CN207752152U - 高频激光雷达 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种高频激光雷达，包括驱动控制部分和激光收发装置。激光收发装置用于发射激光信号以及接收返回的信号。驱动控制部分包括驱动电机、多个反射镜和反射镜支架，反射镜支架固定的设置在驱动电机上并随驱动电机转动，多个反射镜分别设置在反射镜支架上，当多个反射镜中的任意一个转动到预定位置时，所述激光雷达根据激光收发装置接收的信息确定探测结果。本申请通过设置多个反射镜，使反射镜每旋转一周激光雷达得到多个被检测目标的轮廓扫描线。利用单激光束和多面反射镜，在电机驱动反射镜旋转一周的时间中，获得多个被检测目标的轮廓扫描线，可以得到多倍于现有方案的轮廓扫描线数量，在电机同样旋转速度的情况下，提高扫描频率。

Description

高频激光雷达

技术领域

本申请涉及雷达技术领域，尤其涉及一种高频激光雷达。

背景技术

激光雷达由于体积小、重量轻、分辨率高和抗干扰能力强等特点在不断增加的未来需求的推动下正扮演着越来越重要的角色。随着激光雷达技术的不断发展，激光雷达也在多种行业中得到了广泛应用。尤其是在交通情况调查、车辆外形检测、超高超限检测、大型机械防撞、车流人流计数等方面应用广泛。

交通情况调查等应用需求中，激光雷达需实时检测高速移动目标，检测各种车辆移动速度和车辆外形数据。因此要求激光雷达具备高转速和高精度的特点。

目前，市场上进口及国产民用雷达扫描频率通常为50Hz。在一个例子中，如果车辆行驶速度为180Km/h，每秒钟移动50米，当雷达转速50Hz时扫描频率亦为50Hz，雷达扫描行间距为1m。若被扫描的车的长度为5m时，激光雷达为该车扫描的点数为5个。因此，单车纵向扫描点数过少，无法准确描绘车辆外形。

因此，现有技术中，扫描频率为50Hz的雷达不能满足高速移动目标的外形检测需求。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本申请具体实施例提供一种高频激光雷达，从而在扫描高速移动的物体时，能够更加准确的描绘出物体的外线。

本申请实施例是这样实现的：

第一方面，本申请具体实施例提供一种高频激光雷达，包括驱动控制部分和激光收发装置，所述激光收发装置用于发射激光信号以及接收返回的信号；所述驱动控制部分包括驱动电机、多个反射镜和反射镜支架，所述反射镜支架固定的设置在驱动电机上并随驱动电机转动，所述多个反射镜分别设置在反射镜支架上，当多个反射镜中的任意一个转动到预定位置时，所述激光雷达根据激光收发装置接收的信息确定探测结果。

在一个可能的设计中，所述激光收发装置还包括位置检测组件，所述位置检测组件用于检测多个反射镜的位置。

在一个可能的设计中，所述位置检测组件用于检测多个反射镜的位置，具体包括：所述位置检测组件包括位置编码盘和激光检测装置，所述位置编码盘包括多个分别与多个反射镜相对应的位置，当所述激光检测装置检测到位置编码盘上与多个反射镜中的一个相对应的位置时，所述位置检测组件确定检测到该反射镜。

在一个可能的设计中，激光收发装置包括4个反射镜，所述4个反射镜间隔90度的设置在反射镜支架上。

本申请具体实施例提供一种高频激光雷达，包括单束激光反射接收组件和多个反射镜。所述激光收发装置发出的激光信号经过反射镜反射后发出，被测物反射回的激光信号经过反射镜反射后发射到激光收发装置。本申请通过设置多个反射镜，使反射镜每旋转一周，得到多个被检测目标的轮廓扫描线。本发明利用单激光束和多个反射镜，在电机驱动反射镜旋转一周的过程中，获取多个被检测目标的轮廓扫描线，可以得到多倍于现有方案的轮廓扫描线数量。使电机在同样旋转速度的情况下，提高扫描频率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请具体实施例提供的一种高频激光雷达俯视图；

图2为本申请具体实施例提供的一种高频激光雷达剖面结构图；

图3为本申请具体实施例提供的一种位置检测组件。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，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，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

本申请具体实施例提供的一种激光雷达。图1为本申请具体实施例提供的一种高频激光雷达俯视图。如图1所示，该激光雷达包括激光收发装置101、反射装置102和主板103。激光收发装置101用于发射和接收激光光束。激光收发装置101包括激光发射器和激光接收器，所述反射装置102包括反射镜。该激光发射器发射激光光束，所述激光光束射向反射镜。反射镜将激光光束发射出去。激光光束遇到目标物后，激光光束被目标物反射。激光光束反射回激光雷达，激光雷达的反射镜接收反射回的激光信号，通过反射镜再将激光光束向激光接收器反射。主板103包括相应的存储、处理设备。主板103根据发射和接收激光光束时间及激光飞行速度计算目标物距离，根据发射激光光束旋转速度计算目标物角度，从而实现雷达测距和测角功能。

可选的，所述激光雷达还包括电源接口和网络接口。通过电源接口为整个设备的工作提供电源。所述网络接口可以接收信号、指令，从而使激光雷达根据信号和指令完成相应的工作。

在本申请的具体实施例中，所述反射装置102还包括驱动电机、多个反射镜和反射镜支架。所述反射镜支架设置在驱动电机上，所述驱动电机带动所述反射镜支架旋转。所述反射镜支架上分别设置了多个反射镜。所述位置检测组件用于检测多个反射镜的位置。位置检测组件包括位置编码盘和激光检测装置。所述位置编码盘包括多个分别与多个反射镜相对应的位置。当所述激光检测装置检测到位置编码盘上与多个反射镜中的一个相对应的位置时，所述激光检测装置确定检测到该反射镜。当驱动电机带动反射镜旋转到预定位置时，激光收发装置101发出激光信号并通过该指定位置的反射镜反射后发出。

现有技术中，单线激光雷达均采用单激光束加单反射镜方案，反射镜每旋转一周，激光雷达只能得到一条被检测目标的轮廓扫描线。驱动电机每秒钟旋转多少圈，就只能得到与圈速相同数量的轮廓扫描线。如果驱动电机每秒钟旋转50圈，每秒钟得到的被检测目标轮廓扫描线也只有50条(50Hz)。

而本申请的单线激光雷达采用单束激光加多面反射镜的方案。从而使驱动电机每旋转一周，激光雷达扫描多个被检测目标。同时，激光雷达在相同的工作频率，可以得到多倍于现有方案的轮廓扫描线数量。例如，在电机同样每秒钟旋转50圈的情况下，若反射镜的数量为4时，激光雷达的频率达到200Hz。从而实现在高速行驶的场景中，激光雷达能够更加清晰的检测出被检测目标的外形。

图2为本申请具体实施例提供的一种高频激光雷达剖面结构图。如图2所示，包括壳体部分和激光收发装置101。所述激光收发装置101固定的设置在壳体部分内，通过壳体部分对激光收发装置101进行固定和密封。

所述壳体部分包括上壳体201、下壳体202、壳体密封圈203、透光板204、窗口压板205、和窗口密封圈206构成整机外形。在一个例子中，上壳体201和下壳体202可以是铝合金材料，上壳体201和下壳体202通过沉头螺钉固定。由于所述上壳体201和下壳体202为金属机壳，其抗振动冲击能力能够达到防护等级IP65。为了保证壳体部分的防水性能，所述上壳体201和下壳体202的连接部分还包括壳体密封圈203。在一个例子中，所述壳体密封圈可以是O型密封圈。

透光板204通常为可以透光的透明板。在一个例子中，透光板204为亚克力材质的红外透光板，透光板厚度为1mm。窗口压板205用于将透光板204固定。

激光雷达包括驱动电机207、反射镜支架208和位置检测组件209。驱动电机207固定的设置在下壳体202上。反射镜支架208设置在驱动电机207的输出轴上。当驱动电机207转动时，反射镜支架208随驱动电机207转动。其中，多个反射镜设置在反射镜支架208上，反射镜支架208转动时，反射镜跟随反射镜支架208转动。

在一个例子中，本申请实施例中的反射镜的数量为4个，4个反射镜用胶粘接在四面镜支架四个镜片槽内，4个反射镜在反射镜支架上间隔90度的均匀设置。当然，本申请实施例中的反射镜可以设置任意数量，只要该反射镜支架能够放置即可。

位置检测组件用于确定反射镜的位置。当设置在反射镜支架上的任意一个反射镜位于预定位置时，位置检测组件向激光收发装置101发送一个信号。所述信号用于指示激光收发装置101发出激光光束。由于多个反射镜中的一个位于预定位置，激光收发装置101发出的激光光束被反射镜发射。

在一个具体的示例中，图3为本申请具体实施例提供的一种位置检测组件。包括位置编码盘301和激光检测装置302。位置编码盘301设置在反射镜支架208上，并随反射镜支架208旋转。激光检测装置302相对位置编码盘301固定的设置。位置编码盘301为圆盘形结构。位置编码盘301包括与反射镜数量相同的检测位置3011，位置编码盘301的检测位置3011与反射镜在反射镜支架208上的位置相对应。激光检测装置302通过检测位置编码盘上的特定位置，确定反射镜的位置。当激光检测装置302检测到检测位置3011时，多个反射镜中的任意一个在预定位置。

在本申请的具体实施例中，激光收发部分还包括主板103和散热器。主板103通过螺钉固定于下壳体202。主板用于获取激光收发装置101获取的信号，并根据激光收发装置101获取的信号经过处理后得到被检测目标在这一反射角度上的一个轮廓距离值。小散热板一端用螺钉固定在下壳体202上，另一端用导热硅胶粘接在主板的处理器顶面，从而对主板的处理器散热。散热板一端用螺钉固定于下壳体202上，一端用导热硅胶粘接于主板顶面，从而对主板散热。

随着四面反射镜组件不断旋转，某片反射镜片进入激光发射器工作范围开始，到离开激光发射器工作范围，每旋转一个角度，得到一个被检测目标的轮廓扫描距离值，对于该反射镜片，所有的轮廓扫描距离值组成一条被检测目标轮廓扫描线。

本发明在驱动电机一个完整的360°旋转角度中，每片反射镜片可以分别得到一条被检测目标轮廓扫描线，共可以得到四条被检测目标轮廓扫描线，如果被检测目标与本发明之间存在相对运动，这些轮廓扫描线可以构建出被检测目标的三维外形图。

相对于现有方案的驱动电机每一个360°旋转角度得到一条被检测目标轮廓扫描线，本发明可以得到四条被检测目标的轮廓扫描线。

需要说明的是，本申请提供实施例只是本申请所介绍的可选实施例，本领域技术人员在此基础上，完全可以设计出更多的实施例，因此不在此处赘述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的也可以通过其他结构来实现。这些功能究竟以什么结构的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同结构来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种高频激光雷达，其特征在于，包括驱动控制部分和激光收发装置，所述激光收发装置用于发射激光信号以及接收返回的信号；所述驱动控制部分包括驱动电机、多个反射镜和反射镜支架，所述反射镜支架固定的设置在驱动电机上并随驱动电机转动，所述多个反射镜分别设置在反射镜支架上，当多个反射镜中的任意一个转动到预定位置时，所述激光雷达根据激光收发装置接收的信息确定探测结果。

2.根据权利要求1所述的高频激光雷达，其特征在于，所述激光收发装置还包括位置检测组件，所述位置检测组件用于检测多个反射镜的位置。

3.根据权利要求2所述的高频激光雷达，其特征在于，所述位置检测组件用于检测多个反射镜的位置，具体包括：

所述位置检测组件包括位置编码盘和激光检测装置，所述位置编码盘包括多个分别与多个反射镜相对应的位置，当所述激光检测装置检测到位置编码盘上与多个反射镜中的一个相对应的位置时，所述位置检测组件确定检测到该反射镜。

4.根据权利要求1所述的高频激光雷达，其特征在于，激光收发装置包括4个反射镜，所述4个反射镜间隔90度的设置在反射镜支架上。