CN113687367A - 一种双发射激光雷达 - Google Patents

一种双发射激光雷达 Download PDF

Info

Publication number
CN113687367A
CN113687367A CN202010415723.3A CN202010415723A CN113687367A CN 113687367 A CN113687367 A CN 113687367A CN 202010415723 A CN202010415723 A CN 202010415723A CN 113687367 A CN113687367 A CN 113687367A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
scanning
transmitting
emergent light
light
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.)
Pending
Application number
CN202010415723.3A
Other languages
English (en)
Inventor
疏达
李�远
南景洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Benewake Beijing Co Ltd
Original Assignee
Benewake Beijing Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Benewake Beijing Co Ltd filed Critical Benewake Beijing Co Ltd
Priority to CN202010415723.3A priority Critical patent/CN113687367A/zh
Publication of CN113687367A publication Critical patent/CN113687367A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/08Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4817Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning

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

本申请涉及激光雷达领域,尤其涉及一种双发射激光雷达。本申请包括:发射接收模块、扫描模块、激光器、控制模块、外壳,所述的发射接收模块、扫描模块、激光器、控制模块分上下层设置在外壳内,发射接收模块、激光器设置在下层,扫描模块、控制模块设置在上层,所述的激光器输出两束出射光,出射光经发射接收模块进入扫描模块,扫描模块将出射光转变为扫描光束出射,扫描光束照射到目标上,目标返回光进入发射接收模块,控制模块用于控制发射接收模块、激光器、扫描模块工作。本申请激光雷达只采用单个激光器输出两束出射光,较采用多个激光器的多线激光雷达体积小,同时两束扫描光束出射,与单线激光雷达相比,空间分辨率高。

Description

一种双发射激光雷达
技术领域
本发明申请涉及激光雷达领域,尤其涉及一种双发射激光雷达。
背景技术
激光雷达是以激光器作为发射光源,采用光电探测技术手段的主动距离探测设备,其具有体积小,测量精度高的优点,被广泛应用于无人驾驶、AGV、机器人等领域。
在现有的激光雷达系统中,单线激光雷达不足以对大范围进行高分辨率探测,为了对较大范围进行高分辨率探测,常采用多线激光雷达进行扫描。多线激光雷达包括多个激光器,每一个激光器发射并接收光束,可以测量一个距离。单位范围内激光线数即激光器的堆叠数量是影响多线激光雷达垂直分辨率的重要因素,堆叠数量越多,多线激光雷达的垂直分辨率越高,但是激光器的电路器件较为复杂,体积也较大,提高分辨率需要增大整体激光雷达的体积,现有激光雷达不能同时满足高分辨率和较小体积的要求。
发明内容
本申请实施例在于提出一种双发射激光雷达,解决现有技术不能同时满足高分辨率和较小体积的问题。
为达此目的,本发明申请实施例采用以下技术方案:
一方面,一种双发射激光雷达,包括:发射接收模块、扫描模块、激光器、控制模块、外壳,所述的发射接收模块、扫描模块、激光器、控制模块分上下层设置在外壳内,发射接收模块、激光器设置在下层,扫描模块、控制模块设置在上层,所述的激光器输出两束出射光,出射光经发射接收模块进入扫描模块,扫描模块将出射光转变为扫描光束出射,扫描光束照射到目标上,目标返回光进入发射接收模块,控制模块用于控制发射接收模块、激光器、扫描模块工作。
在一种可能的实现方式中,所述的激光器出射光经光纤结构出射,光纤结构包括光纤、用于封装光纤的圆管,圆管内设有准直镜,所述的光纤出射两束激光,出射光经准直镜后进入发射接收模块。
在一种可能的实现方式中,所述的发射接收模块包括:小孔反射组件、反射组件、接收组件,所述的激光器出射光穿过小孔反射组件的小孔照射到反射组件上,反射组件将出射光反射入扫描模块,扫描模块将出射光转变成扫描光束照射到目标上,目标反射光经扫描模块、反射组件、小孔反射组件后进入接收组件。
在一种可能的实现方式中,所述的扫描模块包括:振镜组件、棱镜组件,所述的振镜组件用于将出射光转变为竖直扫描光束,竖直扫描范围为±30°,所述的棱镜组件用于将出射光水平扫描,水平扫描范围为±90°,出射光经扫描模块后形成竖直±30°、水平±90°扫描范围。
在一种可能的实现方式中,所述的振镜组件竖直扫描范围为±20°,所述的棱镜组件用于将出射光水平扫描,水平扫描范围为±60°,出射光经扫描模块后形成竖直±20°、水平±60°扫描范围。
在一种可能的实现方式中,所述的振镜组件零位与水平面夹角为45度,竖直扫描光束的零位光线为水平方向,所述的棱镜组件的旋转轴垂直水平面。
在一种可能的实现方式中,所述的外壳自上而下分为机罩、机壳,发射接收模块和扫描模块通过一基板连接,基板固定在机壳内壁上,发射接收模块、激光器设置在基板的下方,扫描模块、控制模块设置在基板上方。
在一种可能的实现方式中,所述的机罩、机壳上设有散热片,用于为激光雷达散热。
在一种可能的实现方式中,所述的机罩上开设有窗口镜,用于通过扫描光束。
在一种可能的实现方式中,所述的窗口镜倾斜设置,与垂直线之间的夹角为10-20°。
本申请激光器输出两束出射光,出射光经发射接收模块进入扫描模块,扫描模块将出射光转变为扫描光束出射,扫描光束照射到目标上,目标返回光进入发射接收模块,因为本申请只采用单个激光器输出两束出射光,较采用多个激光器的多线激光雷达体积小,同时两束扫描光束出射,与单线激光雷达相比,空间分辨率高。
附图说明
图1是本申请实施例分解示意图。
图2是本申请实施例发射接收模块示意图。
图中:1、发射接收模块;2、扫描模块;3、激光器;4、控制模块;5、机罩;6、机壳;7、散热片;8、光纤;9、圆管;10、小孔反射组件;11、反射组件;12、接收组件;13、振镜组件;14、棱镜组件;15、基板;16、窗口镜。
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。
本申请实施例。
如图1所示,一种双发射激光雷达,包括:发射接收模块1、扫描模块2、激光器3、控制模块4、外壳,所述的发射接收模块1、扫描模块2、激光器3、控制模块4分上下层设置在外壳内,发射接收模块1、激光器3设置在下层,扫描模块2、控制模块4设置在上层,所述的激光器3输出两束出射光,出射光经发射接收模块1进入扫描模块2,扫描模块2将出射光转变为扫描光束出射,扫描光束照射到目标上,目标返回光进入发射接收模块1,控制模块4用于控制发射接收模块1、激光器3、扫描模块2工作。
本申请激光器3输出两束出射光,出射光经发射接收模块进入扫描模块2,扫描模块2将出射光转变为扫描光束出射,因为本申请只采用单个激光器3输出两束出射光,较采用多个激光器的多线激光雷达体积小,同时两束扫描光束出射,与单线激光雷达相比,多出一束扫描光束,同一时间内能够多探测一组数据,提高了空间分辨率。
所述的激光器出射光经光纤结构出射,光纤结构包括光纤8、用于封装光纤的圆管9,圆管9内设有准直镜(图中未画出),所述的光纤8出射两束激光,出射光经准直镜后进入发射接收模块1。
激光器3发射出射光,出射光通过光纤8出射,光纤8出射端出射两束激光,两束激光之间的距离根据实际需求设定,以不互相干扰为准。两束激光出射光光轴相对光纤出射端圆心对称。
所述的发射接收模块包括:小孔反射组件10、反射组件11、接收组件12,所述的激光器出射光穿过小孔反射组件10的小孔照射到反射组件11上,反射组件11将出射光反射入扫描模块2,扫描模块2将出射光转变成扫描光束照射到目标上,目标反射光经扫描模块2、反射组件11、小孔反射组件10后进入接收组件12。
小孔反射组件10包括一带孔反射镜,带孔反射镜的小孔用于通过激光器出射光,目标反射光经带孔反射镜的反射面反射入接收组件12;
反射组件11将出射光反射入扫描模块2,反射组件包括一45°反射镜;
接收组件12用于接收目标反射光,包括接收光学透镜或接收光学透镜组、光电传感器,接收光学透镜或接收光学透镜组将目标反射光会聚到光电传感器上。
所述的扫描模块2包括:振镜组件13、棱镜组件14,所述的振镜组件13用于将出射光转变为竖直扫描光束,竖直扫描范围为±30°,所述的棱镜组件14用于将出射光水平扫描,水平扫描范围为±90°,出射光经扫描模块后形成竖直±30°、水平±90°扫描范围。
所述的振镜组件13竖直扫描范围为±20°,所述的棱镜组件14用于将出射光水平扫描,水平扫描范围为±60°,出射光经扫描模块后形成竖直±20°、水平±60°扫描范围。
所述的振镜组件13零位与水平面夹角为45度,竖直扫描光束的零位光线为水平方向,所述的棱镜组件14的旋转轴垂直水平面。
振镜组件13决定了竖直扫描范围,振镜组件13包括振镜、电机,振镜在电机带动下振动,将入射的出射光转变为竖直扫描光束;竖直扫描范围为±30°,优选为±20°。
棱镜组件14为多面体棱镜、电机,多面体棱镜在电机带动下旋转,其旋转轴垂直水平面,多面体棱镜的面数为4-8。所述的棱镜组,14用于将出射光水平扫描,水平扫描范围为±90°,优选为±60°。
所述的出射光经扫描模块2后形成竖直±30°、水平±90°扫描范围,优选为竖直±20°、水平±60°的扫描范围。
所述的外壳自上而下分为机罩5、机壳6,发射接收模块1和扫描模块2通过一基板15连接,基板15固定在机壳6内壁上,发射接收模块1、激光器3设置在基板15的下方,扫描模块2、控制模块4设置在基板15上方。
机罩5、机壳6组合,形成一封闭空间,发射接收模块1、扫描模块2、激光器3、控制模块4均设置在封闭空间内,以基板15为界,将封闭空间分为上下层,发射接收模块1、激光器3设置在基板15的下方,扫描模块2、控制模块4设置在基板15上方。机罩5、机壳6上设有散热片7,用于为激光雷达散热。由于控制模块上的各芯片发热,可在芯片上粘贴散热片,机罩5、机壳6表面设置的散热片7进行内外环境的热交换,将热量散发到外界环境中。机壳6的底面和顶面设置安装螺丝孔,可满足不同工况的安装位置。
所述的机罩5上开设有窗口镜16,用于通过扫描光束。
所述的窗口镜16倾斜设置,与垂直线之间的夹角为10-20°。
机罩5前部设置有窗口镜16,使扫描光束经过镜片扫描至外部目标。经过扫描模块2改变角度的出射光在通过窗口镜16射出时,当窗口镜16所在的平面与照射到窗口镜16上的出射光所在的直线垂直时,出射光会被窗口镜16按照原光路反射回来,之后窗口镜反射回来的光线会经过扫描模块2,进而由接收组件12接收,形成干扰,这会影响到激光雷达接收到目标反射光,也就会影响后续的测量结果。本实施例将窗口镜16倾斜设置,窗口镜16与垂直线存在一夹角,从而使扫描模块2反射出的光线在任何情况下,都不会垂直的照射在窗口镜16上,这时窗口镜16虽然还是会反射该光线,但反射光线不再原路返回,避免了窗口镜反射回来的光线射入接收组件中, 从而提高了激光雷达的工作精度。
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现方式,这些方式都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双发射激光雷达,其特征在于,包括:发射接收模块、扫描模块、激光器、控制模块、外壳,所述的发射接收模块、扫描模块、激光器、控制模块分上下层设置在外壳内,发射接收模块、激光器设置在下层,扫描模块、控制模块设置在上层,所述的激光器输出两束出射光,出射光经发射接收模块进入扫描模块,扫描模块将出射光转变为扫描光束出射,扫描光束照射到目标上,目标返回光进入发射接收模块,控制模块用于控制发射接收模块、激光器、扫描模块工作。
2.根据权利要求1所述的双发射激光雷达,其特征在于,所述的激光器出射光经光纤结构出射,光纤结构包括光纤、用于封装光纤的圆管,圆管内设有准直镜,所述的光纤出射两束激光,出射光经准直镜后进入发射接收模块。
3.根据权利要求2所述的双发射激光雷达,其特征在于,所述的发射接收模块包括:小孔反射组件、反射组件、接收组件,所述的激光器出射光穿过小孔反射组件的小孔照射到反射组件上,反射组件将出射光反射入扫描模块,扫描模块将出射光转变成扫描光束照射到目标上,目标反射光经扫描模块、反射组件、小孔反射组件后进入接收组件。
4.根据权利要求3所述的双发射激光雷达,其特征在于,所述的扫描模块包括:振镜组件、棱镜组件,所述的振镜组件用于将出射光转变为竖直扫描光束,竖直扫描范围为±30°,所述的棱镜组件用于将出射光水平扫描,水平扫描范围为±90°,出射光经扫描模块后形成竖直±30°、水平±90°扫描范围。
5.根据权利要求4所述的双发射激光雷达,其特征在于,所述的振镜组件竖直扫描范围为±20°,所述的棱镜组件用于将出射光水平扫描,水平扫描范围为±60°,出射光经扫描模块后形成竖直±20°、水平±60°扫描范围。
6.根据权利要求5所述的双发射激光雷达,其特征在于,所述的振镜组件零位与水平面夹角为45度,竖直扫描光束的零位光线为水平方向,所述的棱镜组件的旋转轴垂直水平面。
7.根据权利要求6所述的双发射激光雷达,其特征在于,所述的外壳自上而下分为机罩、机壳,发射接收模块和扫描模块通过一基板连接,基板固定在机壳内壁上,发射接收模块、激光器设置在基板的下方,扫描模块、控制模块设置在基板上方。
8.根据权利要求7所述的双发射激光雷达,其特征在于,所述的机罩、机壳上设有散热片,用于为激光雷达散热。
9.根据权利要求8所述的双发射激光雷达,其特征在于,所述的机罩上开设有窗口镜,用于通过扫描光束。
10.根据权利要求9所述的双发射激光雷达,其特征在于,所述的窗口镜倾斜设置,与垂直线之间的夹角为10-20°。
CN202010415723.3A 2020-05-16 2020-05-16 一种双发射激光雷达 Pending CN113687367A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010415723.3A CN113687367A (zh) 2020-05-16 2020-05-16 一种双发射激光雷达

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010415723.3A CN113687367A (zh) 2020-05-16 2020-05-16 一种双发射激光雷达

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113687367A true CN113687367A (zh) 2021-11-23

Family

ID=78575381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010415723.3A Pending CN113687367A (zh) 2020-05-16 2020-05-16 一种双发射激光雷达

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113687367A (zh)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03175390A (ja) * 1989-12-04 1991-07-30 Nippondenso Co Ltd レーザレーダ走査装置
US20020008876A1 (en) * 2000-07-19 2002-01-24 Takekazu Terui Stray light barrier structure of reflection measuring apparatus
CN102338875A (zh) * 2010-07-16 2012-02-01 李少勤 一种多线扫描前视防撞激光雷达装置及应用
EP2682781A2 (en) * 2012-07-03 2014-01-08 Ricoh Company, Ltd. Laser radar device
CN107430194A (zh) * 2015-01-30 2017-12-01 阿德科尔公司 光学三维扫描仪及其使用方法
CN207114752U (zh) * 2017-09-07 2018-03-16 厦门市和奕华光电科技有限公司 一种单激光器多线束扫描雷达
CN207557465U (zh) * 2017-08-08 2018-06-29 上海禾赛光电科技有限公司 基于转镜的激光雷达系统
WO2018124413A1 (ko) * 2017-01-02 2018-07-05 전자부품연구원 송수광 일체형 광학계 모듈 및 이를 구비하는 스캐닝 라이다
CN108445469A (zh) * 2018-05-11 2018-08-24 天津大学 一种多线激光雷达的转镜扫描装置及方法
CN108663670A (zh) * 2018-05-15 2018-10-16 武汉万集信息技术有限公司 激光雷达光机装置
CN109270513A (zh) * 2018-09-21 2019-01-25 北京因泰立科技有限公司 一种基于mems振镜的三维扫描激光雷达
CN110161517A (zh) * 2019-05-22 2019-08-23 深圳市速腾聚创科技有限公司 激光雷达系统和激光扫描控制方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03175390A (ja) * 1989-12-04 1991-07-30 Nippondenso Co Ltd レーザレーダ走査装置
US20020008876A1 (en) * 2000-07-19 2002-01-24 Takekazu Terui Stray light barrier structure of reflection measuring apparatus
CN102338875A (zh) * 2010-07-16 2012-02-01 李少勤 一种多线扫描前视防撞激光雷达装置及应用
EP2682781A2 (en) * 2012-07-03 2014-01-08 Ricoh Company, Ltd. Laser radar device
CN107430194A (zh) * 2015-01-30 2017-12-01 阿德科尔公司 光学三维扫描仪及其使用方法
WO2018124413A1 (ko) * 2017-01-02 2018-07-05 전자부품연구원 송수광 일체형 광학계 모듈 및 이를 구비하는 스캐닝 라이다
CN207557465U (zh) * 2017-08-08 2018-06-29 上海禾赛光电科技有限公司 基于转镜的激光雷达系统
CN207114752U (zh) * 2017-09-07 2018-03-16 厦门市和奕华光电科技有限公司 一种单激光器多线束扫描雷达
CN108445469A (zh) * 2018-05-11 2018-08-24 天津大学 一种多线激光雷达的转镜扫描装置及方法
CN108663670A (zh) * 2018-05-15 2018-10-16 武汉万集信息技术有限公司 激光雷达光机装置
CN109270513A (zh) * 2018-09-21 2019-01-25 北京因泰立科技有限公司 一种基于mems振镜的三维扫描激光雷达
CN110161517A (zh) * 2019-05-22 2019-08-23 深圳市速腾聚创科技有限公司 激光雷达系统和激光扫描控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109597050B (zh) 一种激光雷达
CN109613515B (zh) 一种激光雷达系统
CA3124640C (en) Laser measurement module and laser radar
CN118707494A (zh) 一种多线激光雷达及自移动车辆
CN210038146U (zh) 测距模组、测距装置及可移动平台
JP2023549774A (ja) 伝送光学パワーモニタを伴うLiDARシステム
CN210572728U (zh) 一种激光雷达及激光雷达系统
CN108872965A (zh) 一种激光雷达
CN209979845U (zh) 一种测距装置及移动平台
KR20200143049A (ko) 라이다 광학 장치
CN211718520U (zh) 一种多线激光雷达
CN210199305U (zh) 一种扫描模组、测距装置及可移动平台
CN116762020A (zh) 光学测距装置及其光学窗口、可移动设备
CN111766588A (zh) 全景激光雷达
WO2020154980A1 (zh) 一种探测装置外参数标定方法、数据处理装置和探测系统
CN111352125A (zh) 同轴宏扫描仪系统
CN113075681B (zh) 一种扫描装置和扫描测量系统
CN113687367A (zh) 一种双发射激光雷达
US20220082665A1 (en) Ranging apparatus and method for controlling scanning field of view thereof
CN111670375A (zh) 一种测距装置及移动平台
US20210341588A1 (en) Ranging device and mobile platform
CN209765039U (zh) 一种扫描式激光雷达光机
CN113447938A (zh) 一种激光雷达光学系统
CN113126107A (zh) 一种扫描激光雷达
CN219512404U (zh) 激光雷达

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