CN114660580A - 一种激光雷达接收光路的调试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及激光雷达接收光路的调试装置及方法，其中装置包括装载激光收发模组的第一载具、装载接收镜筒的第二载具和位置调节单元，激光收发模组上设置有激光发射单元、光电探测器以及容纳装配接收镜筒的接收通道，光电探测器位于接收通道内；位置调节单元用于在X轴、Y轴以及Z轴方向上调节接收镜筒在接收通道的安装位置；应用本发明的通过调节接收镜筒方式，可以调节接收透镜XYZ轴三个维度，能在不动其他器件的情况下，直接将模组调好，减少了装配时间，同时提升产品的精度。
Description
技术领域
本发明涉及激光雷达技术领域，更具体地说，涉及一种激光雷达接收光路的调试装置及方法。
背景技术
ToF测距技术的基本原理是通过激光器发射调制过的光脉冲，遇到物体反射后，用光电探测器接收反射回来的光脉冲，并根据激光发射到光电探测器接收到反射激光的时间t,结合光速来计算距离的一种方式；
ToF测距系统的组成主要包括：激光发射单元,激光接收单元和信号处理单元。发射单元的主要作用是发射准直的激光光束照射目标，它主要由激光器和准直透镜组成，激光接收单元主要的主要作用是接收回波信号，由接收透镜，滤光片和光电探测器等组成，信号处理单元主要的主要作用是处理回波信号，由各种光电元器件组成。
关于接收光学调试，现有的技术固定激光管,将光电探测器焊在PCB板上，同时，将PCB板固定至固定模组上，通过调节接收透镜在接收光通道与探测器的距离实现调焦，现有设计对于光电探测器的最佳位置存在局限性，无法进行灵活调节，以达到最佳接收光斑的位置。另外，现有设计接收透镜镜筒目前只能调试单一轴向方向，即通过螺丝的透镜镜筒进行上下调试，不利于提高调试工作效率、以及探测的精度，对雷达产品的精度以及调试效率具有极大的制约。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种激光雷达接收光路的调试装置及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
构造一种激光雷达接收光路的调试装置，其中，包括装载激光收发模组的第一载具、装载接收镜筒的第二载具和位置调节单元，所述激光收发模组上设置有激光发射单元、光电探测器以及容纳装配所述接收镜筒的接收通道，所述光电探测器位于所述接收通道内；所述位置调节单元用于在X轴、Y轴以及Z轴方向上调节所述接收镜筒在所述接收通道的安装位置。
本发明所述的激光雷达接收光路的调试装置，其中，所述位置调节单元包括进行Y轴移动调节的Y轴移动单元、带动所述Y轴移动单元沿X轴移动调节的X轴移动单元，以及带动所述X轴移动单元沿Z轴移动调节的Z轴移动单元。
本发明所述的激光雷达接收光路的调试装置，其中，所述激光收发模组包括雷达PCB板，所述雷达PCB板上设置有固定件和所述光电探测器，所述固定件上设置有所述激光发射单元和所述接收通道。
本发明所述的激光雷达接收光路的调试装置，其中，所述装置还包括第一安装板，所述第一安装板上设置有所述第二载具以及所述位置调节单元，所述第一载具由所述Y轴移动单元带动进行Y轴移动。
本发明所述的激光雷达接收光路的调试装置，其中，所述第二载具设置有装载所述接收镜筒的第一通孔；所述第一安装板上设置有滑动连接所述第二载具的第一滑动组件，所述第二载具滑动方向沿朝向或背离所述激光发射单元方向。
本发明所述的激光雷达接收光路的调试装置，其中，所述装置还包括第二安装板，所述第二安装板上设置有所述第一载具以及所述位置调节单元，所述第二载具由所述Y轴移动单元带动进行Y轴移动。
本发明所述的激光雷达接收光路的调试装置，其中，所述第二载具设置有装载所述接收镜筒的第二通孔；所述第二安装板上设置有滑动连接所述第一载具的第二滑动组件，所述第一载具滑动方向沿朝向或背离所述接收镜筒方向。
一种激光雷达接收光路的调试方法，应用于如上述的激光雷达接收光路的调试装置，其实现方法如下：
将激光收发模组安装在第一载具上，将接收镜筒安装在第二载具上；
移动第一载具以及第二载具，使得接收镜筒伸入接收通道内，而后开启激光发射单元；
依据光电探测器获取的图像来操作位置调节单元，进行X轴、Y轴以及Z轴调节接收镜筒在接收通道的安装位置；
位置调节完成后将接收镜筒固定在接收通道内。
一种激光雷达接收光路的调试方法，应用于如上述的激光雷达接收光路的调试装置，其实现方法如下：
将激光收发模组安装在第一载具上，将接收镜筒安装在第二载具上的第一通孔内；
依靠第一滑动组件滑动接收镜筒，使得接收镜筒伸入接收通道内，而后开启激光发射单元；
依据光电探测器获取的图像来操作X轴移动单元、Y轴移动单元以及Z轴移动单元，分别对应从X轴、Y轴以及Z轴方向调节激光收发模组位置，以改变接收镜筒在接收通道的安装位置；
位置调节完成后将接收镜筒固定在接收通道内。
一种激光雷达接收光路的调试方法，应用于如上述的激光雷达接收光路的调试装置，其实现方法如下：
将激光收发模组安装在第一载具上，将接收镜筒安装在第二载具上的第二通孔内；
依靠第二滑动组件滑动激光收发模组，使得接收镜筒伸入接收通道内，而后开启激光发射单元；
依据光电探测器获取的图像来操作X轴移动单元、Y轴移动单元以及Z轴移动单元，分别对应从X轴、Y轴以及Z轴方向调节接收镜筒位置，以改变接收镜筒在接收通道的安装位置；
位置调节完成后将接收镜筒固定在接收通道内。
本发明的有益效果在于：应用本发明的通过调节接收镜筒方式，可以调节接收透镜XYZ轴三个维度，能在不动其他器件的情况下，直接将模组调好，减少了装配时间，同时提升产品的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，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，还可以根据这些附图获得其他附图：
图1是本发明实施例一的激光雷达接收光路的调试装置结构示意图；
图2是本发明实施例一的激光雷达接收光路的调试装置激光收发模组剖视图；
图3是本发明实施例二的激光雷达接收光路的调试装置结构示意图；
图4是本发明实施例二的激光雷达接收光路的调试装置另一角度结构示意图；
图5是本发明实施例二的激光雷达接收光路的调试装置激光收发模组剖视图；
图6是本发明实施例三的激光雷达接收光路的调试装置结构示意图；
图7是本发明实施例三的激光雷达接收光路的调试装置另一角度结构示意图；
图8是本发明实施例四的激光雷达接收光路的调试方法流程图；
图9是本发明实施例四的激光雷达接收光路的调试方法上位机软件获得的光电探测器点云数据图谱；
图10是本发明实施例五的激光雷达接收光路的调试方法流程图；
图11是本发明实施例六的激光雷达接收光路的调试方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例一
本发明较佳实施例的激光雷达接收光路的调试装置，如图1所示，同时参阅图2，包括装载激光收发模组1的第一载具2、装载接收镜筒3的第二载具4和位置调节单元5，激光收发模组1上设置有激光发射单元10、光电探测器11以及容纳装配接收镜筒3的接收通道12，光电探测器11位于接收通道12内；位置调节单元5用于在X轴、Y轴以及Z轴方向上调节接收镜筒3在接收通道12的安装位置；
将激光收发模组1安装在第一载具2上，将接收镜筒3安装在第二载具4上；移动第一载具2以及第二载具4，使得接收镜筒3伸入接收通道12内，而后开启激光发射单元10；依据光电探测器11获取的图像来操作位置调节单元，进行X轴、Y轴以及Z轴调节接收镜筒3在接收通道12的安装位置；位置调节完成后将接收镜筒3固定在接收通道12内；
接收镜筒3在接收通道12内的固定方式不限于点胶、焊接等等方式；
应用本发明的通过调节接收镜筒方式，可以调节接收透镜XYZ轴三个维度，能在不动其他器件的情况下，直接将模组调好，减少了装配时间，同时提升产品的精度；
需要说明的是，位置调节单元可以采用下述结构，也可以采用现有的其他三相调节设备或者应用该种原理的现有结构，基于该种方式的简单替换均属于本申请保护范畴；
而第一载具2和第二载具4的结构可以是多种多样的，基于载具结构的简单替换同样属于本申请保护范畴。
实施例二
本实施例与实施例一基本相同，相同之处不再赘述，如图3所示，同时参阅图4和图5，不同之处在于：位置调节单元5包括进行Y轴移动调节的Y轴移动单元50、带动Y轴移动单元沿X轴移动调节的X轴移动单元51，以及带动X轴移动单元沿Z轴移动调节的Z轴移动单元52；
需要说明的是，三个方向上的顺序是可以进行根据需要变换的，例如采用Y轴移动单元带动X轴移动单元运动而Z轴移动单元带动Y轴移动单元的形式等等。
优选的，激光收发模组1包括雷达PCB板13，雷达PCB板13上设置有固定件14和光电探测器11，固定件14上设置有激光发射单元10和接收通道12；将光电探测器11和激光发射单元10焊在同一PCB板上，可以节省空间，减少PCB板上连接线；
优选的，装置还包括第一安装板6，第一安装板6上设置有第二载具4以及位置调节单元5，第一载具2由Y轴移动单元50带动进行Y轴移动。
优选的，第二载具4设置有装载接收镜筒3的第一通孔40；第一安装板6上设置有滑动连接第二载具4的第一滑动组件60，第二载具4滑动方向沿朝向或背离激光发射单元10方向；
应用实施例二中的结构形式，调试时将激光收发模组安装在第一载具2上，将接收镜筒3安装在第二载具4上的第一通孔40内；依靠第一滑动组件60滑动接收镜筒3，使得接收镜筒3伸入接收通道12内，而后开启激光发射单元10；依据光电探测器11获取的图像来操作X轴移动单元、Y轴移动单元以及Z轴移动单元，分别对应从X轴、Y轴以及Z轴方向调节激光收发模组位置，以改变接收镜筒3在接收通道12的安装位置；位置调节完成后将接收镜筒3固定在接收通道12内。
实施例三
本实施例与实施例二基本相同，相同之处不再赘述，如图6所示，同时参阅图7，不同之处在于：装置还包括第二安装板7，第二安装板7上设置有第一载具2以及位置调节单元5，第二载具4由Y轴移动单元50带动进行Y轴移动；第二载具4设置有装载接收镜筒的第二通孔41；第二安装板7上设置有滑动连接第一载具2的第二滑动组件70，第一载具2滑动方向沿朝向或背离接收镜筒3方向；
应用实施例三中的结构形式，将激光收发模组1安装在第一载具2上，将接收镜筒3安装在第二载具4上的第二通孔41内；依靠第二滑动组件70滑动激光收发模组，使得接收镜筒3伸入接收通道12内，而后开启激光发射单元10；依据光电探测器11获取的图像来操作X轴移动单元、Y轴移动单元以及Z轴移动单元，分别对应从X轴、Y轴以及Z轴方向调节接收镜筒3位置，以改变接收镜筒3在接收通道12的安装位置；位置调节完成后将接收镜筒3固定在接收通道内。
实施例四
一种激光雷达接收光路的调试方法，应用于如上述的激光雷达接收光路的调试装置，如图8所示，同时参阅图9，其实现方法如下：
S01：将激光收发模组安装在第一载具上，将接收镜筒安装在第二载具上；
S02：移动第一载具以及第二载具，使得接收镜筒伸入接收通道内，而后开启激光发射单元；
S03：依据光电探测器获取的图像(显示界面如图9所示)来操作位置调节单元，进行X轴、Y轴以及Z轴调节接收镜筒在接收通道的安装位置；
S04：位置调节完成后将接收镜筒固定在接收通道内；
应用本发明的通过调节接收镜筒方式，可以调节接收透镜XYZ轴三个维度，能在不动其他器件的情况下，直接将模组调好，减少了装配时间，同时提升产品的精度。
实施例五
一种激光雷达接收光路的调试方法，应用于如上述的激光雷达接收光路的调试装置，如图10所示，其实现方法如下：
S11：将激光收发模组安装在第一载具上，将接收镜筒安装在第二载具上的第一通孔内；
S12：依靠第一滑动组件滑动接收镜筒，使得接收镜筒伸入接收通道内，而后开启激光发射单元；
S13：依据光电探测器获取的图像来操作X轴移动单元、Y轴移动单元以及Z轴移动单元，分别对应从X轴、Y轴以及Z轴方向调节激光收发模组位置，以改变接收镜筒在接收通道的安装位置；
S14：位置调节完成后将接收镜筒固定在接收通道内；
应用本发明的通过调节接收镜筒方式，可以调节接收透镜XYZ轴三个维度，能在不动其他器件的情况下，直接将模组调好，减少了装配时间，同时提升产品的精度；
更具体的，将激光收发模组中的发射系统调好，发射系统调好指的是激光器已安装到雷达PCB板上，激光器与准直透镜焦距已经调试好。
雷达PCB板用螺丝等固定方式固定在第一载具上，尽量紧贴使连接处保持密闭，接触面的边缘处加黑胶等物质进行二次固定和遮光，并将激光收发模组安装到固定平台设定的凹槽中，使其固定。
将第一滑动组件中滑块向外拉，使其接收镜筒固定支架远离激光收发模组一端移动，装入接收镜筒至接收镜筒固定支架预设结构槽内，使接收镜筒紧固在接收镜筒固定支架上，缓慢放松滑块至自由位置；
将激光器上电，让光斑打在特定的位置，调节X，Y方向调节旋钮，使光电探测器接收能量最大(能用软件直接看到接收光斑的图像的，就使光电探测器中心接收能量最大)；
调节Z方向旋钮至焦点处，焦点处的汇聚光斑最小，汇聚能量最强，重复调节直至达到最佳效果。
实施例六
一种激光雷达接收光路的调试方法，应用于如上述的激光雷达接收光路的调试装置，如图11所示，其实现方法如下：
S21：将激光收发模组安装在第一载具上，将接收镜筒安装在第二载具上的第二通孔内；
S22：依靠第二滑动组件滑动激光收发模组，使得接收镜筒伸入接收通道内，而后开启激光发射单元；
S23：依据光电探测器获取的图像来操作X轴移动单元、Y轴移动单元以及Z轴移动单元，分别对应从X轴、Y轴以及Z轴方向调节接收镜筒位置，以改变接收镜筒在接收通道的安装位置；
S24：位置调节完成后将接收镜筒固定在接收通道内；
应用本发明的通过调节接收镜筒方式，可以调节接收透镜XYZ轴三个维度，能在不动其他器件的情况下，直接将模组调好，减少了装配时间，同时提升产品的精度；
更具体的，将激光收发模组中的发射系统调好，发射系统调好指的是激光器已安装到雷达PCB板上，激光器与准直透镜焦距已经调试好。
雷达PCB板用螺丝等固定方式固定在第一载具上，尽量紧贴使连接处保持密闭，接触面的边缘处加黑胶等物质进行二次固定和遮光，并将激光收发模组安装到固定平台设定的凹槽中，使其固定。
将第一滑动组件向外推，第二载具上装入接收镜筒；
将激光器上电，让光斑打在特定的位置，调节X，Y方向调节旋钮，使光电探测器接收能量最大(能用软件直接看到接收光斑的图像的，就使光电探测器中心接收能量最大)；
调节Z方向旋钮至焦点处，焦点处的汇聚光斑最小，汇聚能量最强，重复调节直至达到最佳效果；
通过打胶等方式将接收镜筒固定在待调模组上，调光完毕。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种激光雷达接收光路的调试装置，其特征在于，包括装载激光收发模组的第一载具、装载接收镜筒的第二载具和位置调节单元，所述激光收发模组上设置有激光发射单元、光电探测器以及容纳装配所述接收镜筒的接收通道，所述光电探测器位于所述接收通道内；所述位置调节单元用于在X轴、Y轴以及Z轴方向上调节所述接收镜筒在所述接收通道的安装位置。
2.根据权利要求1所述的激光雷达接收光路的调试装置，其特征在于，所述位置调节单元包括进行Y轴移动调节的Y轴移动单元、带动所述Y轴移动单元沿X轴移动调节的X轴移动单元，以及带动所述X轴移动单元沿Z轴移动调节的Z轴移动单元。
3.根据权利要求1所述的激光雷达接收光路的调试装置，其特征在于，所述激光收发模组包括雷达PCB板，所述雷达PCB板上设置有固定件和所述光电探测器，所述固定件上设置有所述激光发射单元和所述接收通道。
4.根据权利要求2或3所述的激光雷达接收光路的调试装置，其特征在于，所述装置还包括第一安装板，所述第一安装板上设置有所述第二载具以及所述位置调节单元，所述第一载具由所述Y轴移动单元带动进行Y轴移动。
5.根据权利要求4所述的激光雷达接收光路的调试装置，其特征在于，所述第二载具设置有装载所述接收镜筒的第一通孔；所述第一安装板上设置有滑动连接所述第二载具的第一滑动组件，所述第二载具滑动方向沿朝向或背离所述激光发射单元方向。
6.根据权利要求2或3所述的激光雷达接收光路的调试装置，其特征在于，所述装置还包括第二安装板，所述第二安装板上设置有所述第一载具以及所述位置调节单元，所述第二载具由所述Y轴移动单元带动进行Y轴移动。
7.根据权利要求6所述的激光雷达接收光路的调试装置，其特征在于，所述第二载具设置有装载所述接收镜筒的第二通孔；所述第二安装板上设置有滑动连接所述第一载具的第二滑动组件，所述第一载具滑动方向沿朝向或背离所述接收镜筒方向。
8.一种激光雷达接收光路的调试方法，应用于如权利要求1-7任一所述的激光雷达接收光路的调试装置，其特征在于，实现方法如下：
将激光收发模组安装在第一载具上，将接收镜筒安装在第二载具上；
移动第一载具以及第二载具，使得接收镜筒伸入接收通道内，而后开启激光发射单元；
依据光电探测器获取的图像来操作位置调节单元，进行X轴、Y轴以及Z轴调节接收镜筒在接收通道的安装位置；
位置调节完成后将接收镜筒固定在接收通道内。
9.一种激光雷达接收光路的调试方法，应用于如权利要求5所述的激光雷达接收光路的调试装置，其特征在于，实现方法如下：
将激光收发模组安装在第一载具上，将接收镜筒安装在第二载具上的第一通孔内；
依靠第一滑动组件滑动接收镜筒，使得接收镜筒伸入接收通道内，而后开启激光发射单元；
依据光电探测器获取的图像来操作X轴移动单元、Y轴移动单元以及Z轴移动单元，分别对应从X轴、Y轴以及Z轴方向调节激光收发模组位置，以改变接收镜筒在接收通道的安装位置；
位置调节完成后将接收镜筒固定在接收通道内。
10.一种激光雷达接收光路的调试方法，应用于如权利要求7所述的激光雷达接收光路的调试装置，其特征在于，实现方法如下：
将激光收发模组安装在第一载具上，将接收镜筒安装在第二载具上的第二通孔内；
依靠第二滑动组件滑动激光收发模组，使得接收镜筒伸入接收通道内，而后开启激光发射单元；
依据光电探测器获取的图像来操作X轴移动单元、Y轴移动单元以及Z轴移动单元，分别对应从X轴、Y轴以及Z轴方向调节接收镜筒位置，以改变接收镜筒在接收通道的安装位置；
位置调节完成后将接收镜筒固定在接收通道内。
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