CN114624673A - 激光雷达 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种激光雷达，包括：光机模块，包括底座和光电组件，所述底座设置有固定安装所述光电组件的各个光电器件的安装部；扫描模块，固定于所述底座，所述扫描模块的扫描器件位于所述光电组件的上方，与所述光电器件实现光束传播；电路模块，固定于所述底座，位于背离所述扫描模块的光束扫描的一侧，且与所述光电器件电连接。本发明所提供的激光雷达提高了空间利用率、结构更紧凑、实现小型化。

Description

激光雷达

技术领域

本发明涉及环境感知技术领域，尤其涉及一种激光雷达。

背景技术

激光雷达是一种感知车辆周围信息的重要传感器，是具有自动驾驶功能的汽车安全性和智能性的保障。

由于激光雷达需要安装于汽车上，并且其探测的信息将直接影响车辆行驶过程的安全性，因此，激光雷达需要满足体积小、可靠性高、高成像帧频、高分辨率、远测距等性能。

而现有技术中，为了保证激光雷达的性能，会通过设置较多的光学器件或者直接设置较多的激光雷达的方式实现，从而造成激光雷达的体积较大，因此，需要合理地设计激光雷达的结构，使其在满足光路传输要求的基础上，更加紧凑化、小型化。

因此，提高激光雷达空间利用率和激光雷达结构的紧凑性，就成为亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种激光雷达，以提高激光雷达空间利用率和激光雷达结构的紧凑性，并实现激光雷达小型化。

为解决上述问题，本发明提供一种激光雷达，包括：

光机模块，包括底座和光电组件，所述底座设置有固定安装所述光电组件的各个光电器件的安装部；

扫描模块，固定于所述底座，所述扫描模块的扫描器件位于所述光电组件的上方，与所述光电器件实现光束传播；

电路模块，固定于所述底座，位于背离所述扫描模块的光束扫描的一侧，且与所述光电器件电连接。

可选地，所述底座包括：

底座平台；

安装台，固定于所述底座平台的上方，设置各个所述安装部，所述安装台的数量小于所述安装部的数量；

扫描支架，固定于所述安装台的上方；

所述扫描模块包括固定脚和固定于所述固定脚的扫描框，所述固定脚固定于所述底座平台，所述扫描框固定于所述扫描支架；

所述电路模块固定于所述底座平台。

可选地，所述安装台包括：

第一安装台，固定于所述底座平台，设置有发射装置安装部、偏振分光器件安装部和接收装置安装部，分别固定安装所述光电组件的光发射装置、偏振分光器件和光接收装置，适于所述光发射装置发射的光束照射至所述偏振分光器件并进行反射，以及所述光接收装置接收所述偏振分光器件透射的光束；

第二安装台，固定于所述底座平台，设置有器件安装部，固定安装所述光电组件的透镜和波片，适于所述透镜接收所述偏振分光器件反射的光束并经聚焦处理后照射至所述波片进行偏振调整，或者接收经所述波片偏振调整后的光束，并经聚焦处理后照射至所述偏光分光器件；

反射镜安装台，固定于所述底座平台，与所述第一安装台分别位于所述第二安装台的两侧，设置有第一反射镜安装部，固定安装所述光电组件的第一反射镜，适于所述第一反射镜接收经所述波片发出的光束并反射至所述扫描模块的扫描器件或者将所述扫描器件照射的光束反射至所述波片。

可选地，偏振分光器件包括偏振分光棱镜，所述偏振分光器件安装部包括：

支撑底座，固定于所述底座平台，包括偏振分光器件支撑面；

第一限位侧壁，固定于所述支撑底座，包括与所述偏振分光器件支撑面相垂直的第一限位面。

可选地，所述支撑底座和所述发射装置安装部分别位于所述第一限位侧壁的两侧，所述第一限位侧壁设置有入射透光孔，适于所述光发射装置发射的光束通过所述入射透光孔照射至所述偏振分光器件。

可选地，所述入射透光孔包括：

第一入射透光孔，

第二入射透光孔，所述第二入射透光孔的截面覆盖所述第一入射透光孔的截面，且所述第二入射透光孔的截面面积大于所述第一入射透光孔的截面面积，所述光发射装置发射的光束依次通过所述第一入射透光孔和第二入射透光孔。

可选地，所述入射透光孔包括长圆孔，所述长圆孔的长边与所述偏振分光器件支撑面之间的夹角与所述发射装置安装部的安装面与所述偏振分光器件支撑面之间的夹角相同。

可选地，所述偏振分光器件安装部还包括第二限位侧壁，固定于所述支撑底座，且包括与所述偏振分光器件支撑面和所述第一限位面均垂直的第二限位面。

可选地，所述接收装置安装部和所述偏振分光器件安装部的支撑底座分别位于所述第二限位侧壁的两侧，所述第二限位侧壁设置有出射透光孔，适于所述偏振分光器件透射的光束通过所述出射透光孔照射至所述光接收装置。

可选地，第二限位侧壁还设置有滤光片安装部，固定安装所述光电组件的滤光片，适于所述滤光片接收所述偏振分光元件透射的光束，并经滤光后照射至所述光接收装置。

可选地，所述第一限位侧壁还设置有线偏振片安装部，固定安装所述光电组件的线偏振片，适于所述线偏振片接收所述光发射装置发射的光束并照射至所述偏振分光器件。

可选地，所述偏振分光器件包括偏振分光片，所述偏振分光器件安装部包括：

支撑底座，固定于所述底座平台，包括偏振分光器件支撑面；

安装侧壁，固定于所述支撑底座，包括与所述偏振分光器件支撑面相垂直的安装面，所述安装面与光束的入射方向的夹角为45°，适于安装所述偏振分光片，所述安装侧壁开设有消光孔和出射透光孔，所述消光孔的延伸方向和所述出射透光孔的延伸方向垂直，所述消光孔的孔壁设置有消光材料或所述消光孔内设置消光器件。

可选地，所述第二安装台设置有安装孔，所述器件安装部位于所述安装孔内。

可选地，还包括：

隔圈，设置于所述透镜和所述波片之间。

可选地，所述第二安装台还设置有第二反射镜安装部，固定安装所述光电组件的第二反射镜，适于所述第二反射镜接收所述偏振分光器件反射的光束并反射至所述透镜，或者接收所述透镜聚焦处理后的光束并反射至所述偏振分光器件。

可选地，所述第二安装台包括：

第一侧壁，固定于所述底座平台，设置有所述第二反射镜安装部；

第二侧壁，固定于所述底座平台，与所述第一侧壁之间具有预定夹角且固定连接，设置有所述安装孔。

可选地，所述第二侧壁的顶部设置有通光凹槽，适于所述扫描器件和所述第一反射镜之间的光束传播。

可选地，所述扫描模块的固定脚位于所述第一安装台和所述第二安装台之间，所述固定脚设置有通光孔。

可选地，所述电路模块包括：

电路板支架，固定于所述底座平台；

电路板，所述电路板固定于所述电路板支架，且与所述光发射装置、所述光接收装置和所述扫描模块电连接。

可选地，所述电路板支架包括固定于所述底座平台的长支架和与所述长支架固定安装的短支架；

所述电路板包括：

第一电路板，固定于所述短支架，位于所述短支架的第一侧，且设置于所述第一安装台的上方，且与所述光发射装置和所述扫描模块电连接；

第二电路板，与所述第一电路板电连接，固定于所述长支架，且位于第一安装台的侧边，且与所述光接收装置电连接。

可选地，所述电路板还包括：

第三电路板，固定于所述短支架，与所述第一电路板或所述第二电路板电连接，位于所述短支架的第二侧，且设置于所述第一安装台的上方。

可选地，所述电路板还包括：

第四电路板，与所述第一电路板、所述第二电路板或所述第三电路板电连接，固定于所述长支架和所述短支架的侧边，且位于第一安装台的上方。

可选地，所述光机模块具有对称结构，所述光电组件的数量为两组，两组所述光电组件关于所述扫描模块对称设置，所述第一安装台、所述第二安装台和反射镜安装台均具有对称结构，分别固定两组所述光电组件的各个所述光电器件。

可选地，所述第一安装台、所述第二安装台和所述底座平台一体成型。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明所提供的激光雷达，包括光电模块、扫描模块和电路模块，其中光机模块的底座设置有光电组件的各个光电器件的安装部，扫描模块固定于底座，且其扫描器件位于光电组件的上方，电路模块固定于底座且位于背离所述扫描模块的光束扫描的一侧。可以看出，本发明所提供的激光雷达，将各个部件进行模块化的设置，各个模块更加集成化，使得激光雷达易于组装和调试，可以在出现故障时，通过模块的更换实现维修，降低维修难度；并且在空间布局上，将扫描模块和电路模块均固定于光机模块的底座，扫描模块的扫描器件设置于光机模块的上方，电路模块设置于背离所述扫描模块的光束通道的一侧，从而各个模块的空间布局更合理，使得各个模块之间更加紧凑，减小激光雷达的体积；同时，还通过设置各个光电器件的安装部，方便各个光电器件的设置，也可以更好地使各个光电器件定位，进一步提高激光雷达的紧凑性，减小激光雷达的体积。

可选方案中，本发明所提供的激光雷达的底座包括底座平台、安装台和扫描支架，安装台固定于所述底座平台的上方，设置各个所述安装部，所述安装台的数量小于所述安装部的数量，扫描支架固定于所述安装台的上方，所述扫描模块包括固定脚和固定于所述固定脚的扫描框，所述固定脚固定于所述底座平台，所述扫描框固定于所述扫描支架；所述主板模块固定于所述底座平台。基于当前的设计，安装台的数量小于安装部的数量，且一个安装台上可以设置有多个安装部，使得安装部的设置更加紧凑，而扫描模块通过固定脚固定于底座平台，同时通过扫描框固定于扫描支架，且扫描支架固定于安装台的上方，可以充分利用安装台上方的空间，并保证扫描模块的固定稳定性，从而使得本发明所提供的激光雷达的空间利用更加合理，结构更为紧凑。

附图说明

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，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例所提供的一种激光雷达的结构示意图；

图2是图1所示的激光雷达的爆炸图；

图3是本发明实施例所提供的一种激光雷达的光机模组的结构示意图；

图4是本发明实施例所提供的一种激光雷达的底座的部分结构示意图；

图5是本发明实施例所提供的一种激光雷达的底座的部分结构另一示意图；

图6是本发明实施例所提供的一种激光雷达的光机模组的结构示意图；

图7是本发明另一实施例所提供的一种激光雷达的底座的部分结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，激光雷达的空间利用率、紧凑性较低。

为提高激光雷达的空间利用率和紧凑性，本发明实施例提供了一种激光雷达，包括：

光机模块，包括底座和光电组件，所述底座设置有用于固定安装所述光电组件的各个光电器件的安装部；

扫描模块，固定于所述底座，所述扫描模块的扫描器件位于所述光电组件的上方，与所述光电器件实现光束扫描；

电路模块，固定于所述底座，位于背离所述扫描模块的光束扫描的一侧，且与所述光电器件电连接。

这样，本发明所提供的激光雷达，将各个部件进行模块化的设置，各个模块更加集成化，使得激光雷达易于组装和调试，可以在出现故障时，通过模块的更换实现维修，降低维修难度；并且在空间布局上，将扫描模块和电路模块均固定于光机模块的底座，扫描模块的扫描器件设置于光机模块的上方，电路模块设置于背离所述扫描模块的光束通道的一侧，从而各个模块的空间布局更合理，使得各个模块之间更加紧凑，减小激光雷达的体积；同时，还通过设置各个光电器件的安装部，方便各个光电器件的设置，也可以更好地使各个光电器件定位，进一步提高激光雷达的紧凑性，减小激光雷达的体积。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本说明书所涉及到的指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位，以特定的方位构造，因此不能理解为对本发明的限制。

请参考图1-图3，图1是一种激光雷达的结构示意图；图2是图1所示的激光雷达的爆炸图；图3是本发明实施例所提供的一种激光雷达的光机模组的结构示意图。

如图1和图2中所示，本发明实施例所提供的激光雷达包括光机模块1、扫描模块2和电路模块3，其中，光机模块1，包括底座(图中未以标号标识)和光电组件(图中未以标号标识)，所述底座设置有固定安装所述光电组件的各个光电器件的安装部；扫描模块2，固定于所述底座，所述扫描模块2的扫描器件24位于所述光电组件的上方，与所述光电器件实现光束传播；电路模块3，固定于所述底座，位于背离所述扫描模块2的光束扫描的一侧，且与所述光电器件电连接。

需要说明的是，本文所述的光电器件的安装部是指各个光电器件对应有相应的安装部，且与光电器件的形状和结构相匹配，各个光电器件能够容易地安装于底座。

容易理解的是，电路模块3位于背离所述扫描模块2的光束扫描的一侧，是指电路模块3的设置位置不会影响扫描模块2的光束扫描，可以位于扫描模块2的光束传播方向的侧面、背面或者上面，只要不影响扫描模块2照射的光束向三维空间的传播即可。

这样，当进行激光雷达的组装时，由于光机模块1的底座设置有安装部，可以首先将光电组件的各个光电器件安装于对应的安装部，或者直接获取已经安装好各个光电器件的光机模块1，然后将扫描模块2安装于光机模块1的底座，并保证光电器件与扫描器件24之间的光束传播，即经光电器件传播的光束能够照射到扫描器件24，扫描器件24接收的扫描光束也能够照射到光电器件，并将电路模块3固定于底座，使得电路模块3与光电器件之间实现电连接，保证电路模块3接收到经光电转换的电信号，并进行信号的处理。

当然，扫描模块2和电路模块3的安装顺序可以根据需要进行调整，也可以先进行电路模块3的安装，然后进行扫描模块2的安装。

当利用激光雷达进行探测时，光机模块1的光电组件发出发射光束，并照射至扫描模块2的扫描器件24，扫描器件24改变光束的方向，照射至三维空间，对三维空间进行扫描，发射光束经过三维空间的物体的反射后照射至扫描器件24，得到接收光束，扫描器件24再将接收光束传播至光电组件，然后经光电转换后传输至电路模块3，电路模块3对其进行处理。

可以看出，本发明所提供的激光雷达，将各个部件进行模块化的设置，各个模块更加集成化，例如，可以将已经安装好各个光电器件的光机模块1作为一个整体部件来组装，使得激光雷达易于组装和调试，可以在出现故障时，通过模块的更换实现维修，降低维修难度；并且在空间布局上，将扫描模块和电路模块均固定于光机模块的底座，扫描模块的扫描器件设置于光机模块的上方，电路模块设置于背离所述扫描模块的光束通道的一侧，从而各个模块的空间布局更合理，使得各个模块之间更加紧凑，减小激光雷达的体积；同时，还通过设置各个光电器件的安装部，方便各个光电器件的设置，也可以更好地使各个光电器件定位，进一步提高激光雷达的紧凑性，减小激光雷达的体积。

如图2和图3所示，在一种具体实施方式中，为了方便各个光电器件以及扫描模块2和电路模块3的安装，本发明实施例所提供的激光雷达的光机模块1的底座可以包括底座平台11、安装台12和扫描支架13，其中：

安装台12，固定于底座平台11的上方，设置各个安装部，安装台12的数量小于安装部的数量；

扫描支架13，固定于安装台12的上方；

扫描模块2包括固定脚23和固定于固定脚23的扫描框22，固定脚23固定于底座平台11，扫描框23固定于扫描支架13；

电路模块3固定于底座平台11。

其中，安装部包括发射装置安装部1211、偏振分光器件安装部1212和接收装置安装部1213、器件安装部1221和第一反射镜安装部等等。

在进行激光雷达的组装时，首先将各个光电器件安装于设置于安装台12的安装部，将扫描支架13固定于安装台12的上方，然后将组装好的扫描模块2按照预定位置进行放置，使得扫描模块2的扫描框22支撑于扫描支架，固定脚23支撑于底座平台11，然后将固定脚23与底座平台11固定连接，将扫描框22与扫描支架13固定连接，在将组装好的电路模块3与底座平台11固定连接。

容易理解的是，底座平台11作为激光雷达的支撑平台，可以方便设置激光雷达的其他模块和光电组件等，安装台12可以更方便地设置各个安装部，满足安装部的设置要求，并且安装台12的数量小于安装部的数量，使得光电器件的安装更为紧凑，扫描支架13可以保证扫描模块2的稳定性。

这样，基于当前的设计，安装台的数量小于安装部的数量，且一个安装台上可以设置有多个安装部，使得安装部的设置更加紧凑，而扫描模块通过固定脚固定于底座平台，同时通过扫描框固定于扫描支架，且扫描支架固定于安装台的上方，可以充分利用安装台上方的空间，并保证扫描模块的固定稳定性，从而使得本发明实施例所提供的激光雷达的空间利用更加合理，结构更为紧凑。

请结合图3，参考图4-图6，图4是本发明实施例所提供的一种激光雷达的底座的部分结构示意图，图5是本发明实施例所提供的一种激光雷达的底座的部分结构另一示意图；图6是本发明实施例所提供的一种激光雷达的光机模组的结构示意图。

在一种具体实施方式中，本发明实施例所提供的安装台12包括：

第一安装台121，固定于底座平台11，设置有发射装置安装部1211、偏振分光器件安装部1212和接收装置安装部1213，分别固定安装光电组件的光发射装置4、偏振分光器件5和光接收装置(图中未示出)，适于光发射装置4发射的光束照射至偏振分光器件5并进行反射，以及光接收装置接收偏振分光器件5透射的光束；

第二安装台122，固定于底座平台11，设置有器件安装部1221，固定安装光电组件的透镜9和波片7，适于透镜9接收所述偏振分光器件5反射的光束并经聚焦处理后照射至所述波片7进行偏振调整，或者接收经所述波片7偏振调整后的光束，并经聚焦处理后照射至所述偏光分光器件5；

反射镜安装台123，固定于底座平台11，与第一安装台121分别位于第二安装台122的两侧，设置有第一反射镜安装部(图中未以标号示出)，固定安装光电组件的第一反射镜6，适于第一反射镜6接收经波片发出的光束并反射至扫描模块2的扫描器件24或者将扫描器件24照射的光束反射至波片。

具体地，偏振分光器件5可以为偏振分光棱镜(polarizing Beam Splitter，PBS)，还可以为偏振分光片。光发射装置5可以为半导体激光器，包括垂直腔面发射激光器(VCSEL)或边发射激光器(EEL)，以在保证分辨率的前提下降低成本，另外一个光发射装置5可以包括多个半导体激光器，比如2个、4个或者更多，以进一步提高探测覆盖率和分辨率。波片7可以为1/4波片，使得通过偏振分光器件5反射的光束经过波片7后，偏振方向发生改变，照射至偏振分光器件5后透射至光接收装置。

可以理解的是，第一安装台121、第二安装台122和反射镜安装台123固定于底座平台11的方式可以为：1)第一安装台121、第二安装台122和反射镜安装台123中的至少一个通过连接部件固定于底座平台11，或者，2)第一安装台121、第二安装台122和反射镜安装台123中的至少一个与底座平台11一体成型。

在一种具体实施方式中，本发明实施例所提供的激光雷达的第一安装台121和第二安装台122与底座平台11一体成型，反射镜安装台123通过连接部件固定于底座平台11，从而提高安装台的加工精度的同时，降低加工难度。

当激光雷达工作时，光发射装置4发射的光束照射至偏振分光器件5，经偏振分光后，将反射的光束照射至透镜9进行聚焦处理，进而照射至波片7，波片7对光束进行偏振方向调整后，照射至第一反射镜6，第一反射镜6将光束进行反射至扫描器件24，扫描器件24在扫描模块2的驱动装置的驱动下转动，使得光束对三维空间进行扫描，并且产生反射光束，反射光束照射至扫描器件24，然后反射至第一发射镜6，经第一反射镜6反射后照射至波片7，再次进行偏振方向调整后照射至透镜9，经聚焦处理后照射至偏振分光器件5，由于经过偏振分光器件5反射的光束，两次经过了波片，从而得到的光束再次经过偏振分光器件5时，可以透过偏振分光器件5，照射至光接收装置，进行光电转换，进而传输至电路模块3。

在一种具体实施方式中，请继续参考图1和图2，扫描模块2的固定脚23可以设置于位于第一安装台121和第二安装台122之间，固定脚23设置有通光孔231，这样固定脚23开设通光孔231，可以保证安装于第一安装台121和安装于第二安装台122的光电器件之间的光路传播，同时扫描模块2的安装位置可以充分利用第一安装台121和第二安装台122之间的空间，提高激光雷达各部件的紧凑性。

具体地，扫描器件24可以为振镜，扫描模块还包括驱动装置，用于驱动振镜转动，使光束对三维空间进行扫描，以及接收三维空间反射的光束。

这样，第一安装台121、第二安装台122和反射镜安装台123使得各个光电器件能够在满足光束传播需要的基础上，设置更为合理，保证满足器件紧凑性的要求，同时还可以降低安装台加工的难度，并且在第一安装台121上设置发射装置安装部1211、偏振分光器件安装部1212和接收装置安装部1213，使得偏振分光器件5和光发射装置4以及光接收装置之间的距离较近，还可以使得偏振分光器件5设置于光发射装置4和光接收装置之间，用于反射光发射装置4发射的光束，同时透射反射光束以被光接收装置接收，形成同轴光路，从而可以提高同轴光路中光接收装置和光发射装置4的收发对准的可靠性。在另一种具体实施方式中，本发明实施例所提供的激光雷达的电路模块3可以包括：

电路板支架31，固定于底座平台11；

电路板32，电路板32固定于电路板支架31，且与光发射装置4、光接收装置和扫描模块2电连接。

电路板支架31的设置，可以很方便地实现电路板32的安装，并且方便电路模块3与固定底座的连接。

为了提高电路模块的处理能力和处理速度，在一种具体实施方式中，可以设置至少两个电路板，为了方便各个电路板的安装，本发明实施例所提供的激光雷达的电路板支架31可以包括固定于底座平台的长支架311和与长支架311固定安装的短支架312；电路板32可以包括：

第一电路板322，固定于短支架312，位于短支架312的第一侧，且设置于第一安装台121的上方，且光发射装置4与扫描模块2电连接；

第二电路板321，与第一电路板322电连接，固定于长支架311，且位于第一安装台121的侧边，且与光接收装置电连接第二电路板321，与第一电路板322电连接可以保证二者之间电信号的传输，具体可以通过软排线进行电连接。

可见，第一电路板322通过固定于短支架312，设置于第一安装台121的上方，从而使得电路模块3的设置位置能够充分地利用第一安装台121上方的空间，同时与扫描模块2共同使得激光雷达的形状更规整，同时，第一电路板322也可以很方便地与扫描模块2和光发射装置4电连接，而第二电路板321，通过与长支架311的固定，设置于第一安装台121的侧边，一方面保证电路板支架31连接，方便与光接收装置电连接，同时也充分利用激光雷达的空间，进一步提高设备的紧凑性。

当然，在其他具体实施方式中，光发射装置4和扫描模块2也可以与第二电路板321电连接，光接收装置也可以与第一电路板322电连接。

为了进一步提高电路模块的处理能力和处理速度，在一种具体实施方式中，电路板还可以包括：第三电路板(图中未示出)，固定于短支架312，与第一电路板322或者第二电路板321电连接，位于短支架312的第二侧，且设置于第一安装台121的上方。第三电路板的设置可以进一步提高电路模块的处理能力，并在此基础上充分利用第一安装台121上方的空间。

容易理解的是，第三电路板与第一电路板322或第二电路板321也可以通过软排线进行电连接，由于第二电路板321与第一电路板322电连接，第三电路板与第一电路板322或第二电路板321电连接，因此，三个电路板均也是电连接。

进一步地，电路板32还可以包括：第四电路板323，与第一电路板322、第二电路板321或第三电路板电连接，固定于长支架311和短支架312的侧边，且位于第一安装台的上方。从而可以进一步增加电路板的数量，提高激光雷达的处理效率和处理能力，同时，提高光电器件设置的紧凑性。

在另一种具体实施方式中，为了方便偏振分光器件5的安装，减小偏振分光器件5安装时的装调难度和装调时间，如图4所示，本发明实施例所提供的激光雷达的偏振分光器件包括偏振分光棱镜，偏振分光器件安装部1212可以包括：

支撑底座12122，固定于底座平台11，包括偏振分光器件支撑面(即图中所示支撑底座12122的上表面)；

第一限位侧壁12121，固定于支撑底座12122，包括与偏振分光器件支撑面相垂直的第一限位面(即图中所示与偏振分光器件支撑面相交的表面)。

这样，当激光雷达工作时，光发射装置4发射的光束照射至偏振分光棱镜，部分光束被反射照射至透镜并进行三维环境的扫描和反射，并最终经过出射透射孔被光接收装置接收；部分光束透射，照射至偏振分光棱镜的在光发射装置4照射的光束延伸方向的表面，表面涂有消光材料，从而实现消光，避免不发挥探测作用的光束对激光雷达的探测产生不良的影响。

如图4所示，支撑底座12122和第一限位侧壁12121的设置，在进行偏振分光棱镜的安装时，可以使得偏振分光棱镜放置于偏振分光安装部，并且使得两个相邻的平面分别与偏振分光器件支撑面和第一限位面贴合，就能够满足安装要求，不需要再次进行角度位置等的装调，从而可以降低装调难度，提高装调效率。

为了降低杂散光对于激光雷达的探测精度的影响，如图4所示，在一种具体实施方式中，本发明实施例所提供的激光雷达的支撑底座12122和发射装置安装部1211分别位于第一限位侧壁12121的两侧，第一限位侧壁12121设置有入射透光孔1216，适于光发射装置4发射的光束通过入射透光孔1216照射至偏振分光器件5。

这样，当激光雷达工作时，光发射装置4发射的光束，在传播过程中会不断发散，经过入射透射孔1216时，发散的光束一部分就不能照射至入射透射孔1216，被入射透射孔1216的侧壁遮挡，从而消除这部分杂散光，不会照射至偏振分光器件5，降低杂散光在光束传播和探测过程中对探测精度的影响。

进一步地，为了在消除杂散光的同时，避免过多的光束被消除，保证光束的出射，在一种具体实施方式中，本发明实施例所提供的激光雷达的入射透光孔1216可以包括：

第一入射透光孔，

第二入射透光孔，第二入射透光孔的截面覆盖第一入射透光孔的截面，且第二入射透光孔的截面面积大于第一入射透光孔的截面面积，光发射装置发射的光束依次通过第一入射透光孔和第二入射透光孔。

容易理解的是，第二入射透光孔的截面覆盖第一入射透光孔的截面且第二入射透光孔的截面面积大于第一入射透光孔的截面面积是指，第一入射透光孔和第二入射透光孔构成了阶梯孔，并且从第二入射透光孔沿着孔的延伸方向看过去，能够看到完整的第一入射透光孔的截面。

具体地，第一入射透光孔和第二入射透光孔的横截面形状可以相同也可以不同，二者的中心可以重合也可以不重合，第一入射透光孔和第二入射透光孔的横截面形状可以根据需要进行确定，比如：圆形、方形、长圆形等等。

在一实施例中，入射透光孔1216可以包括长圆孔，为了使得光发射装置5所发射的光束最大概率地通过入射透光孔1216，可以设置长圆孔的长边与偏振分光器件支撑面之间的夹角与发射装置安装部1211的安装面与偏振分光器件支撑面之间的夹角相同。

长圆孔是指如图4中所示的形状，以提高对于杂光的消除效果。

需要说明的是，长圆孔的长边是指长远孔的横截面中，具有直线段的侧边，长圆孔的长边与偏振分光器件支撑面之间的夹角，是指直线段在与偏振分光器件支撑面垂直的平面内，与偏振分光器件支撑面之间的夹角。

如图3和图4所示，发射装置安装部1211的安装面与偏振分光器件支撑面之间的夹角可以小于90°，那么，长圆孔的长边与偏振分光器件支撑面之间的夹角也小于90°，且二者相等。当然，请参考图6，图6是本发明另一实施例所提供的一种激光雷达的底座的部分结构示意图，如图中所示，在另一实施例中，发射装置安装部1211的安装面与偏振分光器件支撑面之间的夹角也可以等于90°，那么，长圆孔的长边与偏振分光器件支撑面之间的夹角也等于90°。

发射装置安装部1211的安装面与偏振分光器件支撑面之间的夹角可以小于90°，即光发射装置5倾斜设置，能够增大探测覆盖率。

长圆孔的长边与偏振分光器件支撑面之间的夹角与发射装置安装部1211的安装面与偏振分光器件支撑面之间的夹角相同，可以保证安装于发射装置安装部1211的光发射装置4所发出的光束能够满足消除杂光的要求，同时能够有效地使所述光束通过入射透光孔1216，保证激光雷达的点云分辨率。

进一步的，为了进一步方便偏振分光棱镜的组装，并提高限位效果，本发明实施例所提供的激光雷达的偏振分光器件安装部1212还可以包括第二限位侧壁12123，固定于支撑底座12122，且包括与偏振分光器件支撑面和第一限位面均垂直的第二限位面。

为了充分利用空间，提高激光雷达的紧凑性，接收装置安装部1213和偏振分光器件安装部1212的支撑底座12122分别位于第二限位侧壁12123的两侧，第二限位侧壁12123设置有出射透光孔1215，适于偏振分光器件5透射的光束通过出射透光孔1215照射至光接收装置。

这样，第二限位侧壁12123一方面可以降低偏振分光棱镜的组装难度，提高组装可靠性，另一方面可以为光接收装置的安装提供安装空间，提高激光雷达的紧凑性，同时，为了保证光束从偏振分光器件5照射至光接收装置所开设的出射透光孔1215，还可以同时起到消除杂光的作用。

当然，出射透光孔1215的设置方式与光接收装置的接收面的设置方式相互对应，保证光束的接收。

在另一种具体实施方式中，为了提高光接收装置所接收的光束的效果，第二限位侧壁12123还可以设置有滤光片安装部1214，固定安装光电组件的滤光片，适于滤光片接收偏振分光元件5透射的光束，并经滤光后照射至光接收装置。

滤光片的设置可以对偏振分光元件5透射的光束进行滤波，从而降低不必要的光束对于探测效果的影响，直接在第二限位侧壁12123上设置滤光片安装部1214，不仅可以方便滤光片的设置，而且充分利用了第二限位侧壁的厚度空间，进一步提高激光雷达的紧凑性，减小激光雷达的尺寸。

当然，照射至滤光片的光束还可以首先经过出射透光孔1215进行杂散光的消除，也就是滤光片安装部1214可以开设于出射透光孔1215的光束传输方向的后方，使得光接收装置接收的光束经过杂散光消除的同时还经过滤光片的滤光。

为了提高用于探测的光束的质量，在另一种具体实施方式中，本发明实施例所提供的激光雷达的光电组件还可以包括线偏振片，为此第一限位侧壁12121还设置有线偏振片安装部(图中未示出)，固定安装光电组件的线偏振片，适于线偏振片接收光发射装置5发射的光束并照射至偏振分光器件。

线偏振片的设置可以对光发射装置5发射的光束进行偏振处理，得到与偏振片的偏振角度相垂直的光束，提高用于扫描的光束的质量以及探测效果，而将线偏振片安装部设置于第一限位侧壁12121可以在不增加占用空间的基础上增加光电器件，提高激光雷达的结构紧凑性，减小激光雷达的体积。

如图7所示，为了保证透镜9和波片7的安装牢固性，同时满足光束传输路径要求的情况下，减小所占用的空间，第二安装台122设置有安装孔，器件安装部1221位于安装孔内。

在另一种具体实施方式中，还可以在透镜9和波片7之间设置隔圈8，隔圈8的设置可以保证透镜9和波片7的安装稳定性，同时提供热补偿，降低高低温情况下碎裂的风险，提高激光雷达的稳定性。

具体地，隔圈8的材料可以为钢材，也可以为铝合金材料，隔圈8的膨胀系数与玻璃相近，从而可以提高热稳定性。

如图5所示，在另一种具体实施方式中，为了改变光束传输的方向，提高各光电器件设置的紧凑性，进一步减小激光雷达的体积，第二安装台122还设置有第二反射镜安装部1223，固定安装光电组件的第二反射镜，适于第二反射镜接收偏振分光器件5反射的光束并反射至透镜9，或者接收透镜9聚焦处理后的光束并反射至偏振分光器件5。

具体地，第二安装台122可以包括：

第一侧壁1224，固定于底座平台11，设置有第二反射镜安装部1223；

第二侧壁1225，固定于底座平台11，与第一侧壁1224之间具有预定夹角且固定连接，设置有安装孔，器件安装部1221位于安装孔内。

第一侧壁1224和第二侧壁1225之间的夹角能够保证经第二反射镜反射的光束照射至透镜9，或者透镜9的出射光束照射至第二反射镜。

第一侧壁1224和第二侧壁1225的结构设置，可以保证光束传播的实现，而且结构简单，可以降低第二安装台122的加工难度。

为了充分利用空间，保证激光雷达结构的紧凑性，扫描器件24(示于图2中)设置于安装台12的上方，在激光雷达工作过程中第一反射镜6(示于图3中)与扫描器件24之间需要实现光束传播，为了保证光束传播的顺畅性，第二侧壁1225的顶部设置有通光凹槽1222(示于图4中)，适于扫描器件24和第一反射镜6之间的光束传播。

当然在另一种具体实施方式中，所述偏振分光器件包括偏振分光片，如图6所示，所述偏振分光器件安装部包括：

支撑底座12122，固定于所述底座平台11，包括偏振分光器件支撑面；

安装侧壁12124，固定于所述支撑底座12122，包括与所述偏振分光器件支撑面相垂直的安装面，所述安装面与光束的入射方向的夹角为45°，适于安装所述偏振分光片，安装侧壁开设有消光孔1217和出射透光孔(图中未示出)，所述消光孔1217的延伸方向和所述出射透光孔的延伸方向垂直，所述消光孔1217的孔壁设置有消光材料或所述消光孔1217内设置消光器件。

需要说明的是，光接收装置的安装位置与图5所示的光接收装置的安装位置相同。

当激光雷达工作时，光发射装置4发射的光束照射至偏振分光片，部分光束被反射照射至透镜并进行三维环境的扫描和反射，并最终经过出射透射孔被光接收装置接收；部分光束透射，照射至消光孔1217，消光孔1217内设置有消光器件或者消光孔1217的孔壁上设置有消光材料，从而实现消光，避免不发挥探测作用的光束对激光雷达的探测产生不良的影响。

可见，本发明实施例所提供的激光雷达的偏振分光器件安装部的结构，一方面可以满足偏振分光片的安装需要，同时还能够实现消光。

具体地，消光孔1217可以为阶梯孔，便于部分光束透射，同时易于在孔壁上设置消光材料或消光器件。

在另一种具体实施方式中，为了提高激光雷达的视场范围，本发明实施例所提供的激光雷达的光机模块1可以具有对称结构，光电组件的数量为两组，两组光电组件关于扫描模块2对称设置，第一安装台121、第二安装台122和反射镜安装台123均具有对称结构，分别固定两组光电组件的各个光电器件。

需要说明的是，本文所述的关于扫描模块2对称设置是指关于在激光雷达的光束出射方向上的扫描模块的中间平面对称设置，即如图1-图3所示的结构。

这样，可以获取两组光电组件的视场范围，通过视场拼接，可以得到较大的视场范围，提高激光雷达的探测范围。

虽然本发明实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (24)

1.一种激光雷达，其特征在于，包括：

光机模块，包括底座和光电组件，所述底座设置有固定安装所述光电组件的各个光电器件的安装部；

扫描模块，固定于所述底座，所述扫描模块的扫描器件位于所述光电组件的上方，与所述光电器件实现光束传播；

电路模块，固定于所述底座，位于背离所述扫描模块的光束扫描的一侧，且与所述光电器件电连接。

2.如权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述底座包括：

底座平台；

安装台，固定于所述底座平台的上方，设置各个所述安装部，所述安装台的数量小于所述安装部的数量；

扫描支架，固定于所述安装台的上方；

所述扫描模块包括固定脚和固定于所述固定脚的扫描框，所述固定脚固定于所述底座平台，所述扫描框固定于所述扫描支架；

所述电路模块固定于所述底座平台。

3.如权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，所述安装台包括：

第一安装台，固定于所述底座平台，设置有发射装置安装部、偏振分光器件安装部和接收装置安装部，分别固定安装所述光电组件的光发射装置、偏振分光器件和光接收装置，适于所述光发射装置发射的光束照射至所述偏振分光器件并进行反射，以及所述光接收装置接收所述偏振分光器件透射的光束；

第二安装台，固定于所述底座平台，设置有器件安装部，固定安装所述光电组件的透镜和波片，适于所述透镜接收所述偏振分光器件反射的光束并经聚焦处理后照射至所述波片进行偏振调整，或者接收经所述波片偏振调整后的光束，并经聚焦处理后照射至所述偏光分光器件；

反射镜安装台，固定于所述底座平台，与所述第一安装台分别位于所述第二安装台的两侧，设置有第一反射镜安装部，固定安装所述光电组件的第一反射镜，适于所述第一反射镜接收经所述波片发出的光束并反射至所述扫描模块的扫描器件或者将所述扫描器件照射的光束反射至所述波片。

4.如权利要求3所述的激光雷达，其特征在于，偏振分光器件包括偏振分光棱镜，所述偏振分光器件安装部包括：

支撑底座，固定于所述底座平台，包括偏振分光器件支撑面；

第一限位侧壁，固定于所述支撑底座，包括与所述偏振分光器件支撑面相垂直的第一限位面。

5.如权利要求4所述的激光雷达，其特征在于，所述支撑底座和所述发射装置安装部分别位于所述第一限位侧壁的两侧，所述第一限位侧壁设置有入射透光孔，适于所述光发射装置发射的光束通过所述入射透光孔照射至所述偏振分光器件。

6.如权利要求5所述的激光雷达，其特征在于，所述入射透光孔包括：

第一入射透光孔，

第二入射透光孔，所述第二入射透光孔的截面覆盖所述第一入射透光孔的截面，且所述第二入射透光孔的截面面积大于所述第一入射透光孔的截面面积，所述光发射装置发射的光束依次通过所述第一入射透光孔和第二入射透光孔。

7.如权利要求5所述的激光雷达，其特征在于，所述入射透光孔包括长圆孔，所述长圆孔的长边与所述偏振分光器件支撑面之间的夹角与所述发射装置安装部的安装面与所述偏振分光器件支撑面之间的夹角相同。

8.如权利要求7所述的激光雷达，其特征在于，所述偏振分光器件安装部还包括第二限位侧壁，固定于所述支撑底座，且包括与所述偏振分光器件支撑面和所述第一限位面均垂直的第二限位面。

9.如权利要求8所述的激光雷达，其特征在于，所述接收装置安装部和所述偏振分光器件安装部的支撑底座分别位于所述第二限位侧壁的两侧，所述第二限位侧壁设置有出射透光孔，适于所述偏振分光器件透射的光束通过所述出射透光孔照射至所述光接收装置。

10.如权利要求8所述的激光雷达，其特征在于，第二限位侧壁还设置有滤光片安装部，固定安装所述光电组件的滤光片，适于所述滤光片接收所述偏振分光元件透射的光束，并经滤光后照射至所述光接收装置。

11.如权利要求4所述的激光雷达，其特征在于，所述第一限位侧壁还设置有线偏振片安装部，固定安装所述光电组件的线偏振片，适于所述线偏振片接收所述光发射装置发射的光束并照射至所述偏振分光器件。

12.如权利要求3所述的激光雷达，其特征在于，所述偏振分光器件包括偏振分光片，所述偏振分光器件安装部包括：

支撑底座，固定于所述底座平台，包括偏振分光器件支撑面；

安装侧壁，固定于所述支撑底座，包括与所述偏振分光器件支撑面相垂直的安装面，所述安装面与光束的入射方向的夹角为45°，适于安装所述偏振分光片，所述安装侧壁开设有消光孔和出射透光孔，所述消光孔的延伸方向和所述出射透光孔的延伸方向垂直，所述消光孔的孔壁设置有消光材料或所述消光孔内设置消光器件。

13.如权利要求3所述的激光雷达，其特征在于，所述第二安装台设置有安装孔，所述器件安装部位于所述安装孔内。

14.如权利要求3所述的激光雷达，其特征在于，还包括：

隔圈，设置于所述透镜和所述波片之间。

15.如权利要求13所述的激光雷达，其特征在于，所述第二安装台还设置有第二反射镜安装部，固定安装所述光电组件的第二反射镜，适于所述第二反射镜接收所述偏振分光器件反射的光束并反射至所述透镜，或者接收所述透镜聚焦处理后的光束并反射至所述偏振分光器件。

16.如权利要求15所述的激光雷达，其特征在于，所述第二安装台包括：

第一侧壁，固定于所述底座平台，设置有所述第二反射镜安装部；

第二侧壁，固定于所述底座平台，与所述第一侧壁之间具有预定夹角且固定连接，设置有所述安装孔。

17.如权利要求16所述的激光雷达，其特征在于，所述第二侧壁的顶部设置有通光凹槽，适于所述扫描器件和所述第一反射镜之间的光束传播。

18.如权利要求3-17任一项所述的激光雷达，其特征在于，所述扫描模块的固定脚位于所述第一安装台和所述第二安装台之间，所述固定脚设置有通光孔。

19.如权利要求3-17任一项所述的激光雷达，其特征在于，所述电路模块包括：

电路板支架，固定于所述底座平台；

电路板，所述电路板固定于所述电路板支架，且与所述光发射装置、所述光接收装置和所述扫描模块电连接。

20.如权利要求19所述的激光雷达，其特征在于，所述电路板支架包括固定于所述底座平台的长支架和与所述长支架固定安装的短支架；

所述电路板包括：

第一电路板，固定于所述短支架，位于所述短支架的第一侧，且设置于所述第一安装台的上方，且与所述光发射装置和所述扫描模块电连接；

第二电路板，与所述第一电路板电连接，固定于所述长支架，且位于第一安装台的侧边，且与所述光接收装置电连接。

21.如权利要求20所述的激光雷达，其特征在于，所述电路板还包括：

第三电路板，固定于所述短支架，与所述第一电路板或所述第二电路板电连接，位于所述短支架的第二侧，且设置于所述第一安装台的上方。

22.如权利要求21所述的激光雷达，其特征在于，所述电路板还包括：

第四电路板，与所述第一电路板、所述第二电路板或所述第三电路板电连接，固定于所述长支架和所述短支架的侧边，且位于第一安装台的上方。

23.如权利要求3-17任一项所述的激光雷达，其特征在于，所述光机模块具有对称结构，所述光电组件的数量为两组，两组所述光电组件关于所述扫描模块对称设置，所述第一安装台、所述第二安装台和反射镜安装台均具有对称结构，分别固定两组所述光电组件的各个所述光电器件。

24.如权利要求3-17任一项所述的激光雷达，其特征在于，所述第一安装台、所述第二安装台和所述底座平台一体成型。

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