CN111610506A - 多点扫描激光雷达及其探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一多点扫描激光雷达及其探测方法，其中所述多点扫描激光雷达包括至少一供发射激光的激光发射端、一扫描器件、至少一光路传导机构以及一激光接收端，其中所述扫描器件形成至少一导光面，供传导激光至至少一目标物，其中所述光路传导机构设置在所述激光发射端和所述扫描器件之间，其中所述扫描器件以所述导光面先后地传导激光至所述目标物不同部位的方式被设置在激光路径上，其中激光路径为激光经由所述光路传导机构传导至所述目标物的路径，其中所述激光接收端接收和分析经由所述目标物反射的激光。

Description

多点扫描激光雷达及其探测方法

技术领域

本发明涉及一种激光雷达，尤其涉及一种多点扫描激光雷达及其探测方法。

背景技术

激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，激光雷达系统通过接收目标发射的激光信号，获取目标的距离、方位等信息。目前激光雷达系统包括机械雷达系统、混合固态激光雷达如MEMS激光雷达以及固态雷达系统如3D Flash固态雷达系统

现有的机械雷达系统在工作时需要通过电机驱动整个机械雷达转动才能够实现对目标物的检测，而机械雷达结构复杂，整体质量较重，因此，驱动电机在驱动机械雷达转动时，会出现转速慢、转速不稳定等问题，进而会使得整个机械雷达可靠性差、分辨率降低。

固态雷达系统如3DFlash固态雷达系统，采用的是面光束探测的方式对目标物进行探测。采用面光束对目标物进行探测不仅会使得光源功率损耗较大，而且在距离激光发射端越远的位置，分辨率越低。由此，固态激光雷达系统探测的范围有限，其只适于近距离探测。另外一方面，采用面光束对目标物进行探测时，需要激光发射端发射较强的激光，从而会使得激光发射端功率损耗较大。

而对于现有的MEMS扫描激光雷达系统来说，基本上都是单点扫描，而采用单点扫描则会使MEMS扫描激光雷达系统的垂直分辨率和水平分辨率受到限制。之所以采用单点扫描，是因为如果将MEMS扫描激光雷达被实施为多点扫描，需要增加激光发射器的数量。而为使得多个激光发射器发射的激光导向目标物，不可避免地将需要使用更大尺寸的MEMS，而如果MEMS尺寸增大，反过来又会导致MEMS的转速慢、转速不稳定等问题，进而会使得整个机械雷达可靠性差、分辨率降低。

因此，现有技术中也会采用线扫描激光雷达对目标物进行检测，这种采用多线扫描的方式则要求激光发射端发射出线性激光，以实现对目标物进行检测，这样会使得激光发射端需要以较高的功率进行工作，从而会影响激光发射端的使用寿命。

另外一方面，如果采用多点扫描，则需要为每个激光发射端和激光接收端配置一光学镜头，这样也会使得整个激光雷达体积增大。

发明内容

本发明的一个主要优势在于提供一多点扫描激光雷达及其探测方法，其中在不增加激光发射器数量的同时，所述多点扫描激光雷达通过对至少一目标物以多点激光扫描的方式实现对所述目标物的探测。

本发明的另一个优势在于提供一多点扫描激光雷达及其探测方法，其中所述多点扫描激光雷达在保证分辨率的同时，能够减少所述多点扫描激光雷达的体积。

本发明的另一个优势在于提供一多点扫描激光雷达及其探测方法，其中所述多点扫描激光雷达包括至少一激光发射端、至少一光路传导机构以及至少一激光接收端以及至少一扫描器件，其中所述光路传导机构能够同时将发射的激光传导至所述目标物和将被所述目标物反射的激光传导至所述激光接收端，以简化所述多点扫描激光雷达的结构，进而减少所述多点扫描激光雷达的体积。

本发明的其它优势和特点通过下述的详细说明得以充分体现并可通过所附权利要求中特地指出的手段和装置的组合得以实现。

依本发明的一个方面，能够实现前述目的和其他目的和优势的本发明的一多点扫描激光雷达，其中所述多点扫描激光雷达包括：

至少一激光发射端，供发射激光；

一扫描器件，其中所述扫描器件形成至少一导光面，供传导激光至至少一目标物；

至少一光路传导机构，其中所述光路传导机构设置在所述激光发射端和所述扫描器件之间，其中所述扫描器件以所述导光面先后地传导经由所述光路传导机构传导的激光至所述目标物不通过部位的方式被设置在所述光路传导机构传导至所述目标物的激光路径上；以及

一激光接收端，其中所述激光接收端接收和分析经由所述目标物反射的激光。

根据本发明一实施例，所述光路传导机构包括一分光器件、一激光整形器件以及一导光器件，其中所述分光器件形成所述光路传导机构的一第一端，其中所述导光器件形成所述光路传导机构的一第二端，其中所述分光器件被设置在由所述激光发射端发射的激光的传播路径上，以将从所述第一端射入的激光传导至所述激光整形器件和将从所述第二端射入的激光传导至所述激光接收端，其中所述激光整形器件被设置在所述激光发射端和所述扫描器件之间，以修整被所述分光器件传导激光为点激光，其中所述导光器件被设置在所述整形器件和所述扫描器件之间，以传导从所述第一端射入的激光至所述扫描器件和传导从所述扫描器件导入所述第二端的激光至所述第一端。

根据本发明一实施例，所述扫描器件被实施为一可转动的棱柱镜，其中所述棱柱镜以所述棱柱镜的上下底面的中心之前的连线为轴线转动，其中所述棱柱镜的上下底面中心之间的连线与从所述第一端辐射至所述第二端的激光之间的夹角为0-180°。

根据本发明一实施例，所述扫描器件被实施为六棱柱镜。

根据本发明一实施例，所述六棱柱镜的至少一个侧面与所述六棱柱镜的上下底面之间的夹角为锐角。

根据本发明一实施例，所述多点扫描激光雷达，其中所述多点扫描激光雷达包括至少两个所述激光发射端、至少两个所述光路传导机构和至少两个所述激光接收端，其中两个所述激光发射端、两个所述光路传导机构和至少两个所述激光接收端相对于所述扫描器件对称地设置。

根据本发明一实施例，所述扫描器件被实施为一MEMS。

根据本发明一实施例，所述扫描器件被实施为一对称的二维MEMS。

根据本发明一实施例，其中所述激光整形器件被实施为透镜。

根据本发明一实施例，所述导光器件包括光学镜片以及至少一波片。

依本发明的另一个方面，本发明进一步提供一多点扫描激光雷达的探测方法，其中所述多点扫描激光雷达的探测方法包括步骤：

S001：传导经由至少所述激光发射端辐射的探测激光至所述扫描器件的至少所述导光面；

S002：所述扫描器件的所述导光面以与所述激光发射端发射的激光之间角度可变的方式，传导激光至至少一所述目标物的不同部位；和

S003：所述多点扫描激光雷达的所述激光接收端接收和分析经由所述目标物漫反射的激光。

根据本发明一实施例，在所述步骤S001之前，所述多点扫描激光雷达的探测方法的探测方法还包括步骤：

S004：修整所述激光发射端辐射的探测激光为点激光。

根据本发明一实施例，在所述步骤S001之前，所述多点扫描激光雷达的探测方法还包括步骤S005：通过所述光路传导机构的所述第一端，向所述光路传导机构的所述第二端，传导由所述激光发射端发射的激光至所述扫描器件的所述导光面，其中在所述步骤S003之前，所述多点扫描激光雷达的探测方法还包括步骤S006：所述光路传导机构从所述第二端向所述第一端，传导经由所述目标物漫反射的激光。

通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。

附图说明

图1示出了本发明一优选实施例的一多点扫描激光雷达对一目标物进行探测的示意图。

图2示出了本发明一优选实施例的所述多点扫描激光雷达的整体结构示意图。

图3示出了本发明一优选实施例的所述多点扫描激光雷达在一个角度的结构示意图。

图4A示出了本发明一优选实施例的所述多点扫描激光雷达通过发射激光以对一目标物进行探测时的示意图。

图4B示出了本发明一优选实施例的所述多点扫描激光雷达通过接收经由一目标物反射的激光以对一目标物进行探测时的示意图。

图5A示出了本发明所述多点扫描激光雷达的一扫描器件的第一个实施例的立体图。

图5B示出了本发明所述多点扫描激光雷达的所述扫描器件的一个实施例的俯视图。

图6示出了通过本发明第一个实施例的所述多点扫描激光雷达的所述扫描器件将激光导向所述目标物后的示意图。

图7A示出了本发明所述多点扫描激光雷达的一变形实施例发射激光以对一目标物进行探测时的示意图。

图7B示出了本发明所述多点扫描激光雷达的一变形实施例通过接收经由一目标物反射的激光以对一目标物进行探测时的示意图。

图8A示出了本发明所述多点扫描激光雷达的第二个实施例通过发射激光以对一目标物进行探测时的示意图。

图8B示出了本发明所述多点扫描激光雷达的第二个实施通过接收经由一目标物反射的激光以对一目标物进行探测时的示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

参考图1至图8B，根据本发明一较佳实施例的一多点扫描激光雷达100在以下将被详细地阐述，其中所述多点扫描激光雷达100能够被用以对至少一目标物300进行探测，以获取所述目标物300的物理信息，如所述目标物300的位置、速度等，如图1。

参考图2至图6，具体地，所述多点扫描激光雷达100包括至少一激光发射端10、一光路传导机构20、一扫描器件30以及一激光接收端40。所述激光发射端10在工作时发出至少一束激光。所述光路传导机构20能够同时将所述激光发射端10发射的激光整形为点激光光路传导机构和将被整形的点激光导向所述扫描器件30。在本发明中，所述扫描器件30形成至少一导光面31，其中所述扫描器件30被设置在被所述光路传导机构20整形后的点激光的路径上，以通过所述扫描器件30的所述导光面31，传导激光至所述目标物300。

值得一提的是，所述扫描器件30以被所述光路传导机构20整形后的点激光与所述导光面31之间的夹角可变的方式设置在被所述光路传导机构20整形后的点激光的路径上。通过这样的方式，被所述光路传导机构20传导的点激光将被所述扫描器件30导向所述目标物300，以对所述目标物300的不同部位进行检测。

具体地说，由于所述扫描器件30以被所述光路传导机构20整形后的点激光与所述导光面31之间的夹角可变的方式设置在被所述光路传导机构20整形后的点激光的传播路径上，并且所述扫描器件30的所述导光面31和所述光路传导机构20之间的夹角变化速度快，因此，被所述光路传导机构20整形后的一束点激光短促地被先后地导向所述目标物300的不同部位，以实现对所述目标物300的不同部位进行多点探测，进而提高所述多点扫描激光雷达100的分辨率。

可以理解的是，通过这种结构设置，所述多点扫描激光雷达100在不增加所述激光发射端10数量下，所述多点扫描激光雷达100也能够具有较高的分辨率。具体地说，即使在所述激光发射端10被实施为单个激光器(激光发射端的数量如同现有技术中的单点扫描MEMS中的数量)时，所述多点扫描激光雷达100由于能够将单点激光先后地导向所述目标物300的不同部位，从而使得所述多点扫描激光雷达100能够具有较高的分辨率。

更具体地，所述激光发射端10包括至少一激光发射器11和至少一发射镜头12，其中所述发射镜头12被设置在所述激光发射器11发射的激光传播路径上，以整形所述激光发射器11发射的激光光束。本领域技术人员能够理解的是，在本发明中，所述激光发射器11包括至少一电路板和与所述电路板电连接的激光光源。

另外，本领域技术人员也能够理解的是，所述激光接收端40包括至少一电路板和与所述电路板电连接的激光探测器。

所述光路传导机构20包括一分光器件21、至少一激光整形器件22以及至少一导光器件23，其中所述分光器件21、所述激光整形器件22以及所述导光器件23被同时设置在所述激光发射端10发射的激光路径上和所述激光接收端40接收的光线的路径上。

值得一提的是，所述光路传导机构20在靠近所述激光接收端40形成一第一端201以及在靠近所述扫描器件30形成一第二端202。所述激光发射端10发射的激光经过所述光路传导机构20修整和传导后，被从所述第二端202导向所述扫描器件30。

由于所述扫描器件30的所述导光面31和所述光路传导机构20之间的夹角不断地发生变化，因此，所述扫描器件30能够快速地扫描所述目标物300的不同部位。随后，所述目标物300将所述激光通过漫反射的方式反射至所述光路传导机构20的所述第二端202。被所述目标物300漫反射的激光随后通过所述光路传导机构20的所述第一端201后被所述激光接收端40接收。所述激光接收端40接收通过所述第一端201被所述目标物300漫反射的激光后，通过对其进行分析处理，进而能够获得所述目标物300的物理信息。

可以理解的是，在本发明的一个实施例中，所述分光器件21可以被实施为一分光光学镜片。具体地，所述分光器件21形成所述光路传导机构20的所述第一端201，并且所述分光器件21在所述第一端201形成一透光区和一导光区。所述激光发射端10与所述第一端201的所述导光区对准，以使所述激光发射端10发射的激光得以被导向所述激光整形器件22和所述导光器件23。所述激光接收端40与所述第一端201的所述透光区对准，以使被所述目标物300漫反射的激光得以通过所述透光区被所述激光接收端40接收。在本发明的另一个实施例中，所述分光器件21被实施为包括一偏振镜。

所述激光整形器件22被设置在被所述分光器件21的所述导光区传导的激光传播路径上，以对被所述分光器件21的所述导光区传导的激光进行整形。具体地，所述激光整形器件22能够将被所述分光器件21传导的激光整形为点状，从而使得被所述激光整形器件22整形后的激光得以以点激光的形式辐射至所述目标物300。

值得一提的是，在本发明中，所述激光整形器件22被实施为至少一透镜，其中所述透镜以预定方式排列，以形成所述激光整形器件22。具体在本实施例中，所述激光整形器件22被实施为至少两组透镜，其中至少一组透镜被布置在所述分光器件21和所述导光器件23之间。至少一组透镜被布置在所述导光器件23和所述扫描器件30之间。通过这样布置方式，使得被所述分光器件21传导的激光得以被整形为点状。

优选地，所述激光整形器件22还包括至少一波片，其中所述波片被设置在所述分光器件21和所述扫描器件30之间，供旋转从所述光路传导机构20的所述第一端201辐射至所述光路传导机构20的所述第二端202的激光振动的方向，从而使得从所述光路传导机构20的所述第一端201辐射至所述光路传导机构20的所述第二端202的激光与从所述光路传导机构20的所述第二端202辐射至所述光路传导机构20的所述第一端201的激光在经过所述波片之后，具有不同的振动方向。通过这种方式，从所述光路传导机构20的所述第一端201辐射至所述光路传导机构20的所述第二端202的激光与从所述光路传导机构20的所述第二端202辐射至所述光路传导机构20的所述第一端201的激光从通过被实施为偏振镜的所述分光器件21之后，分别被导向所述扫描器件30和所述激光接收端40。

优选地，波片采用λ/4波片，以旋转激光振动的方向。

本领域技术人员能够理解的是，由于所述激光整形器件22能够将所述激光发射端10发射的激光整形为点状，因此，所述多点扫描激光扫描雷达100只需要较小功率的所述激光发射端10。

进一步地，所述导光器件23被设置在所述偏振器件21和所述扫描器件30之间，以将从所述第一端201辐射至所述第二端202的激光传导至所述扫描器件30的所述导光面31，进而使从所述第二端202辐射的激光得以辐射至所述目标物300。

更进一步地，激光经由所述导光器件23的所述导光面31被导向所述目标物300后，将产生漫反射。被所述目标物300反射的激光经由所述光路传导机构20的所述第二端202被传导至所述光路传导机构20的所述第一端201，并随后被传动至所述激光接收端40。所述激光接收端40通过对比和分析所述激光接收端40接收的经由所述目标物300漫反射的激光，从而能够确定所述目标物300的物理信息。

值得一提的是，在本发明中，从所述第二端202被传导至所述第一端201的激光经由所述偏振器件21的所述透光区，得以被导向所述激光接收端40。

可以理解的是，在本发明中，由于所述激光发射端10发射的激光和所述激光接收端40接收的激光都是通过所述光路传导机构20，因此，所述多点扫描激光雷达100整体的体积能够被减小。

在本发明的一个实施例中，所述扫描器件30被实施为一多棱柱镜，具体地，在本实施例中，所述扫描器件30被实施为一六棱柱镜。也就是说，所述扫描器件30形成至少六个所述导光面31。其他地，所述扫描器件30可以被实施为三棱柱镜、方体、五棱柱镜等等形式。所述导光器件23能够将激光导向所述扫描器件30的所述导光面31。在本实施例中，由于所述扫描器件30的所述导光面31与经由所述导光器件23传导的激光之间的夹角能够随着不断地改变，因此，经由所述导光器件23传导的点激光在经过所述扫描器件30进一步传导之后，能够将所述导光器件23传导的单个点激光先后地导向所述目标物300，从而使得所述目标物300得以以多点扫描的方式被探测。

在另外可行的实施例中，所述扫描器件30可以被实施为电机加持反射镜的形式，通过转动反射镜的角度而实现扫描。

值得一提的是，在本发明中，所述扫描器件30的所述导光面31被以与经由所述导光器件23传导的激光传播路径相交，其中当所述扫描器件30被实施为棱柱镜时，所述棱柱镜的上下底面中心之间的连线与从所述第一端辐射至所述第二端的激光之间的夹角为0-180°。此外，所述六棱柱镜能够沿着所述六棱柱的上下底面中心之间连线为轴线转动。

优选地，在发明中，所述六棱柱镜形成的至少一个所述导光面31与所述六棱柱镜的上下底面之间非垂直。换句话说，所述六棱柱镜形成的所述导光面31与所述六棱柱镜的上下底面之间的夹角为一锐角。通过这样的方式，从而使得单个所述激光发射端10发射的激光在经过转动的所述六棱柱镜形成的所述导光面31之后，在垂直方向上形成多个激光点，从而增加垂直方向上激光点的密度，以实现对所述目标物300进行多点扫描，参考图6。

本领域技术人员能够理解的是，通过这样的设计，所述多点扫描激光雷达100能够在竖直方向上具有较高的分辨率。本领域技术人员能够理解的是，当所述多点扫描激光雷达100的所述激光发射端10的数量被实施为单个时，所述多点扫描激光雷达100依旧能够在垂直方向具有较高的分辨率。

优选地，所述六棱柱镜的每个所述导光面31与所述六棱柱镜的上下底面之间的夹角被实施为相同大小的锐角。通过这样的方式，经由所述扫描器件30被导向所述目标物300的点激光得以均匀地导向所述目标物300垂直方向上的不同部位，参考图5A和图5B。

更优选地，所述六棱柱镜的每个所述导光面31与所述六棱柱镜的上下底面之间的夹角被实施为大小不同的角度。也就是说，所述六棱柱镜并不是正六棱柱镜，使得扫描位置变得更丰富，从而提高扫描分辨率。

值得一提的是，在本实施例中，所述多点扫描激光雷达100对称地设有至少两个所述激光发射端10、两个所述光路传导机构20以及两个所述激光接收端40，其中两个所述激光发射端10、两个所述光路传导机构20以及两个所述激光接收端40共用一个所述扫描器件30，从而使所述多点扫描激光雷达100在分辨率上达到多个激光扫描雷达的分辨率要求时，还具有较小的体积。

所述激光接收端40包括一激光接收器和至少一激光接收镜头，其中所述激光接收镜头被布置在从所述光路传导机构20的所述第二端202向所述光路传导机构20的所述第一端201的辐射的激光传播路径上，以传导从所述光路传导机构20的所述第二端202向所述光路传导机构20的所述第一端201的辐射的激光至所述激光接收器。

值得一提的是，借助所述光路传导机构20，所述激光接收端40的所述激光接收镜头与所述激光发射端10的所述发射镜头12得以被实施为一体设置，也就是说，所述激光发射器11与所述激光接收器共用一镜头，进而减小所述多点扫描激光雷达100整体的体积。

参考图7A和图7B，其分别示出了所述多点扫描激光雷达100对所述目标物300进行探测时两个状态下的示意图。

参考图7A，所述多点扫描激光雷达100的两个所述激光发射端10辐射出的激光分别通过一个所述光路传导机构20后，分别从所述光路传导机构20的所述第一端201被传导至所述光路传导机构20的所述第二端202。从所述第一端201辐射的激光通过所述第二端202后，经由所述扫描器件30被导向所述目标物300。

由于所述扫描器件30的所述导光面31与经由所述光路传导机构20被导向所述扫描器件30的激光之间夹角随着所述扫描器件30的转动而逐渐地改变，因此，被所述光路传导机构20的所述激光整形器件22整形后的激光点经由所述扫描器件30的所述导光面31后，将在竖直方向上形成多个扫描点，以对所述目标物300的不同部位进行扫描。

值得一提的是，由于所述扫描器件30的转动速度较高，因此，所述扫描器件30的所述导光面31与经由所述光路传导机构20被导向所述扫描器件30的激光之间夹角的变化速率较大，相应地，被所述光路传导机构20的所述激光整形器件22整形后的激光点在经由所述扫描器件30的所述导光面31后，密集地被导向所述目标物300，以使得所述多点扫描激光雷达100在竖直方向能够通过多点扫描的方式，提高分辨率。

更值得一提的是，虽然所述多点扫描激光雷达100包括两个所述激光发射端10、两个所述激光接收端40和两个所述光路传导机构20。但由于所述多点扫描激光雷达100共用一个所述扫描器件30，因此，所述多点扫描激光雷达100无需增大所述扫描器件30的整体尺寸，也可以以单点扫描激光雷达的振动频率转动，却能够具有比单点扫描更高的分辨率。

参考8A和8B，在本发明的另一个实施例中，所述扫描器件30被实施为一二维MEMS。所述激光发射端10发生的激光通过所述光路传导机构20被导向所述扫描器件30后，激光将被所述扫描器件30导向所述目标物300。

也就是说，所述扫描器件30在本实施例中为两个分别的器件，分别地进行扫描操作，简化操作设定。当然，对于上述共用所述扫描器件30的实施例而言，也可以采用一个、两个或多个器件的操作形式。

值得一提的是，在本实施例中，被实施为二维MEMS的所述扫描器件30能够产生振动，以能够使得通过所述光路传导机构20被导向所述扫描器件30的激光与所述导光面31之间的夹角会发生不断地改变。由于被实施为二维MEMS的所述扫描器件30振动的频率较高，因此，单束激光通过所述光路传导机构20被导向所述扫描器件30的激光在经过所述扫描器件30的所述导光面31后将被导向所述目标物300上的不同部位，进而能够使所述多点扫描激光雷达100具有更高的分辨率。

优选地，在本实施例中，所述扫描器件30被实施为对称的二维MEMS，并且，所述多点扫描激光雷达100包括至少两个所述激光发射端10、两个所述光路传导机构20以及两个所述激光接收端40。被实施为二维MEMS的所述扫描器件30能够形成至少两个所述导光面31，其中当被实施为二维MEMS的所述扫描器件30在发生振动时，所述多点扫描激光雷达100中的一个所述激光发射端10发射的激光通过其中一个所述光路传导机构20后，被所述二维MEMS的一个所述导光面31导向所述目标物300的一部分，所述多点扫描激光雷达100中的另一个所述激光发射端10发射的激光通过另一个所述光路传导机构20后，被所述二维MEMS的另一个所述导光面31导向所述目标物300的另一部分。

同样值得一提的是，在本实施例中，所述多点扫描激光雷达100尽管包括至少两个所述激光发射端10、两个所述激光接收端20，但是，所述多点扫描激光雷达100由于能够共用一个所述扫描器件30，因此，所述多点扫描激光雷达100中的所述扫描器件30的整体体积在保持不变的情况下，所述多点扫描激光雷达还具有较高的分辨率。

参考图8B，被导向所述目标物300上的激光由于漫反射将被所述扫描器件30进一步导向所述光路传导机构20的所述第二端202。被导向所述光路传导机构20的所述第二端202的激光经由所述光路传导机构20的所述第一端201后，通过所述分光器件21，得以被导向所述激光接收端40。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一多点扫描激光雷达的探测方法，其中所述多点扫描激光雷达的探测方法包括步骤：S001：传导经由至少所述激光发射端10辐射的探测激光至所述扫描器件30的至少所述导光面31；S002：所述扫描器件30的所述导光面31以与所述激光发射端10发射的激光之间角度可变的方式，传导激光至至少一所述目标物300的不同部位；和S003：所述多点扫描激光雷达100的所述激光接收端40接收和分析经由所述目标物300漫反射的激光，以获取所述目标物300的物理信息，如所述目标物300的位置和移动的速率等。

值得一提的是，在本发明中，由于所述扫描器件30的所述导光面31以与所述激光发射端10发射的激光之间角度可变的方式，先后地传导激光至至少一所述目标物300的不同部位，因此，单个被传导至所述目标物300的激光点得以被先后地导向所述目标物300的不同部位，从而使得单个所述激光点能够对位于所述目标物垂直方向上的不同部位进行探测，进而提高所述多点扫描激光雷达的分辨率。

优选地，在本发明中，所述步骤S002中的所述扫描器件30被实施为一多棱柱，如六棱柱。并且所述多棱柱中的至少一个侧面与所述多棱柱的上下两个底面之间的夹角被实施为锐角。通过这样的设置方式，所述多点扫描激光雷达100在对所述目标物300进行探测时，所述多点扫描激光雷达100通过将单束激光先后导向所述目标物300的不同部位，以对所述目标物300进行多点扫描。

值得一提的是，在本发明中，在所述步骤S002之前，所述多点扫描激光雷达的探测方法的探测方法还包括步骤：S004：修整所述激光发射端10辐射的探测激光为点激光。

可以理解的是，在本发明中，通过所述激光整形器件22对所述激光发射端10辐射的激光进行整形，进而能够修整所述激光发射端10为点激光。

在所述步骤S001之前，所述多点扫描激光雷达的探测方法还包括步骤S005：通过所述光路传导机构20的所述第一端201，向所述光路传导机构20的所述第二端202，传导由所述激光发射端10发射的激光至所述扫描器件30的所述导光面31。此外，在所述步骤S003之前，所述多点扫描激光雷达的探测方法还包括步骤S006：所述光路传导机构20从所述第二端202向所述第一端201，传导经由所述目标物300漫反射的激光。

也就是说，在本发明中，所述多点扫描激光雷达的探测方法对至少一个所述目标物300进行探测时，所述激光发射端10发射的激光和所述激光接收端40接收的激光都是通过所述光路传导机构20实现的，因此，通过所述多点激光扫面雷达的探测方法对所述目标物300进行探测时，不仅能够保证所述多点扫描激光雷达的分辨率，而且还能够减少所述多点扫描激光雷达整体的体积。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (14)

1.一多点扫描激光雷达，其特征在于，包括：

至少一激光发射端，供发射激光；

一扫描器件，其中所述扫描器件形成至少一导光面，供传导激光至至少一目标物；

至少一光路传导机构，其中所述光路传导机构设置在所述激光发射端和所述扫描器件之间，其中所述扫描器件以所述导光面先后地传导激光至所述目标物不同部位的方式被设置在激光路径上，其中激光路径为激光经由所述光路传导机构传导至所述目标物的路径；以及

一激光接收端，其中所述激光接收端接收和分析经由所述目标物反射的激光。

2.根据权利要求1所述的多点扫描激光雷达，其中所述光路传导机构包括一分光器件、一激光整形器件以及一导光器件，其中所述分光器件形成所述光路传导机构的一第一端，其中所述导光器件形成所述光路传导机构的一第二端，其中所述分光器件被设置在由所述激光发射端发射的激光的传播路径上，以将从所述第一端射入的激光传导至所述激光整形器件和将从所述第二端射入的激光传导至所述激光接收端，其中所述激光整形器件被设置在所述激光发射端和所述扫描器件之间，以修整被所述分光器件传导激光为点激光，其中所述导光器件被设置在所述整形器件和所述扫描器件之间，以传导从所述第一端射入的激光至所述扫描器件和传导从所述扫描器件导入所述第二端的激光至所述第一端。

3.根据权利要求1或2所述的多点扫描激光雷达，其中所述扫描器件被实施为一可转动的多棱柱镜，其中所述棱柱镜以所述棱柱镜的上下底面的中心之前的连线为轴线转动，其中所述棱柱镜的上下底面中心之间的连线与从所述第一端辐射至所述第二端的激光之间的夹角为0-180°。

4.根据权利要求3所述的多点扫描激光雷达，其中所述扫描器件被实施为六棱柱镜。

5.根据权利要求4所述的多点扫描激光雷达，其中所述六棱柱镜的至少一个侧面与所述六棱柱镜的上下底面之间的夹角为锐角。

6.根据权利要求5所述的多点扫描激光雷达，其中所述多点扫描激光雷达包括至少两个所述激光发射端、至少两个所述光路传导机构和至少两个所述激光接收端，其中两个所述激光发射端、两个所述光路传导机构和至少两个所述激光接收端相对于所述扫描器件对称地设置。

7.根据权利要求1或2所述的多点扫描激光雷达，其中所述扫描器件被实施为一MEMS。

8.根据权利要求7所述的多点扫描激光雷达，其中所述扫描器件被实施为对称的二维MEMS。

9.根据权利要求1或2所述的多点扫描激光雷达，其中所述多点扫描激光雷达包括至少两个所述激光发射端、至少两个所述光路传导机构和至少两个所述激光接收端，其中两个所述激光发射端、两个所述光路传导机构和至少两个所述激光接收端相对于所述扫描器件对称地设置。

10.根据权利要求2所述的多点扫描激光雷达，其中所述激光整形器件被实施为透镜。

11.根据权利要求2所述的多点扫描激光雷达，其中所述导光器件包括光学镜片以及至少一波片。

12.一多点扫描激光雷达的探测方法，其特征在于，包括步骤：

S001：传导经由至少一激光发射端辐射的探测激光至一扫描器件的至少一导光面；

S002：以所述扫描器件的所述导光面以与所述激光发射端发射的激光之间角度可变的方式，传导激光至一目标物的不同部位；和

S003：接收和分析经由所述目标物漫反射的激光。

13.根据权利要求12所述的探测方法，其中在所述步骤S001之前，所述多点扫描激光雷达的探测方法的探测方法还包括步骤：

S004：修整所述激光发射端辐射的探测激光为点激光。

14.根据权利要求13所述的探测方法，其中在所述步骤S001之前，所述多点扫描激光雷达的探测方法还包括步骤S005：通过所述光路传导机构的所述第一端，向所述光路传导机构的所述第二端，传导由所述激光发射端发射的激光至所述扫描器件的所述导光面，其中在所述步骤S003之前，所述多点扫描激光雷达的探测方法还包括步骤S006：所述光路传导机构从所述第二端向所述第一端，传导经由所述目标物漫反射的激光。

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