数量与所述激光发射器的数量相同。

10.根据权利要求1所述的多线激光雷达，其特征在于，所述多线激光雷达还包括电能传输模块和信号传输模块；

所述电能传输模块分别与所述测量部和所述驱动部电连接，所述电能传输模块用于向所述测量部传输电能；

所述信号传输模块分别与所述测量部和所述驱动部电连接，所述信号传输模块用于向所述测量部收发信号；

其中，所述电能传输模块包括磁环或导电滑环，所述信号传输模块包括磁环、导电滑环和光通信收发单元中的任意一种。