CN214310883U - 一种激光雷达 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种雷达信号光光强分布技术，尤其涉及一种激光雷达。本申请激光雷达采用不同发散角度的信号光，第一测量距离使用第一发散角的信号光，第二测量距离使用第二发散角的信号光，第三测量距离使用第三发散角的信号光，不同发散角度信号光的转换通过不同光源切换或同一种光源信号光经光学元件处理实现。因为信号光探测距离越大，发散角越大，其所需要的信号光能量越大，本申请通过选用发散角较小的信号光对远距离进行探测，在现有信号光能量不变的情况下，可以有效的增加探测距离；或者在需求的探测距离不变的情况下，有效的降低信号光能量和整机功耗，可操作性强，适用性强。

Description

一种激光雷达

技术领域

本申请涉及一种雷达技术，尤其涉及一种激光雷达。

背景技术

目前，公知的面阵雷达或者深度相机，主要包括信号光源、光束整形系统系统、光学接收系统、探测器。其原理为信号光源发射信号光，经光束整形系统系统处理后照射到目标物上，目标物反射回的光经光学接收系统接收，再由探测器处理得出结果。如图1所示的一种激光雷达测距方法，信号光源发射的信号光1为散射光斑，覆盖较大的视场范围，光强分布一般是平顶光强分布（即在光束整形后形成的光斑上，光强大致相同）或者蝙蝠翼光强分布（即平面光斑的整体照度一致）。在实际使用时，在较远的距离，如150米以上往往并不需要大角度的等距离探测，而只需要探测方向上，即目标区域2的距离数据，所以较远距离采用大发散角的信号光进行测量，在探测方向以外部分的信号光能量存在浪费，信号光利用率不高，会造成整机功耗提高，能源出现较大浪费。

实用新型内容

本申请实施例在于提出一种激光雷达，解决现有技术光利用率较低的问题，为达此目的，本申请实施例采用以下技术方案。

一种激光雷达，包括信号光源、光学元件，所述的信号光源用于产生出射光束，出射光束经光学元件照射到目标物上，所述的信号光源为一种或多种，当信号光源为一种时，通过光学元件完成发散角的转换，当信号光源为多种时，信号光源包括第一发散角光源、第二发散角光源、第三发散角光源。

在一种可能的实现方式中，当信号光源为一种时，信号光源为多个，多个信号光源出射的信号光通过与之对应的光学元件转换，变成不同发散角的信号光。

在一种可能的实现方式中，当信号光源为多种时，所述的信号光源包括至少一个第一发散角光源、一个第二发散角光源、一个第三发散角光源。

在一种可能的实现方式中，所述的信号光源可以同时工作，也可以分时工作。

在一种可能的实现方式中，所述的激光雷达还包括控制模块，所述的控制模块用于控制信号光源工作。

本申请实施例通过采用不同发散角度的信号光，第一测量距离使用第一发散角的信号光，第二测量距离使用第二发散角的信号光，第三测量距离使用第三发散角的信号光，因为其他条件相同的情况下，信号光探测距离或发散角越大，需要的信号光能量越大，因此通过选用发散角较小的信号光，在现有信号光能量不变的情况下，可以有效的增加探测距离；或者在需求的探测距离不变的情况下，有效的降低信号光能量和整机功耗，可操作性强，适用性强。

附图说明

图1是背景技术示意图。

图2是本申请实施例原理示意图。

图3是本申请实施例采用同种光源的激光雷达示意图。

图4是本申请实施例采用不同光源的激光雷达示意图。

图5是本申请实施例采用不同光源，具控制模块的激光雷达示意图。

图中：信号光；2、目标区域；3、第一发散角的信号光；4、第二发散角的信号光；5、第三发散角的信号光；6、信号光源；7、光学元件；8、第一发散角光源；9、第二发散角光源；10、第三发散角光源；11、控制模块。

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。

如图2所示,一种雷达测距方法，所述的激光雷达在不同的测量距离采用不同发散角度的信号光，第一测量距离使用第一发散角的信号光3，第二测量距离使用第二发散角的信号光4，第三测量距离使用第三发散角的信号光5，不同发散角度信号光的转换通过不同光源切换或同一种光源信号光经光学元件7处理实现。

本申请实施例通过采用不同发散角度的信号光，第一测量距离使用第一发散角的信号光3，第二测量距离使用第二发散角的信号光4，第三测量距离使用第三发散角的信号光5，因为其他条件相同的情况下，探测距离或发散角越大，需要的信号光能量越大，因此通过选用发散角较小的信号光，在现有信号光能量不变的情况下，可以有效的增加探测距离；或者在需求的探测距离不变的情况下，有效的降低信号光能量和整机功耗，可操作性强，适用性强。

所述的第一测量距离为0.1-15米，第二测量距离为15-150米，第三测量距离为150-500米。

所述的第一测量距离为1-15米，第二测量距离为15-150米，第三测量距离为150-300米。

所述的第一发散角为80-120度，第二发散角为30-80度，第三发散角为0-30度。

所述的第一发散角为90-120度，第二发散角为45-60度，第三发散角为0-30度。

在第一测量距离为15米以内，这一阶段的测量对雷达测量距离要求较小，对雷达测量角度要求较大，采用第一发散角的信号光3；第二测量距离为15-150米，这一阶段对雷达测量距离、测量角度均有一定要求，采用第二发散角的信号光4；第三测量距离超过150米，这一阶段对雷达测量距离要求较大，对测量角度要求较小，采用第三发散角的信号光5。

如图3所示，一种激光雷达，包括信号光源6、光学元件7，所述的信号光源6用于产生出射光束，出射光束经光学元件7照射到目标上，所述的信号光源6为一种。

当信号光源6为一种时，通过光学元件7完成发散角的转换。光学元件7将信号光源6发出的信号光转换成第一发散角的信号光3、第二发散角的信号光4、第三发散角5的信号光。

如图4所示，当信号光源6为多种时，包括第一发散角光源8、第二发散角光源9、第三发散角光源10。信号光源6包括至少一个第一发散角光源8、一个第二发散角光源9、一个第三发散角光源10。

所述的信号光源为多个时，多个信号光源可以同时工作，也可以分时工作。信号光源可以为同一种或多种。

分时工作对每个信号光源都可以进行控制，使他们按照规定的时间进行工作，操作更灵活。同时避免了信号光源相互之间的干扰。

如图5所示，所述的激光雷达还包括控制模块12，所述的控制模块12用于控制信号光源工作。

控制模块12控制信号光源的通电/断电，以此控制各信号光源的工作状态，切换调节的一种方式为：按固定时间，如10-50ms为一个周期，轮流启动第一发散角的信号光源8、第二发散角的信号光源9、第三发散角的信号光源10，使整个激光雷达轮流发出第一发散角的信号光3；第二发散角的信号光4；第三发散角的信号光5，各信号光工作时间相同。也可根据需要调整启动各信号光源的次序，频率，时间，如可以控制模块12控制第三发散角的信号光源10工作10ms，第二发散角的信号光源9工作10ms，第一发散角的信号光源8工作20ms，第三发散角的信号光源10工作10ms。

所述的光学元件7为衍射光学元件和微透镜阵列与其他光学元件组合，其他光学元件包括单透镜或透镜组或扩散片。

光学元件7用于将入射信号光调整成不同的发散角并出射。光学元件7的组成根据实际需要搭配，所述的衍射光学元件和微透镜阵列、单透镜或透镜组或扩散片均为现有装置。

所述的信号光源为LED 或激光器。

所述的激光雷达，还包括变焦装置，所述的变焦装置设置在反射光路上，（图中未画出）用于增加目标区域的点云数量。变焦装置为现有技术。

加入变焦装置，可以在对想要检测的目标区域2进行探测时候，调焦到相匹配的视场，显著的增加目标视场的点云密度。比如之前视场时60度，现在调焦到30度，那在中心区域相同的物体返回的点云数量增加4倍。

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，包括信号光源、光学元件，所述的信号光源用于产生出射光束，出射光束经光学元件照射到目标物上，所述的信号光源为一种或多种，当信号光源为一种时，通过光学元件完成发散角的转换，当信号光源为多种时，信号光源包括第一发散角光源、第二发散角光源、第三发散角光源。

2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，当信号光源为一种时，信号光源为多个，多个信号光源出射的信号光通过与之对应的光学元件转换，变成不同发散角的信号光。

3.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，当信号光源为多种时，所述的信号光源包括至少一个第一发散角光源、一个第二发散角光源、一个第三发散角光源。

4.根据权利要求2或3所述的激光雷达，其特征在于，所述的信号光源同时工作，或分时工作。

5.根据权利要求4所述的激光雷达，其特征在于，所述的激光雷达还包括控制模块，所述的控制模块用于控制信号光源工作。

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