CN212723353U - 一种激光雷达 - Google Patents

Abstract

本申请涉及雷达领域，尤其涉及一种激光雷达。本申请包括发射模块、发射光学模块、接收模块、接收光学模块，所述的发射模块出射激光，激光经发射光学模块后照射到目标上，目标反射光进入接收光学模块，接收光学模块将反射光反射入接收模块，接收模块对反射光进行接收、处理，得到测量数据，所述的接收光学模块包括接收透镜、MEMS振镜，目标反射光经接收透镜会聚后照射到MEMS振镜上，MEMS振镜将目标反射光偏转反射到接收模块上。本申请通过在接收透镜的会聚光路中放置一个MEMS振镜，MEMS振镜将以不同入射角进入的目标反射光偏转到接收模块上，接收模块只需要较小接收视场角即可实现指定接收视场角度的接收，降低接收模块的成本。

Description

一种激光雷达

技术领域

本申请涉及人工智能技术领域，尤其涉及一种激光雷达。

背景技术

激光雷达是以激光器作为发射光源，采用光电探测技术手段的主动距离探测设备，其具有体积小，测量精度高的优点，被广泛应用于无人驾驶、AGV、机器人等领域。

为了能够对大范围内目标进行探测，人们常采用具有较大视场角的激光雷达，激光雷达出射光照射到目标后，反射光由激光雷达的接收模块接收，因为需要接收的反射光入射角度范围也比较大，对目标反射光的接收往往需要具有较大接收角的接收模块，现有的接收模块倾向于采用APD阵列配合接收透镜实现较大视场角度的接收，但是APD阵列成本高昂，并且信噪比较低。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提出一种激光雷达，解决现有接收模块不能同时满足大接收角和成本较低的问题。

为达此目的，本申请实施例采用以下技术方案：

一方面，一种激光雷达，包括发射模块、发射光学模块、接收模块、接收光学模块，所述的发射模块出射激光，激光经发射光学模块后照射到目标上，目标反射光进入接收光学模块，接收光学模块将反射光反射入接收模块，接收模块对反射光进行接收、处理，得到测量数据，所述的接收光学模块包括接收透镜、MEMS振镜，目标反射光经接收透镜会聚后照射到MEMS振镜上，MEMS振镜将目标反射光偏转反射到接收模块上。

在一种可能的实现方式中，所述的目标反射光入射MEMS振镜的入射角为20-30°，MEMS振镜对目标反射光偏转角度为±20°。

在一种可能的实现方式中，所述的目标反射光入射MEMS振镜的入射角为25-28°，MEMS振镜对目标反射光偏转角度为±10°。

在一种可能的实现方式中，所述的MEMS振镜扫描的频率为0-100Hz。

在一种可能的实现方式中，所述的MEMS振镜扫描的频率为10-30Hz。

在一种可能的实现方式中，所述的接收透镜与MEMS振镜之间的距离为3-20cm。

在一种可能的实现方式中，所述的接收透镜与MEMS振镜之间的距离为5-10cm。

在一种可能的实现方式中，所述的接收模块中轴线与处于静止状态的MEMS振镜之间的夹角为30-60°。

在一种可能的实现方式中，所述的接收模块中轴线与处于静止状态的MEMS振镜之间的夹角为35-45°。

在一种可能的实现方式中，所述的接收模块包括单个光电传感器，所述的光电传感器为APD。

本申请采用接收透镜、MEMS振镜作为接收光学模块，反射光经接收透镜会聚后照射到MEMS振镜上，MEMS振镜将目标反射光偏转反射到接收模块上，通过在接收透镜的会聚光路中放置一个MEMS振镜，MEMS振镜将以不同入射角进入的目标反射光偏转到接收模块上，接收模块只需要较小接收视场角即可实现指定接收视场角度的接收，降低接收模块的成本，提高器件的信噪比。

附图说明

图1是本申请实施例1提供的激光雷达光学系统示意图。

图中：1、发射模块；2、发射光学模块；3、接收模块；4、接收光学模块；5、接收透镜；6、MEMS振镜；7、目标。

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、系统、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。

如图1所示，一种激光雷达，包括发射模块1、发射光学模块2、接收模块3、接收光学模块4，所述的发射模块1出射激光，激光经发射光学模块2后照射到目标7上，目标反射光进入接收光学模块4，接收光学模块4将反射光反射入接收模块3，接收模块3对反射光进行接收、处理，得到测量数据，所述的接收光学模块4包括接收透镜5、MEMS振镜6，目标反射光经接收透镜5会聚后照射到MEMS振镜6上，MEMS振镜6将目标反射光偏转反射到接收模块3上。

本申请采用接收透镜5、MEMS振镜6作为接收光学模块，反射光经接收透镜5会聚后照射到MEMS振镜6上，MEMS振镜6将目标反射光偏转反射到接收模块3上，通过在接收透镜5的会聚光路中放置一个MEMS振镜6，MEMS振镜能够将不同方向进入的目标反射光都偏转到一个较小的角度范围内，改变了会聚光路，缩小了接收视场角，因此接收模块3只需要较小接收视场角即可实现对大接收视场角反射光的接收，降低接收模块的成本，提高器件的信噪比。

所述的目标反射光入射MEMS振镜6的入射角为20-30°，MEMS振镜6对目标反射光偏转角度为±20°。

所述的目标反射光入射MEMS振镜6的入射角为25-28°，MEMS振镜6对目标反射光偏转角度为±10°。

目标反射光入射MEMS振镜6的入射角决定了MEMS振镜能够接收多大范围内的目标反射光，MEMS振镜6对目标反射光偏转角度决定了对会聚光路的改变范围。所述的目标反射光入射MEMS振镜6的入射角为20-30°，优选为25-28°，即MEMS振镜能够接收入射角为20-30°，优选为25-28°的目标反射光；MEMS振镜6对目标反射光偏转角度为±20°，优选为±10°，即MEMS振镜6对会聚光路的改变范围为±20°，优选为±10°。

所述的MEMS振镜6扫描的频率为0-100Hz。

所述的MEMS振镜6扫描的频率为10-30Hz。

MEMS振镜6扫描的频率为0-100Hz，频率过高则需要处理的数据量过大，对处理器要求较高，增加了整个激光雷达的成本；频率过低则数据太少，容易出现漏检。

所述的接收透镜5与MEMS振镜6之间的距离为3-20cm。

所述的接收透镜5与MEMS振镜6之间的距离为5-10cm。

接收透镜5与MEMS振镜6之间的距离为3-20cm,过近则MEMS振镜6能接收到的目标反射光较少，影响整体性能，过远则激光雷达整体体积偏大。

所述的接收模块3中轴线与处于静止状态的MEMS振镜6之间的夹角为30-60°。

所述的接收模块3中轴线与处于静止状态的MEMS振镜6之间的夹角为35-45°。

接收模块3中轴线与处于静止状态的MEMS振镜6之间的夹角为30-60°，保证自MEMS振镜6偏转的目标反射光进入接收模块3。

所述的接收模块3包括单个光电传感器，所述的光电传感器为APD。

因为采用单个APD作为接收模块，本实施例还有着结构简单，易于安装调试，造价低的优点，只需要在接收透镜的光路上设置一MEMS振镜，即可将目标反射光偏转到接收模块3上，不再需要APD阵列作为接收模块3，使整机的工作稳定可靠，光学系统工作稳定可靠，还大大地降低了维护保养的时间和费用。

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 (10)

1.一种激光雷达，其特征在于，包括发射模块、发射光学模块、接收模块、接收光学模块，所述的发射模块出射激光，激光经发射光学模块后照射到目标上，目标反射光进入接收光学模块，接收光学模块将反射光反射入接收模块，接收模块对反射光进行接收、处理，得到测量数据，所述的接收光学模块包括接收透镜、MEMS振镜，目标反射光经接收透镜会聚后照射到MEMS振镜上，MEMS振镜将目标反射光偏转反射到接收模块上。

2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述的目标反射光入射MEMS振镜的入射角为20-30°，MEMS振镜对目标反射光偏转角度为±20°。

3.根据权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，所述的目标反射光入射MEMS振镜的入射角为25-28°，MEMS振镜对目标反射光偏转角度为±10°。

4.根据权利要求3所述的激光雷达，其特征在于，所述的MEMS振镜扫描的频率为0-100Hz。

5.根据权利要求4所述的激光雷达，其特征在于，所述的MEMS振镜扫描的频率为10-30Hz。

6.根据权利要求4所述的激光雷达，其特征在于，所述的接收透镜与MEMS振镜之间的距离为3-20cm。

7.根据权利要求4所述的激光雷达，其特征在于，所述的接收透镜与MEMS振镜之间的距离为5-10cm。

8.根据权利要求5所述的激光雷达，其特征在于，所述的接收模块中轴线与处于静止状态的MEMS振镜之间的夹角为30-60°。

9.根据权利要求6所述的激光雷达，其特征在于，所述的接收模块中轴线与处于静止状态的MEMS振镜之间的夹角为35-45°。

10.根据权利要求7所述的激光雷达，其特征在于，所述的接收模块包括单个光电传感器，所述的光电传感器为APD。

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