CN207817206U - 一种激光雷达 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种激光雷达，包括：照明装置、成像装置、控制装置，照明装置和成像装置分别与控制装置连接，照明装置包括激光器和匀光片，匀光片安装于激光器上；激光器分别位于成像装置和控制装置的两侧，成像装置和控制装置位于同一轴线上。本实用新型中的一种激光雷达，通过主控板调制激光器的发出的激光信号，同时还可以控制激光发射功率，发射时间间隔，整个过程通过上述的固态组件完成整个发射、接收以及处理的过程，不再需要机械旋转部件，提高了数据探测的稳定性，本实用新型中的激光雷达安装调试简单便捷。

Description

一种激光雷达

技术领域

本实用新型涉及激光探测领域，尤其涉及一种激光雷达。

背景技术

随着科技水平的提高，人们对于探测领域的研究每年都在加大投入，对于探测主要研究方向已经不再使以往的简单的声波雷达探测，更多的是运用激光雷达进行探测，激光雷达进行探测分辨率高、隐蔽性好、抗有源干扰能力强、低空探测性能好等特点。但目前的激光雷达成像是激光雷达三维成像是一种获取探测区域内待测物体表面各点三维空间坐标的技术，能够实时确定激光雷达和待测物体表面各点相距的距离，同时根据激光雷达的帧率实时更新该距离值。目前市场上大多数激光雷达采用的是扫描式三维成像原理，需要一个核心的机械旋转部件，多束激光并排绕轴旋转扫描，每束激光扫描一个平面，最终通过叠加组合获取探测区域三维环境参数。目前扫描式激光雷达具有旋转部件可靠性低，安装调试难度大等问题。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种激光雷达，其能解决目前扫描式激光雷达具有旋转部件可靠性低，安装调试难度大等问题。

本实用新型提供目的采用以下技术方案实现：

一种激光雷达，包括：照明装置、成像装置、控制装置，所述照明装置和所述成像装置分别与所述控制装置连接，所述照明装置包括激光器和匀光片，所述匀光片安装于所述激光器上，所述控制装置包括主控板，所述激光器与所述主控板连接，所述成像装置包括深度镜头、RGB镜头、深度滤光片、RGB滤光片以及图像传感器，所述RGB镜头位于所述深度镜头一侧，所述深度滤光片与所述深度镜头连接，所述RGB滤光片与所述RGB镜头连接，所述深度滤光片和RGB滤光片分别与所述图像传感器连接，所述深度滤光片位于所述深度镜头和所述图像传感器之间，所述RGB滤光片位于所述RGB镜头和所述图像传感器之间，所述图像传感器的输出端与所述主控板的输入端连接；

所述主控板控制所述激光器发射光源激光，光源激光经过匀光片进行激光光斑整形后为面光源激光，面光源激光发射到被测物体上，被测物体反射面光源激光形成反射光，所述深度镜头接收反射光中的含有深度数据的第一反射光，所述RGB镜头接收反射光中含有图像数据的第二反射光，所述第一反射光经过所述深度滤光片，所述第二反射光经过所述RGB滤光片，所述深度滤光片和所述RGB滤光片分别对所述第一反射光和所述第二反射光进行过滤选定波段以外的光线得到已过滤光线，所述图像传感器接收已过滤光线并将已过滤光线中的数据信息转换为电信号，所述图像传感器将电信号输出至所述主控板输入端。

进一步地，还包括外壳，所述外壳包括前盖、后盖、镜头前端面板、激光器前端面板，所述镜头前端面板和激光器前端面板均安装在所述前盖上，所述激光器和所述主控板均安装在所述后盖上，所述前盖好和所述后盖通过螺丝固定连接；所述后盖上设置有风扇。

进一步地，还包括激光器导热硅胶垫，所述激光器导热硅胶垫安装于所述激光器上，所述激光器导热硅胶垫位于所述激光器和所述后盖之间。

进一步地，所述激光器包括激光器驱动板和激光板，所述匀光片具体安装在所述激光器驱动板上，所述激光板安装在所述激光器驱动板上，所述激光器驱动板的正面位于所述匀光片和所述激光板之间。

进一步地，所述激光器驱动板上安装有温度传感器。

进一步地，还包括温度传感器导热硅胶垫，所述温度传感器导热硅胶垫与所述温度传感器连接。

进一步地，所述主控板上设置有USB接口、电源输入接口以及仪表接口，所述激光雷达通过所述USB接口与外接设备进行连接，外部电源通过所述电源输入接口为所述激光雷达供电，所述激光雷达通过所述仪表接口将数据传输至外接设备。

进一步地，所述图像传感器包括所述图像传感器包括CDD图像传感器和CMOS图像传感器，所述CDD图像传感器与所述深度滤光片连接，所述CMOS图像传感器与所述RGB滤光片连接。

进一步地，所述已过滤光线包括第一过滤光线和第二过滤光线，所述第一过滤光线为所述深度滤光片对所述第一反射光进行过滤选定波段以外的光线得到，所述第二过滤光线为所述RGB滤光片对所述第一反射光进行过滤选定波段以外的光线得到，所述CDD图像传感器将所述第一过滤光线中的数据信息转换为电信号，所述CMOS图像传感器将所述第二过滤光线中的数据信息转换为电信号。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：本实用中的一种激光雷达，通过主控板调制激光器的发出的激光信号，同时还可以控制激光发射功率，发射时间间隔，激光器根据设定功率以及时间间隔发射光源激光并穿过匀光片后形成面光源激光发射到达被侧物体上，被测物体反射面光源激光形成反射光，深度镜头接收反射光中的含有深度数据的第一反射光，RGB镜头接收反射光中含有图像数据的第二反射光，第一反射光经过深度滤光片，第二反射光经过RGB滤光片，深度滤光片和RGB滤光片分别对第一反射光和第二反射光进行过滤选定波段以外的光线得到已过滤光线，图像传感器接收已过滤光线并将已过滤光线中的数据信息转换为电信号，图像传感器将电信号输出至主控板输入端。整个过程通过上述的固态组件完成整个发射、接收以及处理的过程，且以面光源激光进行发射，不再需要机械旋转部件，提高了数据探测的稳定性，本申请中的激光雷达安装调试简单便捷。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

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

图1为本实用新型较佳实施例中一种激光雷达的结构示意图；

图2为本实用新型较佳实施例中一种激光雷达的成像装置的结构示意图；

图3为本实用新型较佳实施例中一种激光雷达的激光器的结构示意图。

图中：1、镜头前端面板；2、激光器前端面板；3、匀光片；4、前盖；5、前后盖防水胶圈；6、激光器驱动板；7、激光器导热硅胶垫；8、温度传感器导热硅胶垫；9、后盖；10、风扇；11、FPGA导热硅胶垫；12、主控板；13、激光板；14、图像传感器；15、深度滤光片；16、RGB滤光片；17、镜座；18、深度镜头；19、RGB镜头；20、镜头前端防水背胶；21、激光器前端防水背胶；22、USB接口；23、电源输入接口；24、仪表接口。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1-3所示的一种激光雷达，包括：照明装置、成像装置、控制装置以及外壳；照明装置和成像装置分别与控制装置连接，照明装置包括匀光片3和激光器，匀光片3安装于激光器上，激光器和匀光片3的数量均为两个；激光器分别位于成像装置和控制装置的两侧，成像装置和控制装置位于同一轴线上，激光器包括激光器驱动板6和激光板13，匀光片3具体安装在激光器驱动板6上，激光板13安装在激光器驱动板6上，激光器驱动板6的正面位于匀光片3和激光板13之间，激光器驱动板6上安装有温度传感器，温度传感器为激光器驱动板6上的一电子元件，温度传感器用于测量温度；温度传感器一侧连接有温度传感器导热硅胶垫8，温度传感器通过温度传感器导热硅胶垫8达到自身绝缘。控制装置包括主控板12，激光器与主控板12电性连接，成像装置包括深度镜头18、RGB镜头19、深度滤光片15、RGB滤光片16以及图像传感器14，深度镜头18和RGB镜头19均安装在镜座17上，RGB镜头19位于深度镜头18一侧，镜座17为通孔镜座，深度滤光片15与深度镜头18连接，RGB滤光片16与RGB镜头19连接，深度滤光片15和RGB滤光片16分别与图像传感器14连接，深度滤光片15位于深度镜头18和图像传感器14之间，RGB滤光片16位于RGB镜头19和图像传感器14之间，图像传感器14的输出端与主控板12的输入端连接；图像传感器14包括图像传感器14包括CDD图像传感器和CMOS图像传感器，CDD图像传感器与深度滤光片15连接，CMOS图像传感器与RGB滤光片16连接。

外壳包括前盖4、后盖9、镜头前端面板1、激光器前端面板2，照明装置、成像装置、控制装置均安装在外壳内，镜头前端面板1数量为一，激光器前端面板2的数量与激光器相同均为二，镜头前端面板1和激光器前端面板2均安装在前盖4上，激光器和主控板12均安装在后盖9上，镜头前端面板1通过镜头前端防水背胶20粘连在前盖4上，激光器前端面板2通过激光器前端防水背胶21粘连在前盖4上，前盖4和后盖9通过螺丝固定连接，前盖4和后盖9之间还有前后盖防水胶圈5，后盖9上设置有两风扇10，风扇10对后盖9内部产生的热量进行散热。本实施例中还包括激光器导热硅胶垫7，激光器导热硅胶垫7安装于激光器上，激光器导热硅胶垫7位于激光器和后盖9之间。主控板12上还设置有USB接口22、电源输入接口23以及仪表接口24，激光雷达通过USB接口22与外接设备进行连接，外部电源通过电源输入接口23为激光雷达供电，激光雷达通过仪表接口24将数据传输至外接设备。主控板12上包括FPGA元件，因此本实施例中还包括FPGA导热硅胶垫11，用于对FPGA元件进行散热。

工作状态时，通过主控板12调制激光器的发出的激光信号，同时还可以控制激光发射功率，发射时间间隔，激光器根据设定功率以及时间间隔发射光源激光并穿过匀光片3后到达被侧物体上，匀光片3将光源激光进行激光光斑整形形成面光源激光(即整面的光源激光)被测物体反射面光源激光形成反射光，深度镜头18接收反射光中的含有深度数据的第一反射光，RGB镜头19接收反射光中含有图像数据的第二反射光，第一反射光经过深度滤光片15，第二反射光经过RGB滤光片16，深度滤光片15和RGB滤光片16分别对第一反射光和第二反射光进行过滤选定波段以外的光线得到已过滤光线，图像传感器14接收已过滤光线并将已过滤光线中的数据信息转换为电信号，已过滤光线包括第一过滤光线和第二过滤光线，第一过滤光线为深度滤光片15对第一反射光进行过滤选定波段以外的光线得到，第二过滤光线为RGB滤光片16对第一反射光进行过滤选定波段以外的光线得到，CDD图像传感器将第一过滤光线中的数据信息转换为电信号，CMOS图像传感器将第二过滤光线中的数据信息转换为电信号。

本实用新型中的一种激光雷达，通过主控板调制激光器的发出的激光信号，同时还可以控制激光发射功率，发射时间间隔，激光器根据设定功率以及时间间隔发射光源激光并穿过匀光片后形成面光源激光发射到达被侧物体上，被测物体反射面光源激光形成反射光，深度镜头接收反射光中的含有深度数据的第一反射光，RGB镜头接收反射光中含有图像数据的第二反射光，第一反射光经过深度滤光片，第二反射光经过RGB滤光片，深度滤光片和RGB滤光片分别对第一反射光和第二反射光进行过滤选定波段以外的光线得到已过滤光线，图像传感器接收已过滤光线并将已过滤光线中的数据信息转换为电信号，图像传感器将电信号输出至主控板输入端。整个过程通过上述的固态组件完成整个发射、接收以及处理的过程，且以面光源激光进行发射，不再需要机械旋转部件，提高了数据探测的稳定性，本申请中的激光雷达安装调试简单便捷。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本实用新型；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时,凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种激光雷达，其特征在于包括：照明装置、成像装置、控制装置，所述照明装置和所述成像装置分别与所述控制装置连接，所述照明装置包括激光器和匀光片，所述匀光片安装于所述激光器上，所述控制装置包括主控板，所述激光器与所述主控板连接，所述成像装置包括深度镜头、RGB镜头、深度滤光片、RGB滤光片以及图像传感器，所述RGB镜头位于所述深度镜头一侧，所述深度滤光片与所述深度镜头连接，所述RGB滤光片与所述RGB镜头连接，所述深度滤光片和RGB滤光片分别与所述图像传感器连接，所述深度滤光片位于所述深度镜头和所述图像传感器之间，所述RGB滤光片位于所述RGB镜头和所述图像传感器之间，所述图像传感器的输出端与所述主控板的输入端连接；

所述主控板控制所述激光器发射光源激光，光源激光经过匀光片进行激光光斑整形后为面光源激光，面光源激光发射到被测物体上，被测物体反射面光源激光形成反射光，所述深度镜头接收反射光中的含有深度数据的第一反射光，所述RGB镜头接收反射光中含有图像数据的第二反射光，所述第一反射光经过所述深度滤光片，所述第二反射光经过所述RGB滤光片，所述深度滤光片和所述RGB滤光片分别对所述第一反射光和所述第二反射光进行过滤选定波段以外的光线得到已过滤光线，所述图像传感器接收已过滤光线并将已过滤光线中的数据信息转换为电信号，所述图像传感器将电信号输出至所述主控板输入端。

2.如权利要求1所述的一种激光雷达，其特征在于：还包括外壳，所述外壳包括前盖、后盖、镜头前端面板、激光器前端面板，所述镜头前端面板和激光器前端面板均安装在所述前盖上，所述激光器和所述主控板均安装在所述后盖上，所述前盖好和所述后盖通过螺丝固定连接；所述后盖上设置有风扇。

3.如权利要求2所述的一种激光雷达，其特征在于：还包括激光器导热硅胶垫，所述激光器导热硅胶垫安装于所述激光器上，所述激光器导热硅胶垫位于所述激光器和所述后盖之间。

4.如权利要求2所述的一种激光雷达，其特征在于：所述激光器包括激光器驱动板和激光板，所述匀光片具体安装在所述激光器驱动板上，所述激光板安装在所述激光器驱动板上，所述激光器驱动板的正面位于所述匀光片和所述激光板之间。

5.如权利要求4所述的一种激光雷达，其特征在于：所述激光器驱动板上安装有温度传感器。

6.如权利要求5所述的一种激光雷达，其特征在于：还包括温度传感器导热硅胶垫，所述温度传感器导热硅胶垫与所述温度传感器连接。

7.如权利要求1所述的一种激光雷达，其特征在于：所述主控板上设置有USB接口、电源输入接口以及仪表接口，所述激光雷达通过所述USB接口与外接设备进行连接，外部电源通过所述电源输入接口为所述激光雷达供电，所述激光雷达通过所述仪表接口将数据传输至外接设备。

8.如权利要求1所述的一种激光雷达，其特征在于：所述图像传感器包括所述图像传感器包括CDD图像传感器和CMOS图像传感器，所述CDD图像传感器与所述深度滤光片连接，所述CMOS图像传感器与所述RGB滤光片连接。

9.如权利要求8所述的一种激光雷达，其特征在于：所述已过滤光线包括第一过滤光线和第二过滤光线，所述第一过滤光线为所述深度滤光片对所述第一反射光进行过滤选定波段以外的光线得到，所述第二过滤光线为所述RGB滤光片对所述第一反射光进行过滤选定波段以外的光线得到，所述CDD图像传感器将所述第一过滤光线中的数据信息转换为电信号，所述CMOS图像传感器将所述第二过滤光线中的数据信息转换为电信号。