CN211718513U - 一种扫描式激光雷达 - Google Patents

Abstract

一种扫描式激光雷达，包括：激光发射单元、激光接收单元、扫描单元、滤光罩单元，激光发射单元包括激光发射二极管、激光发射准直透镜、激光发射准直镜筒、激光驱动电路板，激光接收单元包括光电传感器、激光接收反射镜、激光接收透镜、激光接收主控电路板，扫描单元包括电机定子、电机转子、电机固定件1、电机固定件14、激光接收反射镜固定件2，激光发射单元和激光接收反射镜随扫描单元360度旋转，准直镜筒用于放置准直透镜，滤光罩单元用于防护激光雷达和抑制杂散光干扰。该结构实现了360度全方位扫描，更好的抑制杂散光、增加接收光信号强度，有效提高了激光雷达的探测精度、探测距离。

Description

一种扫描式激光雷达

技术领域

本实用新型涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种扫描式激光雷达。

背景技术

传统化的小型激光雷达由于发射与接收共轴，发射光路对接收光路遮光面积大，降低了激光接收的能力，而大多数的平行轴激光雷达则会因为接收信号时有一定角度的遮挡，产生测量盲区。

现有的激光雷达中，有一类是采用共轴方式的激光雷达，它通过反射镜将激光发射出去，也通过反射镜将接收回来的光反射到透镜中，再聚焦到激光接收装置中，这种激光雷达的接受部分被发射部分阻挡了，导致接收到的光信号减弱，影响测距精度和距离。另一类激光雷达采用非共轴技术，激光发射和激光接收的光路采用对称设计，但为了避免发射部分阻挡接收部分，都会在中间设置遮挡物，这又导致产生一定的测量盲区。还有一类激光雷达是采用水平发射激光，用凹面反射镜接收反射回来的激光，使之聚焦到光电传感器上，这种激光雷达减小了测距盲区和接收光路被发射光路阻挡的问题，但是凹面反射镜的成本太高，需要的体积较大，不利于实际生产。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提出一种扫描式激光雷达，包括：激光发射单元、激光接收单元、扫描单元、滤光罩单元。

所述激光发射单元至少包括：激光发射二极管、激光发射准直透镜、激光发射准直镜筒、激光驱动电路板；

所述激光接收单元至少包括：光电传感器、激光接收反射镜、激光接收透镜、激光接收主控电路板；

所诉扫描单元至少包括：电机定子、电机转子、激光接收反射镜固定件、电机固定件1、电机固定件14；

所述激光驱动板、所述激光发射二极管、所述激光发射准直透镜、所述激光发射准直镜筒、所述滤光罩单元构成发射光路；

所述滤光罩单元、所述激光接收反射镜、所述激光接收透镜、所述光电传感器、所述激光接收主控电路板构成接收光路；

进一步，所述激光发射单元中，所述激光发射准直镜筒光轴与所述激光接收反射镜成45度夹角，所述激光发射准直镜筒与所述激光接收透镜分置在所述激光接收反射镜的两端；所述电机中设有中空结构，所述激光接收透镜安装在所述电机的中空结构中，所述激光接收透镜的光轴与所述电机的旋转轴共轴，所述激光接收反射镜与所述激光接收透镜的光轴成45度夹角。

进一步，所述激光发射准直镜筒的侧面与所述激光接收反射镜的间距不大于5mm。

进一步，所述激光发射准直镜筒的末端与所述滤光罩的间距应不大于5mm。

进一步，当选用一种中空结构，定子在内，转子在外的电机时，所述激光发射单元和所述激光接收反射镜随所述电机转子转动。

进一步，当选用一种中空结构，转子在内，定子在外的电机时，所述激光发射单元、所述激光接收反射镜和所述激光接收透镜随所述电机转子转动。

进一步，所述激光驱动板可固定在电机转子上，所述激光发射单元随所述电机转子一起转动。

进一步，所述激光驱动板可固定在所述激光接收反射镜固定件上，所述激光接收反射镜固定件可固定在所述电机转子上。

进一步，所述激光发射二极管和所述激光发射准直镜筒之间可用光纤连接。

这种结构好处是解决了现有激光雷达杂散光大、接收的激光强度不够、成本高的问题，同时实现了360度旋转扫描目标，减小测量盲区，适合批量生产。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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为本实用新型实施例所述的一种扫描式激光雷达示意图；

图2为本实用新型实施例所述的激光雷达无线供电线圈俯视图；

图3为本实用新型实施例所述的激光雷达无线供电结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的电机固定件1俯视图；

其中，上述附图包括以下附图标记：

1-电机固定件 2-激光发射反射镜固定件 3-激光发射二极管 4-激光发射准直透镜 5-激光发射准直镜筒 6-激光驱动电路板 7-光电传感器 8-激光接收反射镜 9-激光接收透镜10-激光接收主控电路板 11-电机定子 12-电机转子 13-滤光罩单元 14-电机固定件

具体实施方式：

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：

图1为本实用新型一种扫描式激光雷达光机实施例的结构示意图，如图1所示，本实施例提供的一种扫描式激光雷达光机包括1-电机固定件 2-激光发射反射镜固定件 3-激光发射二极管4-激光发射准直透镜 5-激光发射准直镜筒 6-激光驱动电路板 7-光电传感器 8-激光接收反射镜 9-激光接收透镜10-激光接收主控电路板 11-电机定子 12-电机转子 13-滤光罩单元 14-电机固定件

本实施例中，激光驱动电路板6使用无线供电装置供电。无线供电发射线圈用螺钉固定在电机定子上，无线供电接收线圈用螺钉固定在电机转子上。

本实施例中，激光发射二极管3用于产生激光束，激光发射二极管3产生的激光束有一定的发散角，激光发射二极管3将产生的激光束发射到激光发射准直镜筒5。激光发射准直镜筒5内的激光发射准直透镜4对激光束进行准直，准直后的激光束接近于一束平行光，减少了发散角。激光束通过激光发射到准直透镜4后，到滤光罩单元13发射出去。

本实施例中，激光发射二极管3位于激光驱动电路板6上，极管激光驱动板6、激光发射二极管3、激光发射准直透镜4、激光发射准直镜筒5、滤光罩单元13构成发射光路，并从上置下依次设置；

本实施例中，在发射出的激光束被目标后反射回来后，该反射的激光通过滤光罩单元13射到激光接收反射镜8，由激光接收反射镜8反射到激光接收透镜9中，并经过激光接收透镜9聚焦后，被光电传感器7接收。光电传感器7将光转换为电信号，并在激光接收电路主控板10上进行处理。

本实施例中，滤光罩单元13、激光接收反射镜8、激光接收透镜9、光电传感器7、激光接收主控电路板10构成接收光路，并从上至下依次设置。

本实施例中，光电传感器7安装在激光接收主控电路板10的正中心位置，激光接收透镜9与光电传感器7同轴，激光接收反射镜8固定在激光接收反射镜固定件2上，激光接收反射镜8与垂直方向呈45°夹角，保证接收到的激光，能垂直的反射到激光接收透镜9上，最后聚焦到光电传感器7上，光电传感器7用于将接收到的光信号转换为电信号。

本实施例中，扫描单元和激光接收主控电路板相连，扫描单元用于产生刻度脉冲信号，并将刻度脉冲信号传输给激光接收主控电路板10，激光接收主控电路板10用于接收到刻度脉冲信号后，驱动激光驱动电路板6发出激光束，该激光束为发射信号。激光接收主控电路板10还用于接收目标反射回来的回波信号，并将回波信号与发射信号进行比较,进行信号处理后，获得目标的距离信息，目标轮廓信息，目标方位信息以及其他目标信息等。

其中，激光接收主控电路板10还可以包括：信息处理电路。激光接收主控电路板10具体用于记录每一次的激光发出的起始时刻及与之对应的回波时刻，经过计算后得到目标距离。同时通过读取、处理扫描单元输出的刻度脉冲信号辨别目标方位。根据连读打在目标上的光束数目以及目标距离值，可以大致判断目标尺寸及轮廓。

本实施例中，激光接收反射镜8固定在激光接收反射镜固定件2上，激光接收反射镜固定件2通过粘胶或螺丝固定在激光驱动板6上，电机定子11通过螺丝固定在电机固定件1和电机固定件14上，电机固定件1和电机固定件14通过螺丝或粘胶固定在激光接收电路主控板10上。

图2为本实用新型实施例所述的激光雷达无线电供电结构示意图，为圆环结构。

图3为本实用新型实施例所述的激光雷达无线电供电结构示意图，无线供电线圈发射端固定在电机定子11上，无线供电线圈接收端固定在电机转子12上。

图4为本实用新型实施例所述的电机固定件1俯视图，电机固定件1和电机固定件14顶部托盘用于固定电机定子11，激光接收电路主控板10固定在电机固定件1和电机固定件14的底部托盘下。

本实施例中，一方面发射光路对接收光路没有遮挡，可以更好地接收反射回来的激光，另一方面减小测距盲区，同时能够实现360度旋转扫描。

以上所述仅是本实用新型优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种扫描式激光雷达，包括：激光发射单元、激光接收单元、扫描单元、滤光罩单元，其特征在于，

所述激光发射单元包括激光发射二极管、激光发射准直透镜、激光发射准直镜筒、激光驱动电路板；

所述激光接收单元包括光电传感器、激光接收反射镜、激光接收透镜、激光接收主控电路板；

所述扫描单元包括电机定子、电机转子、第一电机固定件、第二电机固定件、激光接收反射镜固定件；

所述激光发射单元中，所述激光发射准直镜筒与所述激光接收反射镜成45度夹角放置，所述激光发射准直镜筒与所述激光接收透镜分别置于所述激光接收反射镜的两端；

所述电机中设有中空结构，所述激光接收透镜安装在所述电机的中空结构中，所述激光接收透镜的光轴与所述电机的旋转轴共轴，所述激光接收反射镜与所述激光接收透镜的光轴成45度夹角。

2.根据权利要求1所述激光雷达，其特征在于，所述激光发射准直镜筒的侧面与所述激光接收反射镜的间距不大于5mm。

3.根据权利要求1所述激光雷达，其特征在于，所述激光发射准直镜筒的末端与所述滤光罩的间距不大于5mm。

4.根据权利要求1所述激光雷达，其特征在于，所述激光驱动板固定在所述激光接收反射镜固定件上，所述激光接收反射镜固定件固定在所述电机转子上。

5.根据权利要求1所述激光雷达，其特征在于，所述激光驱动板固定在电机转子上，所述激光发射单元用于随所述电机转子一起转动。

6.根据权利要求1所述激光雷达，其特征在于，所述激光发射二极管和所述激光发射准直镜筒之间用光纤连接。

7.根据权利要求1所述激光雷达，其特征在于，所述电机包括定子在外转子在内的电机或者定子在内转子在外的电机。

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