CN111656215A - 激光雷达装置、驾驶辅助系统以及车辆 - Google Patents
激光雷达装置、驾驶辅助系统以及车辆 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111656215A CN111656215A CN201980009980.2A CN201980009980A CN111656215A CN 111656215 A CN111656215 A CN 111656215A CN 201980009980 A CN201980009980 A CN 201980009980A CN 111656215 A CN111656215 A CN 111656215A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- unit
- light sources
- scanning
- sources
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
- G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
- G01S7/4815—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone using multiple transmitters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4817—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
- G01S7/4972—Alignment of sensor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
扫描部(20)具有反射从投光部(10)入射的光的多个反射面,通过使反射面相对于预先设定的旋转轴旋转,从而使从投光部入射的光的出射方向沿着与旋转轴的轴向正交的主扫描方向变化。扫描部反射来自存在于反射被扫描的光的扫描的范围内的被检物的反射光,并将被反射的反射光引导至受光部(30)。此外,扫描部具有的多个反射面均与旋转轴的轴向平行地配置。另外,投光部具有的多个光源(11、12)被配置为从每个光源输出的光束的光轴的至少一个相对于基准面倾斜,该基准面是垂直于旋转轴的面。
Description
相关申请的交叉引用
本国际申请主张基于2018年1月24日向日本专利厅申请的日本专利申请第2018-009657号的优先权,并在本国际申请中通过参照引用日本专利申请第2018-009657号的全部内容。
技术领域
本公开涉及具备光偏转器件的激光雷达装置、利用激光雷达装置的驾驶辅助系统以及车辆。
背景技术
在激光雷达装置中,作为使光偏转来实现扫描的光偏转器件之一,而使用被旋转驱动的偏转镜。此外,激光雷达也被记载为LIDAR,是Light Detection and Ranging的缩写。换句话说,由于入射至旋转的偏转镜的光的入射角度根据偏转镜的旋转位置而变化,从而使光从偏转镜的出射角度在与偏转镜的旋转轴正交的面(以下,水平面)内变化。另外,在实现二维的扫描时,通过使用使偏转镜的反射面相对于旋转轴倾斜,且倾斜角度不同的多个偏转镜,从而在每个偏转镜中,使光从与水平面正交的面(以下,垂直面)内的偏转镜的出射角度变化。
但是,在使偏转镜倾斜的情况下,在包括激光的入射路径的垂直面内的偏转镜的倾斜角度根据光朝向旋转面内的偏转镜的入射角度而变化。因此,垂直面内的激光从偏转镜的出射角度根据偏转镜的旋转位置而变化。其结果,有时在成为扫描的对象的由沿着水平面的主扫描方向和沿着垂直面的副扫描方向表示的二维角度区域内产生未照射到光的缝隙,换句话说,不能检测到物体的死角。
与此相对,在下述专利文献1中提出了通过对偏转镜的反射面的形状下工夫,从而抑制由使偏转镜的反射面倾斜造成的激光的方位偏离的技术。
专利文献1:日本专利第6025014号公报
然而,公开者的详细的研究的结果发现在专利文献1所记载的以往技术中存在以下的课题。
即,在以往技术中,由于偏转镜的反射面的形状为非平面,所以设计以及制造的难易度提高。另外,由于偏转镜的反射面的形状不一样,所以需要正确地调整入射激光的位置。而且,在偏转镜的组装状态产生偏差的情况下,该影响呈现得较大,所以为了保证激光雷达装置的检测精度,需要频繁地进行再调整。
发明内容
本公开的一个方面在于提供以简单的结构容易地进行调整的激光雷达装置。
根据本公开的一个方式的激光雷达装置具备投光部、受光部以及扫描部。
投光部具有构成为分别输出光的多个光源。此外,此处所说的光源可以包括透镜、反射镜等光学部件。受光部接收从预先设定的方向到来的光。扫描部具有反射从投光部入射的光的多个反射面,通过使反射面相对于预先设定的旋转轴旋转,从而使从投光部入射的光的出射方向沿着与旋转轴的轴向正交的主扫描方向变化。并且,扫描部反射来自存在于反射被扫描的光的扫描的范围内的被检物的反射光,并将被反射的上述反射光引导至受光部。此外,扫描部具有的多个反射面均与旋转轴的轴向平行地配置。另外,投光部具有的多个光源被配置为从每个光源输出的光束的光轴的至少一个相对于垂直于旋转轴的面即基准面倾斜。
根据本公开的一个方式的驾驶辅助系统具备上述的激光雷达装置。
根据本公开的一个方式的车辆具备上述的激光雷达装置。
根据这样的结构,由于偏转面相对于旋转轴平行地配置,所以不管扫描部的旋转状态如何,都能够使包括光的入射路径和旋转轴的面内的反射面中的光的反射角度恒定。换句话说,不管光朝向主扫描方向的出射角度如何,都能够使光束朝向与主扫描方向正交的副扫描方向的出射角度恒定。其结果,能够抑制在二维的扫描区域内产生未照射到光束的死角。另外,根据本公开,不会使反射面的形状变得复杂,而能够以简单的结构实现上述的效果。
附图说明
图1是表示激光雷达装置的外观的立体图。
图2是表示收纳在激光雷达装置的壳体内的光检测模块的结构的立体图。
图3是除去使光检测模块的构成部件成为一体的框架的一部分来示出的光检测模块的主视图。
图4是除去激光雷达装置的壳体来示出的俯视图。
图5是表示镜模块的结构的说明图。
图6是表示光源的结构的说明图。
图7是表示受光元件的结构的说明图。
图8是表示投光时的光的路径、和投光折返反射镜相对于光的路径的配置的说明图。
图9是表示受光时的光束的路径的说明图。
图10是与光源以及受光元件的位置调整有关的说明图。
图11是表示从偏转镜出射的光束的照射范围的说明图。
图12是表示光源的发光区域与受光元件的受光区域的对应关系的说明图。
图13是表示光源的位置调整的具体例子的说明图。
图14是表示发光部的变形例的说明图。
图15是表示图14所示的变形例的情况下的光源的位置的说明图。
图16是表示光源的变形例的说明图。
图17是表示驾驶辅助系统的结构的框图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本公开的实施方式进行说明。
[1.结构]
图17所示的驾驶系统70被搭载在车辆60上加以使用,驾驶系统70具备激光雷达装置1、周边监视装置72以及辅助执行装置74。
激光雷达装置1例如被搭载在车辆60的车室内使用,经由挡风玻璃向车辆的周围投受光,用于存在于车辆的周围的各种物体的检测等。激光雷达也被记载为LIDAR。LIDAR是Light Detection and Ranging的缩写。激光雷达装置1的搭载位置并不限于车室内,也可以以露出在车外的方式安装于车体。
周边监视装置72基于激光雷达装置1中的检测结果来生成用于掌握车辆的周围的状况的周边监视信息。此外,在周边监视装置72中,除了激光雷达装置1之外,还可以使用从搭载在车辆上的相机、毫米波雷达以及声纳中的至少一个获得的检测结果,来生成周边监视信息。
辅助执行装置74通过使用由周边监视装置72生成的周边监视信息、以及从搭载在车辆上的各种传感器获取的表示车辆的状态以及举动中的至少一方的信息来控制车辆,从而实现各种驾驶辅助。作为要实现的驾驶辅助,例如包括车间距离控制(即,ACC:AutoCruise Control)、车道维持辅助(即,LKA:Lane Keeping Assist)、车道变更辅助(即,LaneChange Assist)、车道脱离警报、超车辅助、介入控制、自动制动以及自动驾驶等。
如图1所示,激光雷达装置1具备壳体100和光学窗200。
壳体100是形成为一个面被开口的长方体状的树脂制的箱体,收纳后述的光检测模块2。
光学窗200是以覆盖壳体100的开口部的方式被固定于壳体100并使从设置在壳体100的内部的光检测模块2照射的激光透过的树脂性的盖体。
以下,将沿着壳体100的大致具有长方形的开口部的长边方向的方向设为X轴向,将沿着开口部的短边方向的方向设为Y轴向,将与X-Y平面正交的方向设为Z轴向。此外,从壳体100的开口部侧观察时,定义X轴向的左右和Y轴向的上下。另外,对于Z轴向的前后,将壳体100的开口部侧定义为前,将纵深侧定义为后。
如图2~图4所示,光检测模块2具备投光部10、扫描部20以及受光部30。光检测模块2经由框架40被组装到壳体100。
[1-1.扫描部]
扫描部20具备反射镜模块21、隔板22以及电机23。
如图5所示,反射镜模块21具备两个偏转镜211、212和反射镜框架213。
两个偏转镜211、212均是具有反射光的反射面的平板状的部件。反射镜框架213具备圆板部213a和被固定部213b。圆板部213a是圆形且板状的部位,其圆的中心被固定于电机23的旋转轴。被固定部213b是在两面固定偏转镜211、212的板状的部分,其被直立设置在圆板部213a的圆形面上。
此外,两个偏转镜211、212以及被固定部213b均具有使长边方向的宽度不同的两个长方形成为一体的形状。具体而言,具有使两个长方形沿着短边方向的中心轴一致,并沿着该中心轴排列而成为一体的形状。以下,在反射镜模块21中,两个偏转镜211、212和被固定部213b成为一体的部分中,将长边方向较窄的长方形的部位称为窄幅部,将长边方向较宽的长方形的部位称为宽幅部。
经由反射镜框架213成为一体的两个偏转镜211、212以宽幅部向下,且中心轴的位置与圆板部213a的圆的中心一致的方式被直立设置于圆板部213a。由此,两个偏转镜211、212按照电机23的驱动进行以电机23的旋转轴为中心的旋转运动。另外,不管电机23的旋转位置如何,两个偏转镜211、212的反射面始终与电机23的旋转轴平行。
隔板22是具有与反射镜模块21的宽幅部的长边方向的宽度相同的直径的圆形且板状的部件。隔板22被分割成半圆状的两个部分,并在从两侧夹着反射镜模块21的窄幅部的状态、且与反射镜模块21的宽幅部和窄幅部的台阶部分抵接的状态下被固定。
以下,两个偏转镜211、212中,将比隔板22更靠上侧的部分,即窄幅部侧的部位称为投光偏转部20a,将比隔板22更靠下侧的部分,即宽幅部侧的部位称为受光偏转部20b。
[1-2.发光部]
如图2~图4所示,投光部10具备两个光源11、12。投光部10也可以具备两个投光透镜13、14、和投光折返反射镜15。
由于光源11、12具有相同的结构,所以此处仅对光源11的结构进行说明。如图6所示,光源11是具有多个发光区域A1、A2的、所谓的多条纹半导体激光器。发光区域A1、A2具有在其排列方向上较长的长方形,将沿着排列方向的区域宽度设为L,将发光区域A1、A2间的区域间隔设为S,被设定为满足L≥S。从各发光区域A1、A2照射彼此的光轴平行的光束。从这些发光区域A1、A2照射的光束是投光光束。
以下,在投光偏转部20a中,将入射来自两个光源11、12的光束的点称为反射点。另外,将与旋转轴正交并包括反射点的面称为基准面。
返回到图2~图4,光源11以使发光面朝向投光偏转部20a的状态被配置于从反射点沿着X轴远离左侧的位置。光源12以使发光面朝向Z轴的前侧的状态被配置于从由反射点到光源11的路径的中心附近的折返点沿着Z轴远离后侧的位置。但是,对于两个光源11、12的Y轴向的位置而言,光源11被设定为比基准面低的位置,光源12被配置在比基准面高的位置。另外,光源11、12均被配置为发光区域A1、A2的排列方向与Y轴向一致。
投光透镜13是与光源11的发光面对置配置的透镜。同样地,投光透镜14是与光源12的发光面对置配置的透镜。此外,光源11、12被配置在投光透镜13、14的焦点附近。这些投光透镜13、14是使光束的直径以及行进方向中的至少一方光学地变化的调整元件的一个例子。
投光折返反射镜15被配置在上述的折返点,并且被配置为反射从光源12输出并透过投光透镜14的光而引导至反射点。另外,如图8所示,投光折返反射镜15以不会遮挡从光源11输出并透过投光透镜13朝向反射点的光的路径的方式被配置在比该路径更靠上侧。另外,从光源11到反射点的光的路径和从光源12经由投光折返反射镜15到达反射点的光的路径被设定为相同的长度。此外,光源11被设定为光轴相对于基准面向上倾斜1~2°,光源12被设定为光轴相对于基准面向下倾斜1~2°。换句话说,光源11、12的光轴朝向与基准面对称的方向。该角度并不限定于1~2°,根据在副扫描方向上的所需的光束出射角度被适当地设定。投光折返反射镜15相当于光学元件。
[1-3.受光部]
受光部30具备受光元件31。受光部30也可以具备受光透镜32和受光折返反射镜33。
如图7所示,受光元件31具有APD阵列311和透镜阵列312。APD阵列311的12个APD配置成一列。APD是雪崩光电二极管。透镜阵列312是与属于APD阵列311的各APD对置配置的12个透镜,缩减入射至受光元件31的光,以入射至各APD。
如图3以及图9所示,受光元件31被配置在受光折返反射镜33的下部,使得受光面朝向沿着Y轴的上侧、且APD阵列311中的APD的排列方向与X轴向一致。在图3中,为了容易观察各部的配置,而省略框架40的一部分。
受光折返反射镜33相对于受光偏转部20b沿着X轴被配置在左侧,并配置为使光的路径朝向Y轴向的下侧弯曲大致90°,使得从受光偏转部20b经由受光透镜32入射的光到达受光元件31。
受光透镜32是被配置在受光偏转部20b与受光折返反射镜33之间的透镜。受光透镜32缩小光圈,使得入射至受光元件31的光束的沿着Z轴向的光束宽度成为APD的元件宽度程度。
[1-4.框架]
框架40是用于通过将投光部10、扫描部20以及受光部30具有的各部件组装成一体而在确定出这些部件的配置的状态下组装到壳体100内的部件。
如图2~图4所示,框架40具有框架下部41、框架侧面部42、框架背面部43以及分隔部44。
在框架下部41从其下侧安装组装有受光元件31的受光基板51、以及组装有扫描部20的电机基板52。因此,在框架下部41中,在成为从受光折返反射镜33到受光元件31的光的路径的部位、以及配置扫描部20的电机23的部位设置孔。
在框架侧面部42中,将与扫描部20对置的一侧的面设为表面,在该表面突出设置圆筒状的支架421。在支架421的表面侧端(即,X轴向的右侧端)组装投光透镜13,以封闭该开口部。另外,在框架侧面部42的里面安装组装有光源11的发光基板53。如果在框架侧面部42安装发光基板53,则光源11位于支架421的里面侧端(即,X轴向的左侧端)。
在框架背面部43中,与框架侧面部42同样地突出设置支架431,在支架431的表面侧端(即,Z轴向的前侧端)组装投光透镜14。另外,在框架背面部43的里面安装组装有光源12的发光基板54。如果在框架背面部43安装发光基板54,则光源12位于支架431的里面侧端(即,Z轴向的后侧端)。
分隔部44被设置在对配置有属于投光部10的各部件的空间、和配置属于受光部30的各部件的空间进行分隔的位置。在分隔部44组装投光折返反射镜15、受光折返反射镜33以及受光透镜32。
此外,受光基板51以及两个发光基板53、54分别通过螺丝固定安装于框架40。换句话说,构成为通过利用螺丝调整受光基板51的安装位置以及角度中的至少一方,从而能够三维地微调受光元件31的安装位置以及角度中的至少一方。同样地,构成为通过利用螺丝调整两个发光基板53、54的安装位置以及角度中的至少一方,从而能够三维地微调两个光源11、12的安装位置以及角度中的至少一方。
此处,支架421与框架侧面部42一体地设置,但也可以与发光基板53一体地设置。同样地,支架431与框架背面部43一体地设置,但也可以与发光基板54一体地设置。
[2.控制]
控制部60例如被组装到壳体100。控制部60与扫描部20的反射镜模块21的旋转同步地控制光源11、12的发光定时。具体而言,进行控制,使得来自光源11的光束入射至偏转镜211,来自光源12的光束入射至偏转镜212。
[3.动作]
如图8所示,从光源11输出的光经由投光透镜13入射至投光偏转部20a的反射点P。另外,从光源12输出的光透过投光透镜14,然后由投光折返反射镜15使行进方向大致弯曲90°,并入射至投光偏转部20a的反射点P。但是,在光源11和光源12中使用投光偏转部20a的不同的面。入射到反射点P的光朝向与反射镜模块21的旋转位置对应的方向出射。
如图9所示,来自位于与反射镜模块21的旋转位置对应的规定方向上的被检物的反射光被受光偏转部20b反射,并经由受光透镜32和受光折返反射镜33由受光元件31接收。与反射镜模块21的旋转位置对应的规定方向是指光从投光偏转部20a的出射方向。被检物是成为激光雷达装置1的检测对象的各种物标。
换句话说,在激光雷达装置1中,通过反射镜模块21的旋转以机械的方式实现沿着X轴向的水平方向的扫描(以下,主扫描)。另外,通过在垂直方向上排列的输出四个光束的光源11、12、和接受光束的APD阵列311以电子的方式实现沿着Y轴向的垂直方向的扫描(以下,副扫描)
[4.光源以及受光元件的位置调整]
如图8~图10所示,光源11、12被配置为到投光偏转部20a的反射点P的光路长度相等,且在反射点P处彼此的光轴交叉。另外,受光元件31被配置在受光透镜32的焦点附近。
此处,将基于光源11的发光区域A1、A2的光束设为B11、B12,将基于光源12的发光区域A1、A2的光束设为B21、B22。如图11所示,对于从投光偏转部20a的反射点P放射的光束,在Y-Z面中,基于光源12的一个光束B21位于在基于光源11的两个光束B11、B12之间。另外,基于光源11的一个光束B12位于基于光源12的两个光束B21、B22之间。并且,微调光源11、12的位置,使得各光束B11、B21、B12、B22之间能够没有缝隙。
另外,如图12所示,在受光元件31的APD阵列311上,来自被各光束B11、B21、B12、B22照射到的被检物的反射光(以下,受光光束)照射至各APD的Z轴向的中心。而且,进行微调使得向分别不同的每3个元件照射受光光束。
此外,由于投光偏转部20a的反射面与反射镜模块21的旋转轴平行,所以包括光朝向投光偏转部20a的入射路径的垂直平面中的反射面的倾斜角度根据反射镜模块21的旋转位置不变化。此处的垂直平面是指沿着Y轴的平面。换句话说,如图11的图表所示,不管从投光偏转部20a出射的光朝向作为主扫描方向的X轴向的出射角度(即,水平角度)如何,朝向作为副扫描方向的Y轴向的出射角度(即,垂直角度)都是恒定的。换句话说,在二维地设定的扫描范围内,无缝隙地照射光束。
此处,图13例示微调前以及微调后的受光元件31与受光光束的关系。通过调整光源11,从而基于光束B11、B12的受光光束的照射位置一体地变化。同样地,通过调整光源12的位置,从而基于光束B21、B22的受光光束的照射位置一体地变化。并且,由于分别入射至不同的偏转镜211、212,所以基于光源11的受光光束的位置、和基于光源12的受光光束的位置能够分别独立地调整。另外,也可以调整受光元件31的位置,使得光源11、12的位置调整量尽可能少,或者使得仅光源11、12的任意一方进行位置调整即可。
[5.效果]
根据以上详述的激光雷达装置1,起到以下的效果。
(5a)在激光雷达装置1中,形成扫描部20具有的多个反射面的偏转镜211、212均与电机23的旋转轴的轴向平行地配置。因此,根据激光雷达装置1,不管主扫描方向上的光的出射角度(即,水平角度)如何,都能够使副扫描方向上的光的出射角度(即,垂直角度)恒定,并能够在二维地设定的扫描范围内无缝隙地照射光。
另外,在激光雷达装置1中,由于光朝向副扫描方向的出射角度根据光朝向投光偏转部20a的入射位置不变化,所以与以往技术相比较,能够更简单地进行光相对于投光偏转部20a的入射位置的控制。
(5b)在激光雷达装置1中,投光部10具有的多个光源11、12被配置为各光源11、12的光轴均相对于基准面倾斜。并且,使用投光折返反射镜15使从光源12到投光偏转部20a的路径弯曲。因此,在激光雷达装置1中,能够将光源11、12配置为Y轴向的位置重叠,并能够使Y轴向的装置尺寸小型化。
(5c)在激光雷达装置1中,进行控制使得多个光源11、12分别使用不同的偏转镜211、212来进行投光和受光。因此,根据激光雷达装置1,即使在偏转镜211、212的反射面由于制造误差等而相对于电机23的旋转轴倾斜的情况下,也能够在每个光源11、12中,彼此不会受到另一个的光源的影响而独立调整受光元件31与受光光束的关系。其结果,能够容易地进行调整作业。
(5d)由于激光雷达装置1比以往小型,并且各种调整更简单,所以搭载性增加,其结果,驾驶辅助系统70或车辆60整体也小型化,能够实现结构的简单化。
[6.其它实施方式]
以上,对本公开的实施方式进行了说明,但本公开并不限定于上述的实施方式,能够进行各种变形来实施。
(6a)在上述实施方式中,光源11、12的Y轴向的位置设定为从光源11到反射点P的光的路径不会被投光折返反射镜15遮挡,但本公开并不限于此。例如,如图14所示,也可以设置偏振光分束器16,来代替投光折返反射镜15。该情况下,使光源11和光源12输出的光的偏振光方向相差90°,偏振光分束器16配置为使来自光源11的光透过,而反射来自光源12的光。由此,能够将偏振光分束器16设置在从光源11到反射点P的光的路径中。换句话说,如图15所示,由于能够使光源11、12的Y轴向的位置大致相同,所以能够使Y轴向的装置尺寸进一步小型化。
此外,也可以从光源11、12输出具有相同的偏振光方向的光,并使任意一方的光根据波长板等变化。偏振光分束器16是光学元件的一个例子。
(6b)在上述实施方式中,示出光源为两个的情况,但光源的数量并不限于此。该情况下,也可以将各光源中的发光区域宽度设为L,将区域间的缝隙即发光区域的配置间隔设为S,将光源的数量设为M,并设定为满足(M-1)×L≥S。
(6c)在上述实施方式中,作为光源11、12,而使用具有两个发光区域A1、A2的多条纹半导体激光器,但本公开并不限于此。例如,如图16所示,也可以使用具有三个发光区域的多条纹半导体激光器。该情况下,也可以与上述实施方式同样地,将发光区域宽度设为L,将区域间的缝隙设为S,并设定为满足L≥S。但是,为了防止由制造误差造成的缝隙产生,可以在一定程度上确保L-S的大小。
(6d)在上述实施方式中,光源11、12被设定为彼此的光轴交叉,但反之也可以设定为彼此的光轴分离。
(6e)在上述实施方式中,扫描部20具有两个偏转镜211、212,但也可以具有三个以上的偏转镜。另外,在上述实施方式中,在同一偏转镜上设置投光偏转部20a和受光偏转部20b,但投光偏转部20a和受光偏转部20b也可以使用不同的偏转镜。
(6f)可以通过多个构成要素来实现上述实施方式中的一个构成要素具有的多个功能,或通过多个构成要素来实现一个构成要素具有的一个功能。另外,也可以通过一个构成要素来实现多个构成要素具有的多个功能,或通过一个构成要素来实现通过多个构成要素实现的一个功能。另外,也可以省略上述实施方式的结构的一部分。另外,也可以对其它上述实施方式的结构附加或者置换上述实施方式的构成的至少一部分。
Claims (13)
1.一种激光雷达装置,具备:
投光部(10),具有多个光源(11、12),多个上述光源构成为分别输出光;
受光部(30),构成为接收从预先设定的方向到来的光;以及
扫描部(20),构成为具有反射从上述投光部入射的光的多个反射面,通过使上述反射面相对于预先设定的旋转轴旋转,从而使从上述投光部入射的光的出射方向沿着与上述旋转轴的轴向正交的主扫描方向变化,并且反射来自存在于扫描范围内的被检物的反射光,并将被反射的上述反射光引导至上述受光部,
上述扫描部具有的多个上述反射面均与上述旋转轴的轴向平行地配置,
上述投光部具有的多个上述光源被配置为从每个光源输出的光束的光轴的至少一个相对于基准面倾斜,上述基准面是垂直于上述旋转轴的面。
2.根据权利要求1所述的激光雷达装置,其中,
上述激光雷达装置还具备控制部(60),上述控制部构成为与上述扫描部的旋转同步地进行使多个上述光源发光的控制,以使从多个上述光源分别输出的光入射至多个上述反射面中针对每个上述光源预先设定的任意一个反射面。
3.根据权利要求1或2所述的激光雷达装置,其中,
在多个上述反射面分别设置有投光偏转部和受光偏转部,其中上述投光偏转部被入射来自上述投光部的光,上述受光偏转部被入射来自上述被检物的反射光。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的激光雷达装置,其中,
从多个上述光源中的每个光源输出的多条光束亦即投光光束的各光轴被设定为相对于上述基准面以相互不同的角度倾斜。
5.根据权利要求4所述的激光雷达装置,其中,
多条上述投光光束的各光轴被设定为相互交叉。
6.根据权利要求4或5所述的激光雷达装置,其中,
多条上述投光光束的各光轴被设定为示出对称的方向。
7.根据权利要求4~6中的任一项所述的激光雷达装置,其中,
上述投光部在多个上述光源与上述扫描部之间还具备一个以上的光学元件(15),上述光学元件构成为反射从上述光源输出的光以使路径变化。
8.根据权利要求4~6中的任一项所述的激光雷达装置,其中,
多个上述光源构成为照射各自具有不同的偏振光方向的光,
上述投光部在多个上述光源与上述扫描部之间还具备一个以上的光学元件(16),上述光学元件构成为使具有特定的偏振光方向的光透过,或者反射具有特定的偏振光方向的光。
9.根据权利要求1~8中的任一项所述的激光雷达装置,其中,
多个上述光源被配置为上述旋转轴的轴向的位置相互不同。
10.根据权利要求1~9中的任一项所述的激光雷达装置,其中,
上述投光部还具备调整元件(13、14),上述调整元件被设置于多个上述光源的每个光源,并且构成为使从上述光源输出的光透过,根据相对于上述光源的位置光学地变化上述光束的直径以及行进方向中的至少一个。
11.根据权利要求1~10中的任一项所述的激光雷达装置,其中,
使用具有沿着预先设定的排列方向排成一列的多个发光区域的半导体激光器作为上述光源,将上述光源的数量设为M,将上述发光区域的上述排列方向的宽度设为L,将上述发光区域的配置间隔设为S,上述发光区域被配置为满足(M-1)×L≥S,
被设定为基于多个上述光源中关注的一个光源具有的多个上述发光区域的多条光束间的缝隙被从其它光源具有的多个上述发光区域输出的多条光束覆盖。
12.一种驾驶辅助系统,上述驾驶辅助系统使用激光雷达装置,
上述激光雷达装置具备:
投光部(10),具有多个光源(11、12),多个上述光源构成为分别输出光;
受光部(30),构成为接收从预先设定的方向到来的光;以及
扫描部(20),构成为具有反射从上述投光部入射的光的多个反射面,通过使上述反射面相对于预先设定的旋转轴旋转,从而使从上述投光部入射的光的出射方向沿着与上述旋转轴的轴向正交的主扫描方向变化,并且反射来自存在于扫描范围内的被检物的反射光,并将被反射的上述反射光引导至上述受光部,
上述扫描部具有的多个上述反射面均与上述旋转轴的轴向平行地配置,
上述投光部具有的多个上述光源被配置为从每个光源输出的光束的光轴的至少一个相对于基准面倾斜,上述基准面是垂直于上述旋转轴的面。
13.一种车辆,上述车辆搭载了激光雷达装置,
上述激光雷达装置具备:
投光部(10),具有多个光源(11、12),多个上述光源构成为分别输出光;
受光部(30),构成为接收从预先设定的方向到来的光;以及
扫描部(20),构成为具有反射从上述投光部入射的光的多个反射面,通过使上述反射面相对于预先设定的旋转轴旋转,从而使从上述投光部入射的光的出射方向沿着与上述旋转轴的轴向正交的主扫描方向变化,并且反射来自存在于扫描范围内的被检物的反射光,并将被反射的上述反射光引导至上述受光部,
上述扫描部具有的多个上述反射面均与上述旋转轴的轴向平行地配置,
上述投光部具有的多个上述光源被配置为从每个光源输出的光束的光轴的至少一个相对于基准面倾斜,上述基准面是垂直于上述旋转轴的面。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018-009657 | 2018-01-24 | ||
JP2018009657A JP7043848B2 (ja) | 2018-01-24 | 2018-01-24 | ライダー装置 |
PCT/JP2019/002096 WO2019146647A1 (ja) | 2018-01-24 | 2019-01-23 | ライダー装置、運転支援システム、及び車両 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111656215A true CN111656215A (zh) | 2020-09-11 |
CN111656215B CN111656215B (zh) | 2023-10-24 |
Family
ID=67395632
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201980009980.2A Active CN111656215B (zh) | 2018-01-24 | 2019-01-23 | 激光雷达装置、驾驶辅助系统以及车辆 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11874400B2 (zh) |
JP (1) | JP7043848B2 (zh) |
CN (1) | CN111656215B (zh) |
DE (1) | DE112019000517T5 (zh) |
WO (1) | WO2019146647A1 (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113391290A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-09-14 | 宁波傲视智绘光电科技有限公司 | 一种激光雷达旋转反射装置及激光雷达 |
CN113567956A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-10-29 | 华为技术有限公司 | 一种探测装置及其控制方法 |
CN116068530A (zh) * | 2023-04-06 | 2023-05-05 | 陕西韦诺网络科技有限公司 | 一种激光雷达转台 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7155526B2 (ja) * | 2018-01-24 | 2022-10-19 | 株式会社デンソー | ライダー装置 |
CN110231609B (zh) * | 2019-08-07 | 2022-09-13 | 深圳市速腾聚创科技有限公司 | 激光雷达 |
WO2021045001A1 (ja) * | 2019-09-03 | 2021-03-11 | 株式会社デンソー | 光測距装置 |
KR102656294B1 (ko) * | 2020-06-23 | 2024-04-19 | 주식회사 라이드로 | 라이다 장치 |
JP2022139268A (ja) * | 2021-03-11 | 2022-09-26 | 株式会社デンソー | 光検出装置 |
CN115166695B (zh) * | 2022-09-06 | 2022-12-23 | 深圳力策科技有限公司 | 高安全性激光雷达扫描装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102736075A (zh) * | 2011-03-31 | 2012-10-17 | 电装波动株式会社 | 激光雷达装置 |
JP2014235075A (ja) * | 2013-06-03 | 2014-12-15 | 株式会社リコー | 投射光学系、物体検出装置 |
US9086273B1 (en) * | 2013-03-08 | 2015-07-21 | Google Inc. | Microrod compression of laser beam in combination with transmit lens |
US20160274223A1 (en) * | 2015-03-18 | 2016-09-22 | Shigeaki Imai | Object detecting device, sensing device, and mobile object device |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5253033A (en) * | 1990-12-03 | 1993-10-12 | Raytheon Company | Laser radar system with phased-array beam steerer |
US5793491A (en) * | 1992-12-30 | 1998-08-11 | Schwartz Electro-Optics, Inc. | Intelligent vehicle highway system multi-lane sensor and method |
JP3446466B2 (ja) * | 1996-04-04 | 2003-09-16 | 株式会社デンソー | 車間距離制御装置用の反射測定装置及びこれを利用した車間距離制御装置 |
JP2000147124A (ja) * | 1998-11-12 | 2000-05-26 | Denso Corp | 車載レーダ装置 |
JP5366476B2 (ja) * | 2008-08-21 | 2013-12-11 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 視覚装置 |
JP5729358B2 (ja) * | 2011-09-22 | 2015-06-03 | 株式会社リコー | 光ビームスキャナ及びレーザレーダユニット |
JP6025014B2 (ja) | 2012-02-22 | 2016-11-16 | 株式会社リコー | 距離測定装置 |
US9239959B1 (en) * | 2013-04-08 | 2016-01-19 | Lockheed Martin Corporation | Multi-resolution, wide field-of-view, unmanned ground vehicle navigation sensor |
KR20150027543A (ko) * | 2013-09-04 | 2015-03-12 | 현대모비스 주식회사 | 라이다 센서 시스템 |
JP6465382B2 (ja) * | 2014-10-02 | 2019-02-06 | 株式会社リコー | 物体検出装置及びセンシング装置 |
US9970955B1 (en) * | 2015-05-26 | 2018-05-15 | Verily Life Sciences Llc | Methods for depth estimation in laser speckle imaging |
DE102016114995A1 (de) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | Triple-In Holding Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Aufnahme von Entfernungsbildern |
JP6819098B2 (ja) * | 2016-07-01 | 2021-01-27 | 株式会社リコー | 物体検出装置、センシング装置及び移動体装置 |
-
2018
- 2018-01-24 JP JP2018009657A patent/JP7043848B2/ja active Active
-
2019
- 2019-01-23 WO PCT/JP2019/002096 patent/WO2019146647A1/ja active Application Filing
- 2019-01-23 CN CN201980009980.2A patent/CN111656215B/zh active Active
- 2019-01-23 DE DE112019000517.0T patent/DE112019000517T5/de active Pending
-
2020
- 2020-07-22 US US16/936,391 patent/US11874400B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102736075A (zh) * | 2011-03-31 | 2012-10-17 | 电装波动株式会社 | 激光雷达装置 |
US9086273B1 (en) * | 2013-03-08 | 2015-07-21 | Google Inc. | Microrod compression of laser beam in combination with transmit lens |
JP2014235075A (ja) * | 2013-06-03 | 2014-12-15 | 株式会社リコー | 投射光学系、物体検出装置 |
US20160274223A1 (en) * | 2015-03-18 | 2016-09-22 | Shigeaki Imai | Object detecting device, sensing device, and mobile object device |
JP2016176721A (ja) * | 2015-03-18 | 2016-10-06 | 株式会社リコー | 物体検出装置、センシング装置、及び移動体装置 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113567956A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-10-29 | 华为技术有限公司 | 一种探测装置及其控制方法 |
WO2022213814A1 (zh) * | 2021-04-09 | 2022-10-13 | 华为技术有限公司 | 一种探测装置及其控制方法 |
CN113391290A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-09-14 | 宁波傲视智绘光电科技有限公司 | 一种激光雷达旋转反射装置及激光雷达 |
CN116068530A (zh) * | 2023-04-06 | 2023-05-05 | 陕西韦诺网络科技有限公司 | 一种激光雷达转台 |
CN116068530B (zh) * | 2023-04-06 | 2023-06-16 | 陕西韦诺网络科技有限公司 | 一种激光雷达转台 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111656215B (zh) | 2023-10-24 |
DE112019000517T5 (de) | 2020-10-08 |
JP2019128232A (ja) | 2019-08-01 |
WO2019146647A1 (ja) | 2019-08-01 |
JP7043848B2 (ja) | 2022-03-30 |
US11874400B2 (en) | 2024-01-16 |
US20200355805A1 (en) | 2020-11-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111656215B (zh) | 激光雷达装置、驾驶辅助系统以及车辆 | |
US10859677B2 (en) | Laser scanner for motor vehicles | |
US9285266B2 (en) | Object detector including a light source with light emitting region of a first size in a first direction and a second size in a second direction | |
US20180267148A1 (en) | Lidar sensor | |
KR102210101B1 (ko) | 광학계 모듈 및 그를 갖는 스캐닝 라이다 | |
CN111670377B (zh) | 激光雷达装置 | |
KR20170135415A (ko) | 송수광 단일렌즈 광학계 구조를 가지는 스캐닝 라이다 | |
KR101884781B1 (ko) | 3차원 스캐닝 시스템 | |
US10802115B2 (en) | Light projecting and receiving device, and laser radar device provided with same | |
JP2018005183A (ja) | 光走査装置、物体検知装置および距離検知装置 | |
US20220099833A1 (en) | Distance measurement device | |
KR102013165B1 (ko) | 회전형 스캐닝 라이다 | |
CN111656214B (zh) | 光学雷达装置 | |
KR101744610B1 (ko) | 3차원 스캐닝 시스템 | |
JP7155526B2 (ja) | ライダー装置 | |
CN111630408B (zh) | 激光雷达装置 | |
JP7151630B2 (ja) | 測距装置 | |
WO2024084859A1 (ja) | 光学センサ、受光モジュール | |
WO2023286114A1 (ja) | 測距装置 | |
JP7159983B2 (ja) | 測距装置 | |
JP2023128023A (ja) | 測距装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |