CN113126059A - 一种激光雷达 - Google Patents

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疏达
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Abstract

本申请涉及激光雷达领域，尤其涉及一种雷达光学系统。本申请一种激光雷达，包括：第一发射单元、第二发射单元、第一接收单元、第二接收单元、光学单元，所述的第一发射单元、第二发射单元出射光波长不同，第一发射单元出射光、第二发射单元出射光经光学单元后合束照射到目标上，目标返回光经光学单元分束后，分别进入第一接收单元、第二接收单元。本申请采用光学单元，将两束不同波长的出射光合束，因为出射光波长不同，所以帧频和角分辨率也不同，两束出射光合束同时提升了激光雷达的角分辨率和帧频。同时两束出射光在光学单元合束前光路不同，不会产生相互之间的光干扰。

Description

一种激光雷达
技术领域
本发明涉及激光雷达领域，尤其涉及一种激光雷达。
背景技术
现有的扫描激光雷达所采用的测距模块多数都是单光束发射和接收。单光束测距模块配合扫描机构实现水平和垂直方向指定角度的扫描探测。但受限于扫描机构转速等问题，激光雷达的帧频，角分辨率偏低，且难以同时对帧频、角分辨率进行提高。
发明内容
本发明的目的在于提出一种激光雷达，采用两种波长的出射光，将其中一出射光光束倾斜，再将两束光合束后输出，来同时提升扫描激光雷达的角分辨率和帧频。
为达此目的，本发明实施例采用以下技术方案：
一方面，一种激光雷达，包括：第一发射单元、第二发射单元、第一接收单元、第二接收单元、光学单元，所述的第一发射单元、第二发射单元出射光波长不同，第一发射单元出射光、第二发射单元出射光经光学单元后合束照射到目标上，目标返回光经光学单元分束后，分别进入第一接收单元、第二接收单元。
在一种可能的实现方式中，所述的光学单元包括带孔反射镜、反射镜、分光棱镜、光楔，所述的第一发射单元出射光经带孔反射镜的小孔、反射镜、分光棱镜照射到目标上，目标返回光经分光棱镜、反射镜、带孔反射镜进入第一接收单元，所述的第二发射单元出射光经带孔反射镜的小孔、光楔、分光棱镜照射到目标上，目标返回光经分光棱镜、光楔、带孔反射镜进入第二接收单元，第一发射单元出射光、第二发射单元出射光在分光棱镜合束。
在一种可能的实现方式中，所述的分光棱镜具有一分光面，所述的第一发射单元出射光经分光面透射，第二发射单元出射光经分光面反射，第一发射单元出射光、第二发射单元出射光在分光面上合束。
在一种可能的实现方式中，所述的第一发射单元出射光经反射镜反射到分光棱镜后，再经分光棱镜的分光面透射，透射率为95—100%。
在一种可能的实现方式中，所述的第二发射单元出射光经光楔后照射到分光棱镜后，再经分光棱镜的分光面反射，反射率为95—100%。
在一种可能的实现方式中，所述的光楔用于将第二发射单元出射光偏转0—20°。
在一种可能的实现方式中，所述的光楔用于将第二发射单元出射光偏转0—10°。
在一种可能的实现方式中，所述的第一发射单元出射光波长为800-950，所述的第二发射单元出射光波长为1200—1600。
在一种可能的实现方式中，所述的第一发射单元出射光波长为900—950；所述的第二发射单元出射光波长为1450—1550。
在一种可能的实现方式中，所述的第一发射单元出射光、第二发射单元出射光为准直激光，所述的第一接收单元、第二接收单元为光电传感器。
本申请采用光学单元，将两束不同波长的出射光合束，因为出射光波长不同，所以帧频和角分辨率也不同，两束出射光合束同时提升了激光雷达的角分辨率和帧频。同时两束出射光在光学单元合束前光路不同，不会产生相互之间的光干扰。
附图说明
图1是本发明工作原理示意图。
图中：1、第一发射单元；2、第二发射单元；3、第一接收单元；4、第二接收单元；5、目标；6、带孔反射镜；7、反射镜；8、分光棱镜；9、光楔；10、分光面。
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发明的技术方案。
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发明。
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、系统、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。
本发明实施例
如图1所示，一种激光雷达，包括：第一发射单元1、第二发射单元2、第一接收单元3、第二接收单元4、光学单元，所述的第一发射单元1、第二发射单元2出射光波长不同，第一发射单元出射光、第二发射单元出射光经光学单元后合束照射到目标5上，目标返回光经光学单元分束后，分别进入第一接收单元3、第二接收单元4。
本申请采用光学单元，将两束不同波长的出射光合束，因为出射光波长不同，所以帧频和角分辨率也不同，两束出射光合束同时提升了激光雷达的角分辨率和帧频。同时两束出射光在光学单元合束前光路不同，不会产生相互之间的光干扰。
所述的光学单元包括带孔反射镜6、反射镜7、分光棱镜8、光楔9，所述的第一发射单元出射光经带孔反射镜6的小孔、反射镜7、分光棱镜8照射到目标5上，目标返回光经分光棱镜8、反射镜7、带孔反射镜6进入第一接收单元3，所述的第二发射单元出射光经带孔反射镜6的小孔、光楔9、分光棱镜8照射到目标5上，目标返回光经分光棱镜8、光楔9、带孔反射镜6进入第二接收单元4，第一发射单元1出射光、第二发射单元出射光在分光棱镜8合束。
第一发射单元出射光经带孔反射镜6的小孔、反射镜7、分光棱镜8照射到目标5上，第二发射单元出射光经带孔反射镜6的小孔、光楔9、分光棱镜8照射到目标5上，第一发射单元1、第二发射单元2的出射光在分光棱镜8合束。在第一发射单元1、第二发射单元2的出射光在分光棱镜8合束前，第一发射单元1、第二发射单元2的出射光光路不同，经过的光学元件不同，本领域技术人员可以根据第一发射单元出射光、第二发射单元出射光的波长，选择对该波长出射光透过率高的光学元件，这样就能保证每束出射光的高透过率，减少能量损耗。
所述的分光棱镜8具有一分光面10，所述的第一发射单元出射光经分光面10透射，第二发射单元出射光经分光面10反射，第一发射单元出射光、第二发射单元出射光在分光面10上合束。
所述的分光棱镜8为一对高精度直角棱镜胶合而成，在胶合面上镀有半透半反膜，形成一分光面10，所述的分光面10将第一发射单元出射光透射，将第二发射单元出射光反射，通过调整光学单元，使得第一发射单元出射光、第二发射单元出射光在分光面10上合束，之后照射到目标5上。
所述的第一发射单元出射光经反射镜7反射到分光棱镜8后，再经分光棱镜8的分光面10透射，透射率为95—100%。
所述的第二发射单元出射光经光楔9后照射到分光棱镜8后，再经分光棱镜8的分光面10反射，反射率为95—100%。
分光面10选择对第一发射单元出射光透射率高同时对第二发射单元出射光反射率高的半透半反膜。
所述的光楔9用于将第二发射单元出射光偏转0—20°。
所述的光楔9用于偏转第二发射单元出射光，使得第二发射单元出射光能够在分光面10上与第一发射单元出射光合束。
所述的光楔9用于将第二发射单元出射光偏转0—10°。
所述的第一发射单元出射光波长为800-950，所述的第二发射单元出射光波长为1200—1600。
所述的第一发射单元出射光波长为900—950；所述的第二发射单元出射光波长为1450—1550。
所述的第一发射单元出射光、第二发射单元出射光为准直激光，所述的第一接收单元3、第二接收单元4为光电传感器。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。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发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光雷达，其特征在于，包括：第一发射单元、第二发射单元、第一接收单元、第二接收单元、光学单元，所述的第一发射单元、第二发射单元出射光波长不同，第一发射单元出射光、第二发射单元出射光经光学单元后合束照射到目标上，目标返回光经光学单元分束后，分别进入第一接收单元、第二接收单元。
2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述的光学单元包括带孔反射镜、反射镜、分光棱镜、光楔，所述的第一发射单元出射光经带孔反射镜的小孔、反射镜、分光棱镜照射到目标上，目标返回光经分光棱镜、反射镜、带孔反射镜进入第一接收单元，所述的第二发射单元出射光经带孔反射镜的小孔、光楔、分光棱镜照射到目标上，目标返回光经分光棱镜、光楔、带孔反射镜进入第二接收单元，第一发射单元出射光、第二发射单元出射光在分光棱镜合束。
3.根据权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，所述的分光棱镜具有一分光面，所述的第一发射单元出射光经分光面透射，第二发射单元出射光经分光面反射，第一发射单元出射光、第二发射单元出射光在分光面上合束。
4.根据权利要求3所述的激光雷达，其特征在于，所述的第一发射单元出射光经反射镜反射到分光棱镜后，再经分光棱镜的分光面透射，透射率为95—100%。
5.根据权利要求3所述的激光雷达，其特征在于，所述的第二发射单元出射光经光楔后照射到分光棱镜后，再经分光棱镜的分光面反射，反射率为95—100%。
6.根据权利要求5所述的激光雷达，其特征在于，所述的光楔用于将第二发射单元出射光偏转0—20°。
7.根据权利要求6所述的激光雷达，其特征在于，所述的光楔用于将第二发射单元出射光偏转0—10°。
8.根据权利要求7所述的激光雷达，其特征在于，所述的第一发射单元出射光波长为800-950，所述的第二发射单元出射光波长为1200—1600。
9.根据权利要求8所述的激光雷达，其特征在于，所述的第一发射单元出射光波长为900—950；所述的第二发射单元出射光波长为1450—1550。
10.根据权利要求9所述的激光雷达，其特征在于，所述的第一发射单元出射光、第二发射单元出射光为准直激光，所述的第一接收单元、第二接收单元为光电传感器。
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