CN110596719A - 一种增加激光雷达测距动态范围的装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例涉及激光雷达测距动态范围的调节装置。包括：发射组件、接收组件、渐变衰减片、驱动机构，所述的发射组件、渐变衰减片设置在发射光路上，接收组件设置在接收光路上，发射组件出射光，出射光经渐变衰减片后照射到目标物上，所述的驱动机构驱动渐变衰减片位移，所述的渐变衰减片衰减比例随位移渐变。本申请实施例在发射光路上设置一渐变衰减片，出射光经渐变衰减片后照射到目标物上，通过一驱动机构驱动渐变衰减片位移，渐变衰减片衰减比例随位移渐变，降低出射光光强，进而降低反射光光强，使接收组件处于非饱和状态。
Description
技术领域
本发明涉及激光雷达调节装置，尤其涉及一种增加激光雷达测距动态范围的装置。
背景技术
激光雷达常用于探测一广阔区域内不同远近的目标，因此需要同时接收远距离和近距离的回波信号，接收机需要较高的动态范围，即最远距离和最近距离之间的比值要大。测距的动态范围小，则会出现测的很远的雷达一般没法测很近处，或者测得很近的雷达通常很难测很远。而激光雷达测距动态范围受限于远、近距离信号探测。
在近距离信号探测中，存在系统光学盲区，即当发射和接收非同轴设计的时，收发视场会在近距离不重合，被发射光束探测的区域不被接收视场覆盖，因而无法获得距离值，且近距离信号探测存在信号光强，出现过曝盲区的问题。
在远距离信号探测中，对雷达系统的光学系统利用效率、出光功率或接收器件感光阈值等要求较高，雷达系统往往需要较强的信号光，但在近距离信号探测中，该雷达系统会更容易因信号光过强而使接收器件过曝，无法测量近处距离，因而使近距离过曝盲区范围变大。
如何解决远距离、近距离信号探测存在的过曝盲区，增加激光雷达测距动态范围成为本领域技术人员需要考虑的问题。
发明内容
本申请实施例在于提出一种基于激光雷达的移动靶车运动控制系统，解决现有技术存在的测距不稳定、实施复杂的问题。
一方面，一种增加激光雷达测距动态范围的装置，包括：发射组件、接收组件、渐变衰减片、驱动机构，所述的发射组件、渐变衰减片设置在发射光路上，接收组件设置在接收光路上，发射组件出射光，出射光经渐变衰减片后照射到目标物上，目标物反射光进入接收组件，所述的驱动机构驱动渐变衰减片位移，所述的渐变衰减片衰减比例随位移渐变。
在一种可能的实现方式中，所述的驱动机构驱动渐变衰减片旋转或平移。
在一种可能的实现方式中，所述的驱动机构驱动渐变衰减片旋转时，所述的渐变衰减片围绕自身旋转轴转动，衰减比例随转动渐变，衰减比例为0-100%。
在一种可能的实现方式中，所述的驱动机构驱动渐变衰减片平移时，所述的渐变衰减片随平移渐变，衰减比例为0-100%。
在一种可能的实现方式中，所述的渐变衰减片上设置有漫散射片或匀光片，用于扩大发散角。
在一种可能的实现方式中，所述的漫散射片或匀光片占渐变衰减片的比例为5—20%。
在一种可能的实现方式中，所述的驱动机构为电机或者舵机。
在一种可能的实现方式中，所述的一种增加激光雷达测距动态范围的装置，还包括一调节机构，所述的发射组件包括一发射透镜，所述的调节机构用于调节发射组件和接收组件的轴距，或调节发射透镜光轴相对接收组件的位置。
在一种可能的实现方式中，所述的调节机构与发射组件相接触，推动发射组件整体向接收组件接近，调节发射组件和接收组件的轴距。
在一种可能的实现方式中，所述的调节机构与发射透镜相接触，推动发射透镜向接收组件接近，调节发射透镜光轴相对接收组件的位置。
本申请实施例在发射光路上设置一渐变衰减片，出射光经渐变衰减片后照射到目标物上，通过一驱动机构驱动渐变衰减片位移，渐变衰减片衰减比例随位移渐变，降低出射光光强，进而降低反射光光强，使接收组件处于非饱和状态，激光雷达在完成正常测距的同时消除了远距离、近距离信号探测存在的过曝盲区，增加激光雷达测距动态范围。
附图说明
图1是本申请实施例的主视图。
图2是本申请实施例渐变衰减片具有漫反射片的示意图。
图3是本申请实施例渐变衰减片具有匀光片的示意图。
图4是本申请实施例调节机构调节发射组件示意图。
图5是本申请实施例调节机构调节发射透镜示意图。
图中：1、发射组件；2、接收组件；3、渐变衰减片；4、驱动机构；5、漫散射片；6、匀光片；7、调节机构；11、发射透镜。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本申请的技术方案。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将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的实施例，而不是全部的实施例。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劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
由图1所示，一种增加激光雷达测距动态范围的装置，包括：发射组件1、接收组件2、渐变衰减片3、驱动机构4，所述的发射组件1、渐变衰减片3设置在发射光路上，接收组件2设置在接收光路上，发射组件1出射光，出射光经渐变衰减片3后照射到目标物上，目标物反射光进入接收组件2，所述的驱动机构4驱动渐变衰减片3位移，所述的渐变衰减片3衰减比例随位移渐变。
本申请实施例在发射光路上设置一渐变衰减片3，出射光经渐变衰减片3后照射到目标物上，通过一驱动机构4驱动渐变衰减片3位移，渐变衰减片3衰减比例随位移渐变，降低出射光光强，进而降低反射光光强，使接收组件2处于非饱和状态，激光雷达1可以完成正常测距，消除了远距离、近距离信号探测存在的过曝盲区，增加激光雷达1测距动态范围。
图1中，驱动机构4驱动渐变衰减片3旋转。
如图1所示，渐变衰减片3的形状为环形，驱动机构4驱动环形渐变衰减片旋转。
所述的驱动机构4驱动渐变衰减片3旋转时，所述的渐变衰减片3围绕自身旋转轴转动，衰减比例随转动渐变，衰减比例为0-100%。
渐变衰减片3为环形，一圈是360°，可以分为60个扇形，每个扇形6°，每个扇形的衰减率是从0-100%的不同的衰减率，由小到大，每个扇形的衰减率根据实际需要设定。
根据实际需要，渐变衰减片3也可以是完全渐变的环形，渐变系数为每度衰减率增加1/360。
如图3所示，所述的驱动机构4驱动渐变衰减片3平移时，所述的渐变衰减片3随平移渐变，衰减比例为0-100%。
渐变衰减片3采用矩形，渐变衰减片3的长度为10—100毫米。
如图2所示，所述的渐变衰减片3上设置有漫散射片5；如图3所示，所述的渐变衰减片3上设置有匀光片6，漫散射片5或匀光片6用于扩大发散角。
漫散射片5或匀光片6可将出射光向四面八方反射。在目标进入光学盲区，即收发视场不重合区域后，调节渐变衰减片3至漫散射片5或匀光片6处于发射光路上，出射光进入漫散射片5或匀光片6后向四面八方反射，使发射视场大幅度扩大，出射光弥散至前方极大视场，以确保覆盖接收视场，从而减小或消除光学盲区；
所述的漫散射片5或匀光片6占渐变衰减片3的比例为5—20%。
根据实际需求，漫散射片5或匀光片6所占比例可以调节。
所述的驱动机构4为电机或者舵机。
所述的一种增加激光雷达测距动态范围的装置，还包括一调节机构7，所述的发射组件1包括一发射透镜11，所述的调节机构7用于调节发射组件1和接收组件2的轴距，或调节发射透镜11光轴相对接收组件2的位置。
如图4所示，所述的调节机构7与发射组件1相接触，推动发射组件1整体向接收组件2接近，调节发射组件1和接收组件2的轴距。
调节机构7平行移动发射组件1整体的光轴，需要整个发射的透镜和硬件都一起移动，其发散角不变。
如图5所示，所述的调节机构7与发射透镜8相接触，推动发射透镜11向接收组件2接近，调节发射透镜8光轴相对接收组件2的位置。
该方案只移动发射透镜11，其他硬件不动，需要移动的部分更小，结构更简单，但是会影响近处的光斑发散角，进而影响近处的视场。
以上结合具体实施例描述了本申请的技术原理。这些描述只是为了解释本申请的原理，而不能以任何方式解释为对本申请保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本申请的其它具体实施方式，这些方式都将落入本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种增加激光雷达测距动态范围的装置，其特征在于，包括：发射组件、接收组件、渐变衰减片、驱动机构，所述的发射组件、渐变衰减片设置在发射光路上，接收组件设置在接收光路上，发射组件出射光，出射光经渐变衰减片后照射到目标物上，目标物反射光进入接收组件，所述的驱动机构驱动渐变衰减片位移，所述的渐变衰减片衰减比例随位移渐变。
2.根据权利要求1所述的一种增加激光雷达测距动态范围的装置，其特征在于，所述的驱动机构驱动渐变衰减片旋转或平移。
3.根据权利要求2所述的一种增加激光雷达测距动态范围的装置，其特征在于，所述的驱动机构驱动渐变衰减片旋转时，所述的渐变衰减片围绕自身旋转轴转动，衰减比例随转动渐变，衰减比例为0-100%。
4.根据权利要求2所述的一种增加激光雷达测距动态范围的装置，其特征在于，所述的驱动机构驱动渐变衰减片平移时，所述的渐变衰减片随平移渐变，衰减比例为0-100%。
5.根据权利要求4所述的一种增加激光雷达测距动态范围的装置，其特征在于，所述的渐变衰减片上设置有漫散射片或匀光片，用于扩大发散角。
6.根据权利要求5所述的一种增加激光雷达测距动态范围的装置，其特征在于，所述的漫散射片或匀光片占渐变衰减片的比例为5—20%。
7.根据权利要求6所述的一种增加激光雷达测距动态范围的装置，其特征在于，所述的驱动机构为电机或者舵机。
8.根据权利要求7所述的一种增加激光雷达测距动态范围的装置，其特征在于，还包括一调节机构，所述的发射组件包括一发射透镜，所述的调节机构用于调节发射组件和接收组件的轴距，或调节发射透镜光轴相对接收组件的位置。
9.根据权利要求8所述的一种增加激光雷达测距动态范围的装置，其特征在于，所述的调节机构与发射组件相接触，推动发射组件整体向接收组件接近，调节发射组件和接收组件的轴距。
10.根据权利要求9所述的一种增加激光雷达测距动态范围的装置，其特征在于，所述的调节机构与发射透镜相接触，推动发射透镜向接收组件接近，调节发射透镜光轴相对接收组件的位置。
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