CN114089311B - 一种激光雷达系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种激光雷达系统，该激光雷达系统包括：光学转镜以及至少两个激光收发模组；所述激光收发模组包括发射单元和接收单元；所述发射单元用于发射激光信号；所述光学转镜用于围绕竖直方向转轴转动，在转动过程中接收所述激光信号并调整激光信号的方向，将所述激光信号反射到目标物体，所述激光信号在所述目标物体上发生漫反射后的回波信号经所述光学转镜反射后由所述接收单元接收；所述接收单元包括阵列排列的多个探测器。本申请实施例提供的激光雷达系统，能够在保证水平视场角不变的情况下，实现纵向线数的加倍，且结构简单容易实现。

Description

一种激光雷达系统

技术领域

本申请涉及光电测量技术领域，尤其涉及一种激光雷达系统。

背景技术

激光雷达系统最初主要应用于卫星与飞机等平台进行测绘等工作，近些年逐渐进入了民用市场，在自动驾驶等领域高速发展。以乘用车自动驾驶的场景为例，满足车规标准与该场景下测量能力需求的激光雷达系统，需要在可靠性、稳定性、性能与成本上均达到足够的指标。激光雷达系统通常分为机械式激光雷达系统和固态激光雷达系统，固态激光雷达系统无需整机大部分模块持续旋转，因而体积更小、稳定性更优，并且随着固态激光雷达系统可靠性的不断提升，成本也可大幅降低，而机械式激光雷达系统由于运行过程中整机持续在进行旋转，因而可靠性稳定性方面几乎不可能满足常规的要求，所以激光雷达系统目前的发展趋势是向固态化。

随着激光雷达系统相关产品的快速发展，以及自动驾驶厂商对于更高等级自动驾驶系统的开发需求，市场对于激光雷达系统的参数指标的需求逐渐提升，主要集中在极限测量距离与测量精度、视场角、角分辨率、帧率、系统尺寸等方面，其中，极限测量距离与测量精度主要依靠激光雷达系统收发模组的能量与增益以及后续数据处理系统的性能来调节。

为了保证激光雷达系统输出点云在远距离测量时仍然具有足够的分辨率而不至于产生重要目标的遗漏与误判，通常需要激光雷达系统在达到一定的视场角覆盖的前提下，同时保证足够的角分辨率，如120°（水平）×20°（竖直）视场角下保证约0.2°的角分辨率，这就要求雷达系统必须保证足够高的线数，水平方向约600线以上，竖直方向约100线以上，线数即为每一帧的单点测量次数。激光雷达系统的每一个测量单元进行一次距离测量后，会产生一个测量点，每帧的所有测量点根据所对应的指向角，会组成该帧的点云。点云横纵方向上点的数量即两个方向的线数。

而保证高线数的同时，由于相同时间产生的测量点数成倍数增加，对于收发模组与数据处理模块都会提出更高的尺寸和数量的要求，进而整个激光雷达系统的尺寸都会不可避免的增大。但为了满足系统稳定性以及外观的需求，同时又需要压缩激光雷达系统的整体尺寸，尤其是高度。因此如何在保证高线数的同时，又不会增大整改激光雷达系统的尺寸是目前光电测量技术领域亟待解决的难题。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种激光雷达系统，该激光雷达系统包括：

光学转镜以及至少两个激光收发模组；所述激光收发模组包括发射单元和接收单元；

所述发射单元用于发射激光信号；所述光学转镜用于围绕竖直方向转轴转动，在转动过程中接收所述激光信号并调整激光信号的方向，将所述激光信号反射到目标物体，所述激光信号在所述目标物体上发生漫反射后的回波信号经所述光学转镜反射后由所述接收单元接收；

所述接收单元包括阵列排列的多个探测器；至少部分数量的所述接收单元中，不同所述接收单元沿竖直方向上排列的探测器在所述竖直方向的位置不同。

优选地，相邻所述激光收发模组覆盖的扫描角度范围相互衔接或部分重叠。

优选地，至少部分数量的所述接收单元中，不同所述接收单元的探测器沿所述竖直方向上交错排布。

优选地，至少部分数量的所述接收单元中，不同所述接收单元的布设高度不同。

优选地，至少部分数量的所述接收单元的俯仰角度不同。

优选地，所述光学转镜包括底面和围绕所述底面的多个反射面；不同所述反射面与所述底面之间的夹角不同。

优选地，所述接收单元还集成设置有异形切割的接收镜头，所述接收镜头在所述接收单元上的投影位于所述接收单元内。

优选地，每个所述激光收发模组还包括反射镜组；所述反射镜组用于将所述发射单元发射的激光信号反射至所述光学转镜，并由所述光学转镜反射到所述目标物体，所述激光信号在所述目标物体上发生漫反射后的回波信号经所述光学转镜反射给所述接收单元接收；

所述接收单元的光轴与所述反射镜组反射至所述光学转镜的激光信号方向重合。

优选地，所述反射镜组包括第一反射镜和第二反射镜；

所述第一反射镜用于将所述发射单元发射的激光信号反射至所述第二反射镜；所述第二反射镜用于将所述第一反射镜反射的激光信号反射至所述光学转镜，并由所述光学转镜反射到所述目标物体；

所述激光信号在所述目标物体上发生漫反射后的回波信号经所述光学转镜反射至所述接收单元；

所述接收单元的光轴与所述第二反射镜反射至所述光学转镜的激光信号方向重合。

优选地，所述第一反射镜与所述第二反射镜平行；所述第一反射镜与所述发射单元的光轴夹角范围为40度至50度。

本申请实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例提供的激光雷达系统，能够在保证水平视场角不变的情况下，实现纵向线数的加倍，且结构简单容易实现，即能够兼顾尺寸与成本，又能够在满足尺寸与视场角分辨率等指标的前提下实现低成本量产的目标。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中激光雷达系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的激光雷达系统的一种立体结构示意图；

图3为图2所示的激光雷达系统的俯视图；

图4为本申请实施例提供的激光雷达系统单帧扫描的点云仿真图；

图5为本申请实施例提供的不同接收单元上的探测器的一种排布方式；

图6为本申请实施例提供的不同接收单元上的探测器的又一种排布方式；

图7为本申请实施例提供的不同接收单元上的探测器的又一种排布方式；

图8为本申请实施例提供的光学转镜的一种结构示意图；

图9为本申请实施例提供的激光收发模组的一种结构示意图；

图10为本申请实施例提供的激光收发模组的又一种结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面将对本申请的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但本申请还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。

相关技术中，目前市场上的激光雷达系统，纵向线数以16线与64线为主，能够实现100线左右甚至更高线数的激光雷达系统很少，且无法兼顾尺寸与成本，很难在满足尺寸与视场角分辨率等指标的前提下实现低成本量产的目标。

现有技术中例如可以通过转镜系统实现视场角的覆盖，其中，水平视场的角分辨率可以通过扫描过程中的测量频率进行调节，而竖直视场的角分辨率只能通过接收单元的线阵探测器本身的线数（即测量单元数）来决定，即需要选用100线左右或以上线数的探测器。首先现在市场上暂时并没有如此高线数的量产探测器产品，其次即使存在这样的产品或通过多探测器纵相拼接的方式实现高线数探测，接收端的尺寸与对应的接收透镜口径都将远大于目前的16线或64线产品，再加上集成在接收单元上方的发射单元，该发射单元包括激光器以及相关驱动电路板以及准直镜头，如图1所示，图1为现有技术中激光雷达系统的结构示意图，在图1中，激光雷达系统包括收发模组和扫描模组，收发模组包括发射单元和接收单元，扫描模组包括光学转镜。其中，发射单元用于发射激光信号至光学转镜，光学转镜用于围绕竖直方向转轴转动，将照射到光学转镜上的激光信号反射到目标物体上，目标物体反射的回波信号经过光学转镜反射至接收单元接收。图1中的虚线箭头代表的是照射到光学转镜上并被反射的激光信号或者回波信号。如图1所示的激光雷达系统的结构，如果接收单元的线阵探测器的线数要达到100线左右或以上，则最终的激光雷达系统的高度将会超过100mm甚至达到150mm，系统的尺寸过大而无法满足50mm甚至45mm以下的设计需求。

相关技术中，有采用单轴或双轴MEMS（Micro-electromechanical Systems）微机电系统扫描镜替代传统的光学转镜，这样设计虽然可以大大缩小系统尺寸，但同时其成本相较于光学转镜将会有数倍甚至十数倍的增长，且生产装调的良率也会急剧下降，从而无法满足低成本量产的需求。

针对上述问题中的至少一个，本申请主要在提升集成度，即减小整个激光雷达系统的尺寸，以及线数两方面考虑，在保持现有激光雷达系统在极限测量距离、精度等指标的前提下，提出一种更小尺寸的高线数激光雷达系统，尤其是一种是高度更低的激光雷达系统。

如图2和图3所示，图2为本申请实施例提供的激光雷达系统的一种立体结构示意图，图3为图2所示的激光雷达系统的俯视图。在图2和图3中，竖直方向为x方向，水平方向为y方向，激光雷达系统的出光方向为z方向。该激光雷达系统包括：光学转镜1以及至少两个激光收发模组2，例如该激光雷达系统可以包括2个、3个、4个等多个激光收发模组2，图1仅示意出两个激光收发模组2的结构。每个激光收发模组2均包括发射单元3和接收单元4。发射单元3用于发射激光信号。光学转镜1用于围绕竖直方向x方向转轴转动，在转动过程中接收激光信号并调整激光信号的方向，将激光信号反射到目标物体，激光信号在目标物体上发生漫反射后的回波信号经光学转镜1反射后由接收单元4接收。

接收单元4包括阵列排列的多个探测器5。其中，至少部分数量的接收单元4中，不同接收单元4沿竖直方向x方向上排列的探测器5在竖直方向x方向的位置不同。即该激光雷达系统包括多个激光收发模组2，该多个激光收发模组2中至少有部分数量的接收单元4沿x方向排列的探测器5在x方向的位置不同。该激光雷达系统中例如可以是所有的激光收发模组2中的接收单元4沿x方向排列的探测器5在x方向的位置均不相同。或者，该激光雷达系统中例如可以有部分的激光收发模组2中的接收单元4沿x方向排列的探测器5在x方向的位置相同。

本申请实施例提供的激光雷达系统，能够在保证水平视场角不变的情况下，实现纵向线数的加倍，且结构简单容易实现，即能够兼顾尺寸与成本，又能够在满足尺寸与视场角分辨率等指标的前提下实现低成本量产的目标。

如图2和图3所示，该激光雷达系统还包括外壳6，该外壳6将光学转镜1以及至少两个激光收发模组2包覆在其内，只保留出光窗口用于发出激光信号给目标物体。目标物体发生漫反射后的回波信号也经过该出光窗口照射到光学转镜1上，并经光学转镜1反射后由接收单元4接收。

其中，激光收发模组2的数量以实际激光雷达系统的光学设计的需求进行设置，本申请不作限定。激光收发模组2在激光雷达系统中放置的位置以实际激光雷达系统的结构设计进行调整，在一些实施例中，该激光雷达系统包括两个激光收发模组2，如图2和图3所示，该激光收发模组2放置在光学转镜1的两侧，且沿着经过光学转镜1竖直方向转轴的xz平面对称设置，将两个激光收发模组2对称设置是为了激光雷达系统在整体结构上设计更为方便和简单。

在一些实施例中，相邻激光收发模组覆盖的扫描角度范围相互衔接或部分重叠。多个激光收发模组例如会存在重叠水平视场角，可以实现水平视场角的拼接。因此通过激光收发模组数量的设定，并且将相邻激光收发模组覆盖的扫描角度范围相互衔接或部分重叠，这样不仅能保证激光雷达系统有足够的水平视场角，又能够配合激光雷达系统中的光学电路调节系统，还可以实现对水平视场角的扩大。

在图3中，该激光雷达系统中的光学转镜在系统运行过程中，保持固定的频率持续稳定转动，图3中虚线的外接圆代表了光学转镜的转动轨迹，同时也在持续调整两个激光收发模组2发射的激光信号的指向方向，从而两个激光收发模组2可以同步对各自的视场进行持续扫描，由于两个激光收发模组2设置于光学转镜1的两侧，两个激光收发模组2例如存在重叠视场角，进而可以实现视场角的拼接，保证系统足够的水平视场角。

如图2和图3所示，不同接收单元4沿x方向上排列的探测器5在x方向的位置不同。即不同接收单元4沿竖直方向x方向上排列的探测器在竖直方向x方向上错开排布，这样可以实现激光雷达系统纵向线数的加倍，如图4所示，图4为本申请实施例提供的激光雷达系统单帧扫描的点云仿真图。从图4可以看出，点云仿真图中的视场中间重合的部分，是由纵向错开排布的探测器对目标物体进行扫描后的点云仿真图，图4可以说明本申请实施例提供的激光雷达系统，能够在满足尺寸与视场角分辨率等指标的前提下很好的实现线数的纵向插空倍增。

在一些实施例中，至少部分数量的接收单元中，不同接收单元的布设高度不同。通过调整接收单元的高度来实现至少部分数量的接收单元中，不同接收单元沿竖直方向上排列的探测器在竖直方向的位置不同。

在一些实施例中，至少部分数量的接收单元4中，不同接收单元4沿竖直方向x方向上排列的探测器在竖直方向x方向上错开排布。通过调整不同接收单元4的布设高度不同来实现探测器5的交错排布，例如，如图5所示，图5为本申请实施例提供的不同接收单元上的探测器的一种排布方式。从图5可以看出，两个接收单元4上的探测器沿着x方向错开排布，且两个接收单元4上的探测器5在x方向有一定的交叠。且两个接收单元4在x方向的高度不同。

在一些实施例中，至少部分数量的接收单元4中，不同接收单元4的探测器5沿竖直方向上交错排布。通过调整不同接收单元4的布设高度不同来实现探测器5的交错排布，例如，如图6所示，图6为本申请实施例提供的不同接收单元上的探测器的又一种排布方式。从图6可以看出，不同接收单元4的探测器5沿x方向上交错排布，且两个接收单元4上的探测器5在x方向上不交叠。且两个接收单元4在x方向的高度不同。

示例性的，例如，其中一个接收单元4包括n个探测器5，另一个接收单元4包括m个探测器5，则第n个探测器5设置在第m-1个探测器5与第m个探测器5之间。其中，n和m均为大于等于1的正整数。

在一些实施例中，该激光雷达系统中的接收单元4为线阵探测器，该线阵探测器例如可以是14线、16线、或者64线等线阵探测器。且不同接收单元4中的探测器5的数量可以相同或者不同，即该激光雷达系统可以包括多种不同规格的线阵探测器，且同一规格的线阵探测器例如还可以包括多个数量。且至少部分数量的接收单元4中，不同规格接收单元4的探测器5沿竖直方向上错开排布。例如，如图7所示，图7为本申请实施例提供的不同接收单元上的探测器的又一种排布方式。从图7可以看出，不同规格的接收单元4的探测器5沿x方向上错开排布，图7中的两个接收单元4的规格不同。示例性的，图7中，沿着x方向，探测器5较低的接收单元4线数较大，探测器5较高的接收单元4线数较小。且图7中两个不同规格接收单元4上的探测器5在x方向上部分交叠。两个不同规格的接收单元4在x方向的高度不同。

本申请实施例提供的激光雷达系统，仅通过调整接收单元的布设高度就可以实现不同接收单元上的探测器在竖直方向上交错排布，操作简单，容易实现，且仅是微调，不对影响整个系统的尺寸。

在一些实施例中，至少部分数量的接收单元的俯仰角度不同。即至少部分数量的接收单元与水平方向上的夹角不同。通过调整接收单元的俯仰角度，同样可以是实现不同接收单元上的探测器在竖直方向上交错排布。

在一些实施例中，至少部分数量的接收单元的布设高度相同，此时调整高度相同的接收单元的附仰角度为不同值，相当于将该不同接收单元在竖直方向的高度调整为不同值。因而当接收单元的高度相同，俯仰角度不同时，同样可以实现如图5、图6或者图7所示的不同接收单元上的探测器的错开排布方式。

在一些实施例中，至少部分数量的接收单元的布设高度不同，附仰角度也不同，采用本领域技术人员可知的常规高度和俯仰角度的调整方式，同样可以实现如图5、图6或者图7所示的不同接收单元上的探测器的错开排布方式。

在一些实施例中，光学转镜包括底面和围绕底面的多个反射面，不同反射面与底面之间的夹角不同。

在一些实施例中，该光学转镜例如可以是三面镜、四面镜、五面镜等多面镜，具体的以实际激光雷达系统的光学设计需要进行选择，本申请不作限定。

其中，光学转镜的各个反射面并不均与底面垂直，而是相互之间存在一定的二面角，以三面镜为例，如图8所示，图8为本申请实施例提供的光学转镜的一种结构示意图，其中，竖直方向为x方向，水平方向为y方向，激光雷达系统的出光方向为z方向。从图8中可以看出，该光学转镜1为三面镜，该三面镜的三个侧面为反射面，整个光学转镜1绕x轴旋转，其底面所在的平面为yz平面。当每个反射面与底面的夹角不同时，可以保证每个激光收发模组经由每一个反射面获取的测量点云没有沿出光方向z方向上有位置变化。如果光学转镜的每个反射面均与其底面垂直，这会导致不同反射面对应的点云在拼接时出现沿出光方向z方向的前后抖动，进而出现激光雷达系统在获取点云数据时出现测量误差，而光学装镜的每个反射面与其底面的夹角不同，就能够很好的避免这一问题。

如图2和图3所示的激光雷达系统的结构，示例性的，以接收单元为16线探测器为例，该光学转镜的三个反射面与底面yz平面的夹角分别为85°、90°、95°。其中一个接收单元4的俯仰角度为0度，即该接收单元4与y-z平面垂直。另一个接收单元4的俯仰角度为0.5°俯角，即该接收单元4与y-z平面呈0.5°俯角。该激光雷达系统在120°水平视场角的范围内，可实现中央重叠视场竖直方向96线的高点云密度，从而在19.6°竖直视场角内实现0.2°的角度分辨率。

本申请实施例提供的激光雷达系统，整体系统高度可以限制在50mm以下，同时能够实现纵向线数的6倍放大，即使用16线探测器实现96线角度分辨率，使用24线探测器实现144线角度分辨率，并配合对应的接收单元的光学系统，可以在满足0.2°视场角分辨率的前提下，保证19.2°/28.8°的竖直视场角。

在一些实施例中，如图9所示，图9为本申请实施例提供的激光收发模组的一种结构示意图。从图9可以看出，接收单元4还集成设置有接收镜头7，接收镜头3与发射单元3不交叠。由于接收镜头3不能覆盖发射单元3，所以造成发射单元3与接收单元4的距离增大，从而增大了激光收发模组的尺寸，而将接收镜头7集成在接收单元4之内后，且接收镜头7的大小要小于接收单元4的大小，即接收镜头3与发射单元3不交叠。这样可以使得发射单元3和接收单元4之间的距离减小，从而减小整个激光收发模组的尺寸。

在一些实施例中，为了缩小整个激光收发模块的尺寸，同时保证激光雷达系统的接收视场，接收单元还集成设置有异形切割的接收镜头，且接收镜头在接收单元上的投影位于接收单元内。即将接收镜头进行异形切割。

在一些实施例中，对接收镜头7进行异形切割后，保证接收镜头外接圆的尺寸，如图9所示，接收镜头7外接虚线的圆圈，这样可以维持激光雷达系统的接收视场，只切割部分镜头，可以实现压缩发射单元3和接收单元4之间的间距以及激光收发模块的整体尺寸。同时接收镜头在接收单元上的投影位于接收单元内部，即接收镜头的大小小于接收单元的单元的大小，这样可以进一步的缩小接收单元和发射单元之间的距离。避免由于接收镜头过大，发射单元为了保证与接收镜头不交叠，而需要增加发射单元与接收单元之间的距离，从而增加整个激光雷达系统的尺寸。

其中，接收镜头7的形状及尺寸以实际激光雷达系统的光学设计需要而进行设计，本申请不作限定。

在一些实施例中，如图9所示，发射单元3集成有发射准直镜头8，将发射准直镜头8集成在发射单元3之内，且发射准直镜头8与接收单元4不交叠，这样可以进一步压缩发射单元3和接收单元4之间的间距以及激光收发模块的整体尺寸。

在一些实施例中，发射单元可以集成在接收单元的一侧，例如发射单元可以沿着系统的出光方向集成在接收单元的一侧，或者发射单元可以集成在接收单元竖直方向的顶部。而当发射单元沿着系统的出光方向集成在接收单元的一侧时，可以减小整个激光收发模组的高度。

在一些实施例中，不同的激光收发模组中，发射单元集成在接收单元的位置可以相同或者不同。

在一些实施例中，每个激光收发模组还包括反射镜组；反射镜组用于将发射单元发射的激光信号反射至光学转镜，并由光学转镜反射到目标物体，激光信号在目标物体上发生漫反射后的回波信号经光学转镜反射给接收单元接收。接收单元的光轴与反射镜组反射至光学转镜的激光信号方向重合。其中，接收单元的光轴即为接收镜头的光轴。

其中，漫反射后的回波信号无需通过反射镜再次进行反射。经过光学转镜反射的漫反射后的回波信号，在未被反射镜组遮挡的大口径范围内，直接被接收镜头接收，并发送至接收单元。即使接收镜头被反射镜组遮挡的部分无法接收回波信号，但是反射镜组的结构设计不仅不会影响激光雷达系统现有的测距效果，还可以有效地避免发射接收视场交错导致的某些距离下回波信号无法被接受，形成测距盲区或降低测量范围的问题，相当于在一定程度上增大了激光雷达系统的测量范围。

在一些实施例中，如图10所示，图10为本申请实施例提供的激光收发模组的又一种结构示意图，从图10可以看出，该反射镜组包括第一反射镜9和第二反射镜10。第一反射镜9用于将发射单元3发射的激光信号反射至第二反射镜10。第二反射镜10用于将第一反射镜9反射的激光信号反射至光学转镜，并由光学转镜反射到目标物体。激光信号在目标物体上发生漫反射后的回波信号经光学转镜反射至接收单元4。接收单元4的光轴与第二反射镜10反射至光学转镜的激光信号方向重合。

实际激光雷达系统中，发射单元向目标物体发射激光信号，激光信号在目标物体上发生漫反射后的回波信号经光学转镜反射后由接收单元接收，但实际当中目标物体由于距离激光雷达系统太远会出现接收单元接收不到回波信号的情况，继而会出现测距盲区或降低测量范围的问题。本申请实施例提供的激光雷达系统，每个激光收发模组还包括反射镜组，且接收单元的光轴与反射镜组反射至光学转镜的激光信号方向重合，这样可以保证沿着接收单元的光轴发射出去的激光信号的能量最强，这样即便目标物体会对激光信号发生漫反射的光线在多个方向，但是在接收单元光轴方向的回波信号的能量必然最强，这样使得即便目标物体的距离很远，也能保证接收单元能够接收到一部分回波信号，从而可以有效地避免发射接收视场交错导致的某些距离下回波信号无法被接受，形成测距盲区或降低测量范围的问题。

在一些实施例中，如图10所示，第一反射镜9与第二反射镜10平行设置，第一反射镜9与发射单元3的光轴夹角范围为40度至50度。优选地，第一反射镜9和第二反射镜10与发射单元3光轴的夹角45度，当夹角为45时，便于压缩整个激光收发模组的尺寸。其中，发射单元的光轴延伸方向由发射单元中的激光芯片来控制，即发射单元的光轴为发射单元中激光芯片发射的光线的光轴。在一些实施例中，发射单元的光轴与接收单元的光轴平行。

在一些实施例中，反射镜组例如可以包括2个、3个、4个、5个等多个反射镜，其中，接收单元的光轴与反射镜组反射至光学转镜的激光信号方向重合。反射镜组中的多个反射镜的数量及设置的位置以实际激光雷达系统的光学设计的需求进行设置，本申请不作限定。

在一些实施例中，该激光雷达系统的横向线数，仅需设定需要的测量频率以及匹配对应的信号处理系统算力即可实现横向线数的增加，例如可以采用本领域技术人员所知的常规技术手段来实现对横向线数的增加，本申请对此不作限定。

本申请实施例提供的激光雷达系统，设置有多个激光收发模组，并且能够实现不同接收单元的探测器纵向线数的加倍，其光学转镜包括多个反射面，且接收镜头与发射单元不交叠。基于以上技术特征设计的激光雷达系统，可以使用低成本的光学转镜扫描模组，有效地解决了如何将高线数激光雷达系统的系统高度控制在50mm以下，同时又能够在足够的视场角覆盖（20°左右或以上）下，保持0.2°视场角分辨率的技术难题。

以上对本申请实施例所提供的一种激光雷达系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种激光雷达系统，其特征在于，包括：

光学转镜以及至少两个激光收发模组；所述激光收发模组包括发射单元和接收单元；

所述发射单元用于发射激光信号；所述光学转镜用于围绕竖直方向转轴转动，在转动过程中接收所述激光信号并调整激光信号的方向，将所述激光信号反射到目标物体，所述激光信号在所述目标物体上发生漫反射后的回波信号经所述光学转镜反射后由所述接收单元接收；

所述接收单元包括阵列排列的多个探测器；至少部分数量的所述接收单元中，不同所述接收单元沿竖直方向上排列的探测器在所述竖直方向的位置不同，不同所述接收单元的探测器沿所述竖直方向上交错排布；

每个所述激光收发模组还包括反射镜组；所述反射镜组用于将所述发射单元发射的激光信号反射至所述光学转镜，并由所述光学转镜反射到所述目标物体，所述激光信号在所述目标物体上发生漫反射后的回波信号经所述光学转镜反射给所述接收单元接收；

所述接收单元的光轴与所述反射镜组反射至所述光学转镜的激光信号方向重合。

2.根据权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，相邻所述激光收发模组覆盖的扫描角度范围相互衔接或部分重叠。

3.根据权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，至少部分数量的所述接收单元中，不同所述接收单元的布设高度不同。

4.根据权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，至少部分数量的所述接收单元的俯仰角度不同。

5.根据权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，所述光学转镜包括底面和围绕所述底面的多个反射面；不同所述反射面与所述底面之间的夹角不同。

6.根据权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，所述接收单元还集成设置有异形切割的接收镜头，所述接收镜头在所述接收单元上的投影位于所述接收单元内。

7.根据权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，所述反射镜组包括第一反射镜和第二反射镜；

所述第一反射镜用于将所述发射单元发射的激光信号反射至所述第二反射镜；所述第二反射镜用于将所述第一反射镜反射的激光信号反射至所述光学转镜，并由所述光学转镜反射到所述目标物体；

所述激光信号在所述目标物体上发生漫反射后的回波信号经所述光学转镜反射至所述接收单元；

所述接收单元的光轴与所述第二反射镜反射至所述光学转镜的激光信号方向重合。

8.根据权利要求7所述的激光雷达系统，其特征在于，所述第一反射镜与所述第二反射镜平行；所述第一反射镜与所述发射单元的光轴夹角范围为40度至50度。

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