CN211123265U - 一种激光雷达 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种提高雷达性能的方法，尤其涉及一种激光雷达探测方法及激光雷达。本申请所述的雷达探测方法，所述的激光雷达包括多个发射装置、一个接收装置，多个发射装置出射光的探测区域叠加，形成待测区域，发射装置分时出射光，将待测区域分成多个区域分时探测，出射光照射到目标上反射，反射光由接收装置接收。本申请通过多个发射装置分时出射光，对待测区域分时进行探测，避免了探测过程中各个探测区域间的杂散光相互影响，改善了整个探测视场内的杂散光干扰状况，提升了测距性能的抗干扰能力和稳定性。

Description

一种激光雷达

技术领域

本实用新型申请属于光学测距领域，尤其涉及一激光雷达。

背景技术

激光雷达在进行探测时，需要探测整个被测区域。当激光雷达只有一个发射装置和一个接收装置时，在有效探测视场内，所有被测物反射回的信号光，均由接收装置接收并成像在一探测面上，其中近处被测物体的一部分信号光在接收装置中不可避免地被转换为杂散光，杂散光主要来自于光学面上，如透镜正反面的多次反射、光机件上的漫反射等，难以在不降低接收效率的条件下消除。这些由信号光转换而成的杂散光，脱离了被测物的成像像素位置，而是随机分布在整个探测面上，且携带了雷达测量的距离特征，会造成测量结果不准确。

如图1所示，物体A与物体B都在雷达视场内，且物体A相对更接近雷达，如近距离0.5-1m，物体B距离雷达很远，如大于6m。物体A和物体B反射回来的信号光都在接收装置的收集下，分别成像会聚到对应的像素点位置，且距离越近，回来的信号光越强。其中物体A返回的信号光的很小一部分，形成杂散光散布在整个成像面上，但这部分杂散光强度会和远距离处物体B返回的信号光强度相当或更大。因而携带A物体距离信息的光覆盖在本应接收携带B物体距离信息的光的像素上，这就会使该像素对B物体的距离测量严重偏小，影响最终测量结果。

实用新型内容

本申请实施例在于提出一种激光雷达，改善现有测量方法中探测视场内存在杂散光干扰、影响测距性能的问题。

一种激光雷达，包括多个发射装置、一个接收装置，多个发射装置出射光的探测区域叠加，形成待测区域，发射装置分时出射光，出射光照射到目标上反射，接收装置用于接收反射光。

在一种可能的实现方式中，所述的各出射光探测区域部分重叠，叠加后的待测区域视场角大于接收装置的接收视场角5-10%。

在一种可能的实现方式中，所述的发射装置的数量为2-6个。

在一种可能的实现方式中，所述的发射装置包括光源、发射光学系统，所述的光源出射光经发射光学系统处理后出射。

在一种可能的实现方式中，所述的激光雷达，还包括控制装置，所述的控制装置用于控制发射装置分时工作，处理光信号得到测量结果。

本申请通过多个发射装置分时出射光，对待测区域分时进行探测，避免了探测过程中各个探测区域间的杂散光相互影响，改善了整个探测视场内的杂散光干扰状况，提升了测距性能的抗干扰能力和稳定性。

附图说明

图1是背景技术示意图。

图2是本申请实施例具有四个发射装置的激光雷达示意图。

图3是本申请实施例具有两个发射装置的激光雷达图。

图4是本申请实施例出射装置示意图。

图中：1、发射装置；2、接收装置；3、未叠加探测区域；4、叠加探测区域；5、出射光发散角；6、接收视场角；7、光源；8、准直透镜；9、柱透镜；10、物体。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本申请的技术方案。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请实施例

如图2所示，雷达探测方法，所述的激光雷达包括四个发射装置1、一个接收装置2，多个发射装置1出射光的探测区域叠加，形成待测区域，发射装置1分时出射光，将待测区域分成多个区域分时探测，出射光照射到目标上反射，反射光由接收装置接收。

本申请通过多个发射装置1向不同探测区域分时出射光，将待测区域分别区分开，分时进行探测，以避免接收装置2光学系统带来的各个区域间的杂散光影响。图2中发射装置1将待测区域分为4部分，对四个区域分时分别进行探测。其中，同一区域内的物体10仍存在杂散光的相互干扰，影响测距性能；不同区域物体10之间由于时间错开，不会相互影响。因而通过多个区域分时探测，改善了整个探测视场内的杂散光干扰状况，提升了测距性能的抗干扰能力和稳定性。

所述的出射光发散角5为30-85°，所述的各出射光探测区域部分重叠，叠加后的待测区域视场角比接收视场角大5-10%，所述的接收视场角6为50-160°。

出射光探测区域部分重叠，叠加后的出射光探测区域分为未叠加探测区域3、叠加探测区域4，叠加后的出射光探测区域扩大了雷达探测视场角；且对叠加探测区域4的探测频率大于未叠加探测区域3。对于特定区域的探测频率较高，对目标区域与边缘区域实现不同的探测频率，满足实际探测需要。

多个发射装置的发散角为30-85°，可以相同也可以不同。接收视场角与叠加后的各出射光发散角的总和应相等，考虑设计和生产工艺，发射区域略大于接收视场约5-10%左右，即叠加后的出射光探测区域视场角大于接收视场角5-10%，所述的接收视场角6为50-160°，保证所有反射光均能被接收。

所述的出射光发散角5为45-60°，所述的各出射光探测区域部分重叠，叠加后的待测区域视场角大于接收视场角5-10%，所述的接收视场角6为140-160°。

在这一发散角数值范围内，工艺上更容易实现，且本装置结构更紧凑，体积更小。

所述的分时工作为完全分时，即各发射装置的工作时间完全错开。

所述的发射装置工作时间、工作顺序可进行设置。

发射装置1的工作时间、工作顺序可以根据目标区域的方向、远近不同进行设定，如发射装置1工作时间2秒，发射装置2工作时间1秒，发射装置1工作时间2秒等，保证对目标区域的测量频率和测量精度要求。

一种激光雷达，包括多个发射装置1、一个接收装置2，多个发射装置1出射光的探测区域叠加，形成待测区域，发射装置1分时出射光，出射光照射到目标上反射，接收装置2用于接收反射光。

所述的各出射光探测区域部分重叠，叠加后的待测区域视场角大于接收装置的接收视场角5-10%。

所述的发射装置1的数量为2-6个。

发射装置1大于2个，小于6个，超过6个则结构过于复杂，设计、生产工艺要求高，生产成本高。

图2为具有四个发射装置的激光雷达示意图，图3为具有两个发射装置的激光雷达示意图，其中图3的激光雷达发射装置出射光光轴之间有夹角，夹角为5-10°。

所述的发射装置包括光源7、发射光学系统，所述的光源出射光经发射光学系统处理后出射。

发射装置1可以水平、垂直、倾斜设置，发射装置1的出射光光轴在一平面内即可，使得发射装置1可以对水平面、垂直面、倾斜面的目标进行检测。

如图4所示，发射光源7为半导体激光器，发射光学系统为准直透镜8、柱透镜9组合或均光片、DOE（图中未画出）。

所述的激光雷达，还包括控制装置（图中未画出），所述的控制装置用于控制发射装置分时工作，处理光信号得到测量结果。

所述的控制装置10一般为微处理器，操作人员可以通过微处理器设置发射装置分时工作的工作时间、工作顺序。

以上结合具体实施例描述了本申请的技术原理。这些描述只是为了解释本申请的原理，而不能以任何方式解释为对本申请保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本申请的其它具体实施方式，这些方式都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种激光雷达，其特征在于，包括多个发射装置、一个接收装置，多个发射装置出射光的探测区域叠加，形成待测区域，发射装置分时出射光，出射光照射到目标上反射，接收装置用于接收反射光。

2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述的各出射光探测区域部分重叠，叠加后的待测区域视场角大于接收装置的接收视场角5-10%。

3.根据权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，所述的发射装置的数量为2-6个。

4.根据权利要求2或3所述的激光雷达，其特征在于，所述的发射装置包括光源、发射光学系统，所述的光源出射光经发射光学系统处理后出射。

5.根据权利要求4所述的激光雷达，其特征在于，还包括控制装置，所述的控制装置用于控制发射装置分时工作，处理光信号得到测量结果。

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