CN208092233U - 激光雷达 - Google Patents

Abstract

本实用新型的实施例中公开了一种激光雷达，所述激光雷达包括：发射器，用于发射出射激光；振镜，用于改变所述出射激光的光路方向；特殊形状反射镜，用于使来自所述振镜的出射激光再次改变出射方向。本实用新型实施例的激光雷达，使得扫描视场中心区域的点云密集，边缘稀疏，可以提高扫描视场中心区域的分辨率。

Description

激光雷达

技术领域

本实用新型涉及检测领域，特别涉及一种激光雷达。

背景技术

激光雷达是以发射激光光束来探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是先向目标发射探测激光光束，然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，例如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。

固态激光雷达是激光雷达的一种，具有扫描精度高，成本低的优点。现有的固态激光雷达通常采用振镜，例如MEMS振镜，由于MEMS在扫描的时候扫描速度不均匀，因此得到的扫描波形是李萨如图形，如图7所示，即固态激光雷达在视场中间的扫描速度快，在视场边缘的扫描速度慢，导致采集到的点云的特点是中心点云较疏，边缘点云较密，造成视场中心的扫描精度较低。

可见，现有技术中心的激光雷达的点云边缘区域密度高中心区域密度低，导致激光雷达中心区域扫描精度低。

实用新型内容

本实用新型实施例中提供了一种激光雷达，能提高激光雷达中心区域的扫描精度。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例公开了如下技术方案：

一方面，提供了一种一种激光雷达，包括：

发射器，用于发射出射激光；

振镜，用于改变所述出射激光的光路方向；

特殊形状反射镜，用于使来自所述振镜的出射激光再次改变出射方向。

可选的，所述特殊形状反射镜为W型反射镜，所述W型反射镜包括：

第一反射面、第二反射面，第三反射面和第四反射面；

所述第一反射面和第二反射面之间的夹角小于180度，

所述第二反射面和第三反射面之间的夹角大于180度，

所述第三反射面和第四反射面之间的夹角小于180度；

其中，所述第一反射面、第二反射面、第三反射面和第四反射面在水平面上的投影为矩形或正方形，

所述第一反射面和第二反射面的第一边相接，所述第二反射面的第二边与第三反射面的第一边相接，所述第三反射面的第二边与第四反射面相接，

所述第二反射面的第一边和第二反射面的第二边在水平面上的投影为正方形或矩形相对的两条边，

所述第三反射面的第一边和第三反射面的第二边在水平面上的投影为正方形或矩形相对的两条边。

可选的，来自所述振镜的部分出射激光由所述W型反射镜的第三反射面反射至第四反射面后出射。

可选的，来自所述振镜的部分出射激光由所述W型反射镜的第二反射面反射至第一反射面后出射。

可选的，W型反射镜的反射面为平面，或为弧形面。

可选的，所述激光雷达还包括：

准直单元，设置于所述发射器和振镜之间，用于准直所述出射激光。

本实用新型的实施例中公开了一种激光雷达，包括发射器、振镜特殊形状反射镜，发射器发出的激光经振镜后，被特殊形状反射镜反射，可以将原本视场中心的激光和原本视场边缘的激光调换，使得扫描视场中心区域的点云密集，边缘稀疏，可以提高扫描视场中心区域的分辨率。由于激光雷达的扫描视场的中心区域包含较多的特征，而边缘区域较少，因此本实用新型实施例的激光雷达可以更充分的利用激光雷达的资源，避免浪费。此外，本实用新型实施例的激光雷达的出射激光经过多次反射，出射激光束可以扩散开，因此可将激光雷达的视场范围扩大。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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的附图。

图1所示为本实用新型实施例的激光雷达的示意图；

图2所示为本实用新型实施例的W型反射镜的示意图；

图3所示为本实用新型实施例的W型反射镜在水平面上的投影示意图；

图4所示为本实用新型实施例的W型反射镜在水平面上的投影示意图；

图5所示为本实用新型实施例的光路示意图；

图6所示为本实用新型实施例的激光雷达的视场范围的示意图；

图7所示为李萨如图形。

具体实施方式

本实用新型如下实施例提供了一种激光雷达，能提高扫描视场中心区域的分辨率。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1所示为本实用新型实施例的激光雷达的示意图，如图1所述，所述激光雷达包括：

发射器110，用于发射出射激光；

振镜130，用于改变所述出射激光的光路方向；

特殊形状反射镜140，用于使来自所述振镜的出射激光改变出射方向。

图1中，发射器110射出的出射激光，经振镜130后，被特殊形状反射镜140反射后射出。

本实用新型实施例的激光雷达，使得扫描视场中心区域的点云密集，边缘稀疏，可以提高扫描视场中心区域的分辨率。由于激光雷达的扫描视场的中心区域包含较多的特征，而边缘区域较少，因此本实用新型实施例的激光雷达可以更充分的利用激光雷达的资源，避免浪费。此外，本实用新型实施例的激光雷达的出射激光经过多次反射，出射激光束可以扩散开，因此可将激光雷达的视场范围扩大。

本实用新型实施例中，特殊形状反射镜为W型反射镜，下面结合W型反射镜的结构，详细介绍本实用新型实施例中的出射激光的光路，图2所示为本实用新型实施例的W型反射镜的示意图，如图2所示，所述W型反射镜包括：

第一反射面210、第二反射面220，第三反射面230和第四反射面240；

所述第一反射面210和第二反射面220之间的夹角a1小于180度，

所述第二反射面220和第三反射面230之间的夹角a2大于180度，

所述第三反射面230和第四反射面240之间的夹角a3小于180度。

图3所示为本实用新型实施例的W型反射镜在水平面上的投影示意图，所述第一反射面 210、第二反射面220、第三反射面230和第四反射面240在水平面上的投影为矩形或正方形，

所述第一反射面210和第二反射面220的第一边相接，所述第二反射面220的第二边与第三反射面230的第一边相接，所述第三反射面230的第二边与第四反射面240相接。

如图3所示，所述第二反射面220的第一边221和第二反射面220的第二边222在水平面上的投影为正方形或矩形相对的两条边，

所述第三反射面230的第一边231和第三反射面230的第二边232在水平面上的投影为正方形或矩形相对的两条边，

其中，第二反射面220的第二边222和第三反射面230的第一边231是重合的。

图2所示的W型反射镜中，每一个反射面都是平面的，在本实用新型其他实施例中，W 型反射镜的反射面或为弧形面，如图4所示。

图5所示为本实用新型实施例的光路示意图，图5中，与图2中标号相同的部件具有相同或相似的功能，在此不再赘述。

如图5所示，所述来振镜120的部分出射激光由W型反射镜140的第三反射面143反射至第四反射面144后出射，光路如图5中的503、504。

振镜130会在驱动电压下震动，使来自发射器110的单点激光变为多条激光，这多条激光中，每条激光的出射角度是不同的，部分出射激光由所述W型反射镜140的第二反射面142 反射至第一反射面141后出射，光路如图5中的虚线501和实线502。

在实际应用中，来自振镜的出射激光一部分由W型反射镜140的第三反射面143反射至第四反射面144后出射，另一部分由所述W型反射镜140的第二反射面142反射至第一反射面141后出射，如图5所示，若没有W型反射镜，光线501会射至扫描范围内的中心区域，光线502会射至扫描范围内的边缘区域，由于W型反射镜的存在，光线502会射至扫描范围内的中心区域，光线501会射至扫描范围内的边缘区域。振镜对出射激光的偏转是非线性的，因此在扫描范围内中心区域稀疏，边缘区域集中，由于W型反射镜的存在，扫描范围内中心区域会变得集中，因此会提高中心区域的精度。

同理，原本应该射至视场中心的光线503由于W型反射镜140的存在，射至视场边缘，原本应该射至视场边缘的光线504由于W型反射镜140的存在，射至视场中心。

通常激光雷达的扫描范围里，中心区域是特征较为集中的范围，例如探测物体、信号灯、交通标识等都在中心区域，因此中心区域精度的提高意味着激光雷达整体精度的提高，而边缘区域本身特征较少，扫描精度略有下降并不影响整体精度，所以本实用新型实施例可以更加合理的利用激光雷达的资源，降低成本。

本实用新型实施例中，调整W型反射镜各个反射面之间的夹角，可以改变扫描范围。

图6所示为本实用新型实施例的激光雷达的视场范围的示意图，如图6所示，601和602 分别为夹角不同的W型反射镜后的扫描范围。范围601的视场范围大于602。

可见，本实用新型实施例的激光雷达可将激光雷达的视场范围扩大。

本实用新型实施例的激光雷达还包括：

准直单元，设置于所述发射器和振镜之间，用于准直所述出射激光。

本实用新型实施例的激光雷达，使得扫描视场中心区域的点云密集，边缘稀疏，可以提高扫描视场中心区域的分辨率。由于激光雷达的扫描视场的中心区域包含较多的特征，而边缘区域较少，因此本实用新型实施例的激光雷达可以更充分的利用激光雷达的资源，避免浪费。此外，本实用新型实施例的激光雷达的出射激光经过多次反射，出射激光束可以扩散开，因此可将激光雷达的视场范围扩大。

本实用新型的实施例中公开了一种激光雷达，包括发射器、振镜和W型反射镜，发射器发出的激光经振镜后，被W型反射镜反射，可以将原本视场中心的激光和原本视场边缘的激光调换，使得扫描视场中心区域的点云密集，边缘稀疏，可以提高扫描视场中心区域的分辨率。由于激光雷达的扫描视场的中心区域包含较多的特征，而边缘区域较少，因此本实用新型实施例的激光雷达可以更充分的利用激光雷达的资源，避免浪费。此外，本实用新型实施例的激光雷达的出射激光经过多次反射，出射激光束可以扩散开，因此可将激光雷达的视场范围扩大。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本实用新型实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，通用硬件包括通用集成电路、通用CPU、通用存储器、通用元器件等，当然也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专用CPU、专用存储器、专用元器件等来实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本实用新型实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器 (RAM，Random Access Memory)、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种激光雷达，其特征在于，包括：

发射器，用于发射出射激光；

振镜，用于改变所述出射激光的光路方向；

特殊形状反射镜，用于使来自所述振镜的出射激光再次改变出射方向。

2.如权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述特殊形状反射镜为W型反射镜，所述W型反射镜包括：

第一反射面、第二反射面，第三反射面和第四反射面；

所述第一反射面和第二反射面之间的夹角小于180度，

所述第二反射面和第三反射面之间的夹角大于180度，

所述第三反射面和第四反射面之间的夹角小于180度；

其中，所述第一反射面、第二反射面、第三反射面和第四反射面在水平面上的投影为矩形或正方形，

所述第一反射面和第二反射面的第一边相接，所述第二反射面的第二边与第三反射面的第一边相接，所述第三反射面的第二边与第四反射面相接，

所述第二反射面的第一边和第二反射面的第二边在水平面上的投影为正方形或矩形相对的两条边，

所述第三反射面的第一边和第三反射面的第二边在水平面上的投影为正方形或矩形相对的两条边。

3.如权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，来自所述振镜的部分出射激光由所述W型反射镜的第三反射面反射至第四反射面后出射。

4.如权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，来自所述振镜的部分出射激光由所述W型反射镜的第二反射面反射至第一反射面后出射。

5.如权利要求1至4任一项所述的激光雷达，其特征在于，W型反射镜的反射面为平面，或为弧形面。

6.如权利要求5所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括：

准直单元，设置于所述发射器和振镜之间，用于准直所述出射激光。