CN210038146U - 测距模组、测距装置及可移动平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种测距模组、测距装置及可移动平台，该测距模组包括：发射器，用于发射光束；光学元件，用于通过反射准直所述发射器发射的光束并将准直后的光束出射至扫描模组，并用于通过反射聚焦经探测物反射回且经过所述扫描模组的光束；接收器，用于接收所述光学元件聚焦后的光束；其中，至少部分反射回的光束在所述光学元件聚焦时的入射光路以及出射光路之间的夹角大于90度。根据本实用新型的测距模组、测距装置及可移动平台由于通过反射实现光束的准直和聚焦，不仅从可以实现光路折叠，从而缩减光路传输长度，以达到减小系统体积的目的，且可以减小由于透镜准直和聚焦带来的像差、色差。

Description

测距模组、测距装置及可移动平台

技术领域

本实用新型总地涉及雷达技术领域，更具体地涉及一种测距模组、测距装置及可移动平台。

背景技术

实际应用中常常使用雷达对目标场景进行探测。以激光雷达为例，其可以获得场景的三维信息。其基本原理为主动对被探测对象发射激光脉冲信号，并获得其反射回来的脉冲信号，根据发射信号和接收信号之间的时间差计算被测对象的距离探测器的深度信息；基于激光雷达的已知发射方向，获得被测对象相对激光雷达的角度信息；结合前述深度和角度信息得到海量的探测点(称为点云)，基于点云即可以重建被测对象相对激光雷达的空间三维信息。

在激光雷达的测距系统中，激光需要经过准直系统将发散光进行准直以便有更远的测距性能，在接收端则需要将远处的平行光聚焦到光电检测器接收。目前通常用透镜对激光进行准直和聚焦，而对于长焦光路系统来说，使用透镜会使得系统变得长而大，如果利用平面反射镜将光路折叠，则不仅增加了成本，而且整个系统对结构公差和光学镜片安装误差的要求也更高。

实用新型内容

为了解决上述问题中的至少一个而提出了本实用新型。本实用新型提供一种测距模组、测距装置及可移动平台，该测距模组通过反射实现光束的准直和聚焦，从而使得系统相差很小，没有色差，并且可以实现光路折叠，从而缩减光路传输长度，以达到减小系统体积的目的。

具体地，本实用新型第一方面提供一种测距模组，包括：

发射器，用于发射光束；

光学元件，用于通过反射准直所述发射器发射的光束并将准直后的光束出射至扫描模组，并用于通过反射聚焦经探测物反射回且经过所述扫描模组的光束；

接收器，用于接收所述光学元件聚焦后的光束；

其中，至少部分反射回的光束在所述光学元件聚焦时的入射光路以及出射光路之间的夹角大于90度。

在本实用新型一个实施例中，所述光学元件为采用离轴反射镜制备。

在本实用新型一个实施例中，所述光学元件为两个，所述光学元件包括：

第一离轴反射镜，用于准直所述发射器发射的光束并将准直后的光束出射至扫描模组；

第二离轴反射镜，用于聚焦所述扫描模组反射回的光束。

在本实用新型一个实施例中，所述发射器设置在所述第一离轴反射镜的焦点上；

所述接收器设置在所述第二离轴反射镜的焦点上。

在本实用新型一个实施例中，所述第一离轴反射镜的出射光路和所述第二离轴反射镜的入射光路至少部分重合。

在本实用新型一个实施例中，所述第一离轴反射镜设置在所述第二离轴反射镜的入射光路上。

在本实用新型一个实施例中，所述第一离轴反射镜的出光面小于所述第二离轴反射镜的入光面；

所述第二离轴反射镜在竖直平面上的投影包括所述扫描模组在所述竖直平面上的投影。

在本实用新型一个实施例中，所述光学元件为一个，所述测距模组还包括光路改变元件，用于改变所述发射器发射的光束的传播方向并将改变传播方向的光束出射至所述光学元件。

在本实用新型一个实施例中，所述光路改变元件为平面反射镜；

所述发射器的位置和所述接收器的位置相对所述平面反射镜对称；

所述接收器设置在所述光学元件的焦点上。

在本实用新型一个实施例中，所述光学元件在竖直平面上的投影包括所述扫描模组在所述竖直平面上的投影。

在本实用新型一个实施例中，所述离轴反射镜包括抛物面镜。

本实用新型第二方面提供一种测距装置，其包括：

根据本实用新型第一方面所述的测距模组以及扫描模组；

其中，所述扫描模组用于改变所述测距模组准直后的光束的传播方向并出射，所述测距模组用于根据探测物反射回且经过所述扫描模组的光束确定所述探测物与所述测距装置之间的距离。

本实用新型第三方面提供一种可移动平台，其包括：

平台本体；以及

根据本实用新型第二方面所述的测距装置，所述测距装置安装在所述平台本体上。

本实用新型提供了一种测距模组、测距装置及可移动平台，由于通过反射实现光束的准直和聚焦，且至少部分反射回的光束在所述光学元件聚焦时的入射光路以及出射光路之间的夹角大于90度，则不仅从可以实现光路折叠，从而缩减光路传输长度，以达到减小系统体积的目的，且可以减小由于透镜准直和聚焦带来的像差、色差。

附图说明

图1示出一种测距装置的示意性框图；

图2示出一种测距装置的示意性结构图；

图3是根据本实用新型一实施例的测距装置的示意性结构图；

图4是根据本实用新型另一实施例的测距装置的示意性结构图。

具体实施方式

为了使得本实用新型的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本实用新型的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是本实用新型的全部实施例，应理解，本实用新型不受这里描述的示例实施例的限制。基于本实用新型中描述的本实用新型实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本实用新型的保护范围之内。

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本实用新型能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本实用新型的范围完全地传递给本领域技术人员。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本实用新型的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本实用新型提出的技术方案。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

实用新型涉及的测距装置可以为激光雷达，也可以为其它雷达或者测距装置。为了更好地理解本实用新型，下面对测距装置的原理和结构进行示例性描述。该测距装置可以是激光雷达、激光测距设备等电子设备。在一种实施方式中，测距装置用于感测外部环境信息，例如，环境目标的距离信息、方位信息、反射强度信息等。一种实现方式中，测距装置可以通过测量测距装置和探测物之间光传播的时间，即光飞行时间(Time-of-Flight，TOF)，来探测探测物到测距装置的距离。或者，测距装置也可以通过其他技术来探测探测物到测距装置的距离，例如基于相位移动(phase shift)测量的测距方法，或者基于频率移动(frequency shift)测量的测距方法，在此不做限制。

为了便于理解，以下将结合图1所示的测距装置100对测距的工作流程进行举例描述。

如图1示，测距装置100可以包括发射电路110、接收电路120、采样电路130和运算电路140。

发射电路110可以发射光脉冲序列(例如激光脉冲序列)。接收电路120可以接收经过被探测物反射的光脉冲序列，并对该光脉冲序列进行光电转换，以得到电信号，再对电信号进行处理之后可以输出给采样电路130。采样电路130可以对电信号进行采样，以获取采样结果。运算电路140可以基于采样电路130的采样结果，以确定测距装置100与被探测物之间的距离。

可选地，该测距装置100还可以包括控制电路150，该控制电路150可以实现对其他电路的控制，例如，可以控制各个电路的工作时间和/或对各个电路进行参数设置等。

应理解，虽然图1示出的测距装置中包括一个发射电路、一个接收电路、一个采样电路和一个运算电路，用于出射一路光束进行探测，但是本申请实施例并不限于此，发射电路、接收电路、采样电路、运算电路中的任一种电路的数量也可以是至少两个，用于沿相同方向或分别沿不同方向出射至少两路光束；其中，该至少两束光路可以是同时出射，也可以是分别在不同时刻出射。一个示例中，该至少两个发射电路中的发光芯片封装在同一个模块中。例如，每个发射电路包括一个激光发射芯片，该至少两个发射电路中的激光发射芯片中的die封装到一起，容置在同一个封装空间中。

一些实现方式中，除了图1所示的电路，测距装置100还可以包括扫描模组160，用于将发射电路出射的至少一路激光脉冲序列改变传播方向出射。

其中，可以将包括发射电路110、接收电路120、采样电路130和运算电路140的模组，或者，包括发射电路110、接收电路120、采样电路130、运算电路140和控制电路150的模组称为测距模组，该测距模组可以独立于其他模组，例如，扫描模组。

测距装置中可以采用同轴光路，也即测距装置出射的光束和经反射回来的光束在测距装置内共用至少部分光路。例如，发射电路出射的至少一路激光脉冲序列经扫描模组改变传播方向出射后，经探测物反射回来的激光脉冲序列经过扫描模组后入射至接收电路。或者，测距装置也可以采用异轴光路，也即测距装置出射的光束和经反射回来的光束在测距装置内分别沿不同的光路传输。图2示出了一种测距装置采用同轴光路的一种实施例的示意图。

测距装置200包括测距模组201，测距模组201包括发射器203(可以包括上述的发射电路)、准直元件204、探测器205(可以包括上述的接收电路、采样电路和运算电路)和光路改变元件206。测距模组201用于发射光束，且接收回光，将回光转换为电信号。其中，发射器203可以用于发射光脉冲序列。在一个实施例中，发射器203可以发射激光脉冲序列。可选的，发射器203发射出的激光束为波长在可见光范围之外的窄带宽光束。准直元件204设置于发射器203的出射光路上，用于准直从发射器203发出的光束，将发射器203发出的光束准直为平行光出射至扫描模组202。准直元件204还用于会聚经探测物反射的回光的至少一部分。该准直元件204可以是准直透镜或者是其他能够准直光束的元件。

在图2所示实施例中，通过光路改变元件206来将测距装置内的发射光路和接收光路在准直元件204之前合并，使得发射光路和接收光路可以共用同一个准直元件，使得光路更加紧凑。在其他的一些实现方式中，也可以是发射器203和探测器205分别使用各自的准直元件，将光路改变元件206设置在准直元件之后的光路上。

在图2所示实施例中，由于发射器203出射的光束的光束孔径较小，测距装置所接收到的回光的光束孔径较大，所以光路改变元件可以采用小面积的反射镜来将发射光路和接收光路合并。在其他的一些实现方式中，光路改变元件也可以采用带通孔的反射镜，其中该通孔用于透射发射器203的出射光，反射镜用于将回光反射至探测器205。这样可以减小采用小反射镜的情况中小反射镜的支架会对回光的遮挡。

在图2所示实施例中，光路改变元件偏离了准直元件204的光轴。在其他的一些实现方式中，光路改变元件也可以位于准直元件204的光轴上。

测距装置200还包括扫描模组202。扫描模组202放置于测距模组201的出射光路上，扫描模组202用于改变经准直元件204出射的准直光束219的传输方向并投射至外界环境，并将回光投射至准直元件204。回光经准直元件204汇聚到探测器205上。

在一个实施例中，扫描模组202可以包括至少一个光学元件，用于改变光束的传播路径，其中，该光学元件可以通过对光束进行反射、折射、衍射等等方式来改变光束传播路径。例如，扫描模组202包括透镜、反射镜、棱镜、振镜、光栅、液晶、光学相控阵(OpticalPhased Array)或上述光学元件的任意组合。一个示例中，至少部分光学元件是运动的，例如通过驱动模块来驱动该至少部分光学元件进行运动，该运动的光学元件可以在不同时刻将光束反射、折射或衍射至不同的方向。在一些实施例中，扫描模组202的多个光学元件可以绕共同的轴209旋转或振动，每个旋转或振动的光学元件用于不断改变入射光束的传播方向。在一个实施例中，扫描模组202的多个光学元件可以以不同的转速旋转，或以不同的速度振动。在另一个实施例中，扫描模组202的至少部分光学元件可以以基本相同的转速旋转。在一些实施例中，扫描模组的多个光学元件也可以是绕不同的轴旋转。在一些实施例中，扫描模组的多个光学元件也可以是以相同的方向旋转，或以不同的方向旋转；或者沿相同的方向振动，或者沿不同的方向振动，在此不作限制。

在一个实施例中，扫描模组202包括第一光学元件214和与第一光学元件214连接的驱动器216，驱动器216用于驱动第一光学元件214绕转动轴209转动，使第一光学元件214改变准直光束219的方向。第一光学元件214将准直光束219投射至不同的方向。在一个实施例中，准直光束219经第一光学元件改变后的方向与转动轴209的夹角随着第一光学元件214的转动而变化。在一个实施例中，第一光学元件214包括相对的非平行的一对表面，准直光束219穿过该对表面。在一个实施例中，第一光学元件214包括厚度沿至少一个径向变化的棱镜。在一个实施例中，第一光学元件114包括楔角棱镜，对准直光束219进行折射。

在一个实施例中，扫描模组202还包括第二光学元件215，第二光学元件215绕转动轴209转动，第二光学元件215的转动速度与第一光学元件214的转动速度不同。第二光学元件215用于改变第一光学元件214投射的光束的方向。在一个实施例中，第二光学元件215与另一驱动器217连接，驱动器217驱动第二光学元件215转动。第一光学元件214和第二光学元件215可以由相同或不同的驱动器驱动，使第一光学元件214和第二光学元件215的转速和/或转向不同，从而将准直光束219投射至外界空间不同的方向，可以扫描较大的空间范围。在一个实施例中，控制器218控制驱动器216和217，分别驱动第一光学元件214和第二光学元件215。第一光学元件214和第二光学元件215的转速可以根据实际应用中预期扫描的区域和样式确定。驱动器216和217可以包括电机或其他驱动器。

在一个实施例中，第二光学元件215包括相对的非平行的一对表面，光束穿过该对表面。在一个实施例中，第二光学元件215包括厚度沿至少一个径向变化的棱镜。在一个实施例中，第二光学元件215包括楔角棱镜。

一个实施例中，扫描模组202还包括第三光学元件(图未示)和用于驱动第三光学元件运动的驱动器。可选地，该第三光学元件包括相对的非平行的一对表面，光束穿过该对表面。在一个实施例中，第三光学元件包括厚度沿至少一个径向变化的棱镜。在一个实施例中，第三光学元件包括楔角棱镜。第一、第二和第三光学元件中的至少两个光学元件以不同的转速和/或转向转动。

扫描模组202中的各光学元件旋转可以将光投射至不同的方向，例如光211和213的方向，如此对测距装置200周围的空间进行扫描。当扫描模组202投射出的光211打到探测物210时，一部分光被探测物210沿与投射的光211相反的方向反射至测距装置200。探测物210反射的回光212经过扫描模组202后入射至准直元件204。

探测器205与发射器203放置于准直元件204的同一侧，探测器205用于将穿过准直元件204的至少部分回光转换为电信号。

一个实施例中，各光学元件上镀有增透膜。可选的，增透膜的厚度与发射器203发射出的光束的波长相等或接近，能够增加透射光束的强度。

一个实施例中，测距装置中位于光束传播路径上的一个元件表面上镀有滤光层，或者在光束传播路径上设置有滤光器，用于至少透射发射器所出射的光束所在波段，反射其他波段，以减少环境光给接收器带来的噪音。

在一些实施例中，发射器203可以包括激光二极管，通过激光二极管发射纳秒级别的激光脉冲。进一步地，可以确定激光脉冲接收时间，例如，通过探测电信号脉冲的上升沿时间和/或下降沿时间确定激光脉冲接收时间。如此，测距装置200可以利用脉冲接收时间信息和脉冲发出时间信息计算TOF，从而确定探测物210到测距装置200的距离。

测距装置200探测到的距离和方位可以用于遥感、避障、测绘、建模、导航等。在一种实施方式中，本实用新型实施方式的测距装置可应用于可移动平台，测距装置可安装在可移动平台的平台本体。具有测距装置的移动平台可对外部环境进行测量，例如，测量移动平台与障碍物的距离用于避障等用途，和对外部环境进行二维或三维的测绘。在某些实施方式中，可移动平台包括无人飞行器、汽车、遥控车、机器人、相机中的至少一种。当测距装置应用于无人飞行器时，平台本体为无人飞行器的机身。当测距装置应用于汽车时，平台本体为汽车的车身。该汽车可以是自动驾驶汽车或者半自动驾驶汽车，在此不做限制。当测距装置应用于遥控车时，平台本体为遥控车的车身。当测距装置应用于机器人时，平台本体为机器人。当测距装置应用于相机时，平台本体为相机本身。在一种实施方式中，本实用新型实施方式的测距装置可以应用于可移动平台，从而对可移动平台多个方位的外部环境进行探测，在某些实施方式中，可移动平台包括机身，动力系统，安装在所述机身，用于为所述可移动平台提供动力；以及如根据本实施例的测距装置。可选的，可移动平台包括无人飞行器、汽车、或机器人中的至少一种。

目前准直元件204一般采用透镜，如前所述，由于透镜对不同波长的光折射率不一样，对于波段范围广的出射光而言，透镜存在色差，以及像差。而且对于长焦光路系统来说，使用透镜会使得系统变得长而大，如果利用平面反射镜将光路折叠，则不仅增加了成本，而且整个系统对结构公差和光学镜片安装误差的要求也更高。本实用新型基于此，提出一种测距模组和测距装置，该测距模组通过反射实现光束的准直和聚焦，从而使得系统相差很小，没有色差，并且可以实现光路折叠，从而缩减光路传输长度，以达到减小系统体积的目的。下面结合图3和图4对根据本实用新型实施例的测距装置进行详细描述。

图3是根据本实用新型一实施例的测距装置的示意性结构图。

如图3所示，本实施例提供的测距装置300包括测距模组301和扫描模组302，测距模组301用于向扫描模组302发射光束(如激光脉冲)，所述扫描模组302用于改变所述光束的传播方向后出射，经探测物反射回的光束经过所述扫描模组302后入射至所述测距模组，所述测距模组301用于根据反射回的光束确定所述探测物与所述测距装置之间的距离。

测距模组301包括发射器303、光学元件304和接收器305。发射器303用于发射光束，例如发射激光脉冲。在一些实施例中，发射器303例如为包括至少一个激光二极管的激光发射器，通过激光二极管发射纳秒级别的激光脉冲。

光学元件304用于通过反射准直所述发射器303发射的光束并将准直后的光束出射至扫描模组302，并用于通过反射聚焦经探测物反射回且经过所述扫描模组302的光束。在本实施例中，通过光学元件304还实现了光路折叠，具体地，至少部分反射回的光束在所述光学元件聚焦时的入射光路以及出射光路之间的夹角大于90度，通过折叠光路缩减了光路传输长度，减小了整个测距装置300的体积。进一步地，在本实施例中，光学元件304通过反射来实现光束的准直和聚焦，与通过折射的透镜相比，像差很小，且没有色差。光学元件304可以包括一个或多个反射器件，这将后文进行详细描述。

接收器305用于接收所述光学元件304聚焦后的光束，并将其转换为电信号。在一些实施例中，接收器305可以包括光电检测器，用于将光信号转变为电信号。

请再次参考图3，在本实施例中，光学元件304采用离轴反射镜制备。离轴反射镜可以采用各种合适的结构。在一些实施例中，离轴反射镜为抛物面镜。采用抛物面镜或其它离轴发射镜对光束进行准直和聚焦，不仅使光路系统结构简单，并且可以折叠光路，减小整个测距装置300的体积，同时与通过折射的透镜相比，像差很小，且没有色差。

在本实施例中，光学元件304的数量为两个，包括第一离轴反射镜306和第二离轴反射镜307。第一离轴反射镜306用于准直发射器303发射的光束并将准直后的光束出射至扫描模组302。第二离轴反射镜307用于聚焦所述扫描模组302反射回的光束。

如图3所示，发射器303设置在第一离轴反射镜306的焦点上，这样发射器303发射的光束，到达第一离轴反射镜306的部分经过第一离轴反射镜306的反射准直后转变为平行光束，并出射至扫描模组302。接收器305设置在第二离轴反射镜307的焦点上，这样经扫描模组302返回的平行光束，到达第二离轴反射镜307的部分经过第二离轴反射镜307的反射聚焦后出射至接收器305，通过接收器305转变为电信号进行后续处理。

在本实施例中，为了使发射器303发出的光束经探测物返回后可以到达接收器305，如图3所示，第一离轴反射镜306的出射光路和第二离轴反射镜307的入射光路至少部分重合。在一些实施例中，第一离轴反射镜306设置在第二离轴反射镜307的入射光路上。并且所述第一离轴反射镜306的出光面小于所述第二离轴反射镜307的入光面。

进一步地，为了使经过扫描模组302返回的光束可以入射至第二离轴反射镜307上，第二离轴反射镜307在竖直平面上的投影包括扫描模组302在所述竖直平面上的投影。应当理解，所述竖直平面以图3所示位置关系为例限定，并不一定是相对地平面的竖直平面。

扫描模组302可以包括至少一个光学元件，用于改变光束的传播路径，其中，该光学元件可以通过对光束进行反射、折射、衍射等等方式来改变光束传播路径。例如，扫描模组302包括透镜、反射镜、棱镜、振镜、光栅、液晶、光学相控阵(Optical Phased Array)或上述光学元件的任意组合。一个示例中，至少部分光学元件是运动的，例如通过驱动模块来驱动该至少部分光学元件进行运动，该运动的光学元件可以在不同时刻将光束反射、折射或衍射至不同的方向。在一些实施例中，扫描模组302的多个光学元件可以绕共同的轴旋转或振动，每个旋转或振动的光学元件用于不断改变入射光束的传播方向。在一个实施例中，扫描模组302的多个光学元件可以以不同的转速旋转，或以不同的速度振动。在另一个实施例中，扫描模组302的至少部分光学元件可以以基本相同的转速旋转。在一些实施例中，扫描模组302的多个光学元件也可以是绕不同的轴旋转。在一些实施例中，扫描模组302的多个光学元件也可以是以相同的方向旋转，或以不同的方向旋转；或者沿相同的方向振动，或者沿不同的方向振动，在此不作限制。

可以理解，本实用新型中如图3所示的测距装置，其工作原理以及各个元件的说明，若与图1-图2所示实施例中的测距装置存在相同或相似的内容，请参考图1-图2所示实施例的说明内容，此处不再赘述。

图4是根据本实用新型另一实施例的测距装置的示意性结构图。

如图4所示，本实施例提供的测距装置400包括测距模组401和扫描模组402，测距模组401用于向扫描模组402发射光束(如激光脉冲)，所述扫描模组402用于改变所述光束的传播方向后出射，经探测物反射回的光束经过所述扫描模组402后入射至所述测距模组，所述测距模组401用于根据反射回的光束确定所述探测物与所述测距装置之间的距离。

测距模组401包括发射器403、光学元件404、收器405和光路改变元件406。发射器403用于发射光束，例如发射激光脉冲。在一些实施例中，发射器403例如为包括至少一个激光二极管的激光发射器，通过激光二极管发射纳秒级别的激光脉冲。

光学元件404用于通过反射准直所述发射器403发射的光束并将准直后的光束出射至扫描模组402，并用于通过反射聚焦经探测物反射回且经过所述扫描模组402的光束。在本实施例中，通过光学元件404还实现了光路折叠，具体地，至少部分反射回的光束在所述光学元件聚焦时的入射光路以及出射光路之间的夹角大于90度，通过折叠光路缩减了光路传输长度，减小了整个系统体积。进一步地，在本实施例中，光学元件404通过反射来实现光束的准直和聚焦，与通过折射的透镜相比，像差很小，且没有色差。在本实施例中，光学元件404的数量为一个，其采用离轴反射镜制备。离轴反射镜可以采用各种合适的结构。在一些实施例中，离轴反射镜为抛物面镜。采用抛物面镜或其它离轴发射镜对光束进行准直和聚焦，不仅使光路系统结构简单，并且可以折叠光路，减小整个测距装置300的体积，同时与通过折射的透镜相比，像差很小，且没有色差。

接收器405用于接收所述光学元件404聚焦后的光束，并将其转换为电信号。在一些实施例中，接收器405可以包括光电检测器，用于将光信号转变为电信号。

光路改变元件406用于改变所述发射器403发射的光束的传播方向并将改变传播方向的光束出射至光学元件404。光路改变元件406可以为各种光学反射器件。在一些实施例中，光路改变元件406为平面反射镜。

请再次参考图4，在本实施例中，发射器403的位置和接收器405的位置相对平面反射镜对称，接收器405设置在光学元件404的焦点上。这样发射器403相当于在光学元件404的焦点上发出光束，其发射的光束经平面反射镜发射后到达光学元件404的部分，经过光学元件404准直后转变为平行光束，并出射至扫描模组402。而经过扫描模组返回的平行光束，经过光学元件404的聚焦后到达接收器405。

进一步地，在本实施例中，为了使发射器403发射的光束经过探测物返回后可以到达接收器405，如图4所示，光学元件404在竖直平面上的投影包括所述扫描模组在所述竖直平面上的投影。应当理解，所述竖直平面以图4所示位置关系为例限定，并不一定是相对地平面的竖直平面。

扫描模组402的结构与扫描模组302的结构类似，在此不再赘述。

可以理解，本实用新型中如图4所示的测距装置，其工作原理以及各个元件的说明，若与图1-图2所示实施例中的测距装置存在相同或相似的内容，请参考图1-图2所示实施例的说明内容，此处不再赘述。

根据本实用新型一实施例还提供一种可移动平台。该可移动平台可以被描绘为无人飞行器，但这种描绘并不旨在是限制性的，其可以使用任何合适类型的可移动物体，例如该可移动平台可以为无人机、汽车或地面遥控机器人。

以无人飞行器为例，该可移动平台包括机身和测距装置，测距装置安装在机身上。具体地，机身包括机架和安装在机架上的脚架。机架可作为可移动平台的飞行控制系统、处理器、摄像机、照相机等的安装载体。脚架安装在机架的下方，测距装置安装在脚架上。脚架可用于为可移动平台降落时提供支撑，在一个实施例中，脚架还可以搭载水箱，并用于通过喷头对植物喷洒农药和肥料等。测距装置的结构如前所述，在此不再赘述。

进一步地，可移动平台还包括自机身延伸的机臂，机臂可用于搭载动力装置以为可移动平台提供飞行的动力。搭载动力装置可以包括旋翼、螺旋桨、桨叶、引擎、电机、轮子、轮轴、磁体或喷嘴中的一种或多种。可移动平台可以具有一个或多个、两个或更多个、三个或更多个或者四个或更多个搭载动力装置。动力装置可以全都是同一类型。备选地，一个或多个动力装置可以是不同类型的动力装置。动力装置可以使用任何合适的装置来安装在可移动平台上。

本实用新型实施例提供了一种测距模组、测距装置及可移动平台，由于通过反射实现光束的准直和聚焦，且至少部分反射回的光束在所述光学元件聚焦时的入射光路以及出射光路之间的夹角大于90度，则不仅从可以实现光路折叠，从而缩减光路传输长度，以达到减小系统体积的目的，且可以减小由于透镜准直和聚焦带来的像差、色差。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本实用新型的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本实用新型的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本实用新型的范围之内。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本实用新型并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本实用新型的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其实用新型点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种测距模组，其特征在于，包括：

发射器，用于发射光束；

光学元件，用于通过反射准直所述发射器发射的光束并将准直后的光束出射至扫描模组，并用于通过反射聚焦经探测物反射回且经过所述扫描模组的光束；

接收器，用于接收所述光学元件聚焦后的光束；

其中，至少部分反射回的光束在所述光学元件聚焦时的入射光路以及出射光路之间的夹角大于90度。

2.根据权利要求1所述的测距模组，其特征在于，所述光学元件为采用离轴反射镜制备。

3.根据权利要求2所述的测距模组，其特征在于，所述光学元件为两个，所述光学元件包括：

第一离轴反射镜，用于准直所述发射器发射的光束并将准直后的光束出射至扫描模组；

第二离轴反射镜，用于聚焦所述扫描模组反射回的光束。

4.根据权利要求3所述的测距模组，其特征在于，所述发射器设置在所述第一离轴反射镜的焦点上；

所述接收器设置在所述第二离轴反射镜的焦点上。

5.根据权利要求3所述的测距模组，其特征在于，所述第一离轴反射镜的出射光路和所述第二离轴反射镜的入射光路至少部分重合。

6.根据权利要求5所述的测距模组，其特征在于，所述第一离轴反射镜设置在所述第二离轴反射镜的入射光路上。

7.根据权利要求6所述的测距模组，其特征在于，所述第一离轴反射镜的出光面小于所述第二离轴反射镜的入光面；

所述第二离轴反射镜在竖直平面上的投影包括所述扫描模组在所述竖直平面上的投影。

8.根据权利要求2所述的测距模组，其特征在于，所述光学元件为一个，所述测距模组还包括光路改变元件，用于改变所述发射器发射的光束的传播方向并将改变传播方向的光束出射至所述光学元件。

9.根据权利要求8所述的测距模组，其特征在于，所述光路改变元件为平面反射镜；

所述发射器的位置和所述接收器的位置相对所述平面反射镜对称；

所述接收器设置在所述光学元件的焦点上。

10.根据权利要求8所述的测距模组，其特征在于，所述光学元件在竖直平面上的投影包括所述扫描模组在所述竖直平面上的投影。

11.根据权利要求2所述的测距模组，其特征在于，所述离轴反射镜包括抛物面镜。

12.一种测距装置，其特征在于，包括：

如权利要求1-11中的任一项所述的测距模组以及扫描模组；

其中，所述扫描模组用于改变所述测距模组准直后的光束的传播方向并出射，所述测距模组用于根据探测物反射回且经过所述扫描模组的光束确定所述探测物与所述测距装置之间的距离。

13.一种可移动平台，其特征在于，包括：

平台本体；以及

如权利要求12所述的测距装置，所述测距装置安装在所述平台本体上。

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