CN214669609U - 激光雷达及其收发模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种激光雷达及其收发模块，其中收发模块，包括支架；发射装置，用于发射探测光束，安装于所述支架的第一端；接收装置，用于接收回波光束，安装于所述支架上与所述第一端相对的第二端，所述探测光束的传输路径与所述回波光束的传输路径部分相同；所述探测光束或所述回波光束的传输路径连通所述支架的所述第一端和所述第二端。本实用新型所提供的激光雷达及其收发模块，可以降低激光雷达的装调难度，提高激光雷达的装调效率。

Description

激光雷达及其收发模块

技术领域

本实用新型涉及环境感知领域，尤其涉及一种激光雷达及其收发模块。

背景技术

激光雷达是一种感知车辆周围信息的重要传感器，是具有自动驾驶功能的汽车安全性和智能性的保障。

由于激光雷达需要安装于汽车上，并且其探测的信息将直接影响车辆行驶过程的安全性，因此，激光雷达需要满足体积小、可靠性高、高成像帧频、高分辨率、远测距等性能。

而现有技术中，为了保证激光雷达的性能，需要对激光雷达进行装调，而由于激光雷达包括收发组件，以及为实现激光探测要求的光学器件，器件较多，使得激光雷达的装调难度较高，影响装调效率。

因此，如何降低激光雷达的装调难度，提高激光雷达的装调效率，就成为亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种激光雷达及其收发模块，以降低激光雷达的装调难度，提高激光雷达的装调效率。

为解决上述问题，本实用新型提供一种收发模块，用于激光雷达，包括：

支架；

发射装置，用于发射探测光束，安装于所述支架的第一端；

接收装置，用于接收回波光束，安装于所述支架上与所述第一端相对的第二端，所述探测光束的传输路径与所述回波光束的传输路径部分相同；

所述探测光束或所述回波光束的传输路径连通所述支架的所述第一端和所述第二端。

可选地，所述支架开设有通孔，所述通孔，用于所述回波光束穿过来引导所述回波光束被所述接收装置接收或用于所述探测光束穿过来引导所述探测光束从所述支架出射。

可选地，所述接收装置贴合于所述通孔的第一开口。

可选地，所述发射装置包括至少2个发射单元，所述接收装置包括至少2 个接收单元，且各个所述发射单元分别与各个所述接收单元一一对应。

可选地，所述通孔包括至少2个子通孔，各个所述子通孔与各个所述接收单元相互对应，根据各个所述发射单元发射的探测光束得到的所述回波光束，穿过对应的所述子通孔被对应的所述接收单元接收。

可选地，还包括：

偏振分光器件，安装于所述支架，与所述发射装置和所述接收装置均相对应，用于反射所述发射装置发射的探测光束，以及透射所述回波光束至所述接收装置，且所述偏振分光器件与发射装置之间的距离小于所述偏振分光器件与接收装置之间的距离；

波片，安装于所述支架，且与所述接收装置分别位于所述偏振分光器件的两侧，以便对所述偏振分光器件反射的所述探测光束进行偏振调整，以及对照射至所述偏振分光器件的回波光束进行偏振调整。

可选地，各个所述发射单元和各个所述接收单元共用所述偏振分光器件和所述波片。

可选地，还包括：

接收透镜，安装于所述通孔内，且位于所述偏振分光器件和所述接收装置之间，对所述偏振分光器件透射的所述回波光束进行准直处理。

可选地，所述接收透镜的数量与所述接收单元的数量相同，且各个所述接收透镜与各个所述接收单元一一对应。

可选地，还包括：

滤光片，安装于所述支架，位于所述偏振分光器件和所述接收装置之间且贴合于所述通孔的第二开口，所述第二开口为所述通孔的与所述第一开口相对的另一开口，对所述偏振分光器件透射的所述回波光束进行滤光。

可选地，各个所述接收单元共用所述滤光片。

可选地，还包括：

发射透镜，安装于所述支架，且位于所述偏振分光器件和所述发射装置之间，对所述发射装置发射的探测光束进行准直处理，且所述发射透镜与发射装置之间的距离小于所述接收透镜与接收装置之间的距离。

可选地，所述发射透镜的数量与所述发射单元的数量相同，且各个所述发射透镜与各个所述发射单元一一对应。

可选地，还包括：

发射电路板，安装于所述支架的第一侧面，且与所述发射装置电连接；

接收电路板，安装于所述支架的第二侧面，且与所述接收装置电连接，所述第二侧面与所述第一侧面相对设置。

为解决上述问题，本实用新型还提供一种激光雷达，包括：

光机模块，包括光学器件和光机支架，所述光学器件安装于所述光机支架；

如各具体实施方式任一项所述的收发模块，安装于所述光机支架，发射探测光束，并照射至所述光学器件，且接收所述光学器件传输的回波光束。

可选地，所述光机支架具有一体结构。

可选地，所述收发模块安装于光机支架的后端，所述后端为与所述探测光束出光端相对的一端。

可选地，所述光学器件包括：

反射镜，安装于所述光机支架，反射所述收发模块发射的探测光束，并反射所述回波光束至所述收发模块；

透镜，安装于所述光机支架，对所述收发模块发射的探测光束和照射至所述接收装置的所述回波光束进行准直处理。

可选地，所述光机支架开设有：

光束通孔，用于光束传输，所述反射镜和所述透镜均安装于所述光束通孔。

可选地，所述光束通孔包括子光束通孔，所述子光束通孔的数量与所述收发模块的发射装置的发射单元的数量相同，且各个子光束通孔并排设置，各个所述子光束通孔内均设置有所述反射镜和所述透镜。

可选地，所述光学器件还包括：

棱镜，安装于所述光机支架，且位于所述收发模块和所述反射镜之间，所述棱镜的数量与所述子光束通孔的数量相同，对所述收发模块发射的探测光束和所述反射镜反射的回波光束进行光束旋转。

可选地，还包括：

扫描模块，安装于所述光机支架的斜面支撑部，位于所述光束通孔的上方以及所述光机支架的中部，反射经所述光学器件的探测光束以扫描目标，并反射所述目标反射的所述回波光束至所述光学器件。

可选地，还包括：

第一电路板，安装于所述光机支架的第一侧面，与所述收发模块和所述激光雷达的扫描模块电连接，且位于所述扫描模块的侧面。

可选地，还包括：

第二电路板，安装于所述光机支架的第二侧面，与所述第一电路板和所述扫描模块电连接，且位于所述扫描模块的侧面。

可选地，所述收发模块的发射电路板与所述第一电路板和所述发射装置电连接，所述收发模块的接收电路板与所述第一电路板和所述接收装置电连接。

为解决上述问题，本实用新型还提供一种激光雷达的组装方法，包括：

装调如各具体实施方式任一项所述的收发模块；

将光学器件安装于光机支架，得到光机模块；

获取扫描模块、第一电路板和第二电路板；

将所述扫描模块安装于所述光机模块的光机支架的上方、将所述收发模块安装于所述光机支架的后方，将所述第一电路板、所述第二电路板安装于所述光机支架的侧面。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点：

本实用新型所提供的收发模块，用于激光雷达，包括，支架，分别安装于支架的第一端和第二端的发射装置和接收装置，其中，发射装置发射探测光束，接收装置接收回波光束，并且探测光束的传输路径和回波光束的传输路径部分相同，探测光束或回波光束的传输路径连通支架的所述第一端和所述第二端。这样，当利用本实用新型实施例所提供的收发模块装调得到的激光雷达进行环境探测时，发射装置发射的探测光束依次经过收发装置的与回波光束的传输路径不同的部分传输路径，和与回波光束的传输路径相同的部分传输路径，照射出收发模块，并最终照射至环境中，对环境进行探测，环境中的物体对探测光束进行反射产生回波光束，并经传输后经过与探测光束的传输路径相同的部分传输路径以及与探测光束的传输路径不同的部分传输路径被接收装置接收。可以看出，本实用新型实施例所提供的收发模块是一个单独的模块，可以单独进行装调，并可以进行可视化装调，从而可以降低收发模块的装调难度，另外，本实用新型实施例所提供的收发模块，不包含外部壳体部分，从而可以提高收发模块的散热效果，而当利用本实用新型实施例所提供的收发模块进行激光雷达的装调时，由于收发模块已经是装调完成后的模块，只需要将其与激光雷达的其他模块进行装调即可，从而可以降低激光雷达的装调难度；另外，由于发射装置和接收装置分别设置于支架的两侧，发射装置和接收装置之间的位置干涉较小，设置更为方便；并且探测光束的传输路径与回波光束的传输路径部分相同，在减少所需器件的同时，还可以保证探测效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例所提供的一种激光雷达的结构示意图；

图2是本实用新型实施例所提供的收发模块的结构示意图；

图3是本实用新型实施例所提供的收发模块的剖面示意图；

图4为本实用新型实施例所提供的激光雷达的另一结构示意图；

图5为本实用新型实施例所提供的激光雷达的光机支架的结构示意图；

图6为本实用新型实施例所提供的激光雷达的探测光束的传输路径示意图；

图7为本实用新型实施例所提供的激光雷达的回波光束的传输路径示意图：

图8为本实用新型实施例所提供的激光雷达的一剖面示意图；

图9为本实用新型实施例所提供的激光雷达的另一剖面示意图；

图10为本实用新型实施例所提供的激光雷达的组装方法的流程示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，激光雷达的装调难度较高，影响装调效率。

为提高激光雷达的降低激光雷达的装调难度，提高激光雷达的装调效率，本实用新型实施例提供了一种收发模块，用于激光雷达，包括：

支架；

发射装置，用于发射探测光束，安装于所述支架的第一端；

接收装置，用于接收回波光束，安装于所述支架上与所述第一端相对的第二端，所述探测光束的传输路径与所述回波光束的传输路径部分相同；

所述探测光束或所述回波光束的传输路径连通所述支架的所述第一端和所述第二端。

可以看出，本实用新型实施例所提供的收发模块是一个单独的模块，可以单独进行装调，并可以进行可视化装调，从而可以降低收发模块的装调难度，另外，本实用新型实施例所提供的收发模块，不包含外部壳体部分，从而可以提高收发模块的散热效果，而当利用本实用新型实施例所提供的收发模块进行激光雷达的装调时，由于收发模块已经是装调完成后的模块，只需要将其与激光雷达的其他模块进行装调即可，从而可以降低激光雷达的装调难度；另外，由于发射装置和接收装置分别设置于支架的两侧，发射装置和接收装置之间的位置干涉较小，设置更为方便；并且探测光束的传输路径与回波光束的传输路径部分相同，在减少所需器件的同时，还可以保证探测效果。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本说明书所涉及到的指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位，以特定的方位构造，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参考图1，图1是本实用新型实施例所提供的一种激光雷达的结构示意图；图2是本实用新型实施例所提供的收发模块的结构示意图；图3是本实用新型实施例所提供的收发模块的剖面示意图。

如图1所示，本实用新型实施例所提供的激光雷达，包括光机模块2、收发模块1和扫描模块3，收发模块1发射探测光束，照射至光机模块2，经光机模块2照射至扫描模块3，探测光束在扫描模块3的作用下对环境进行扫描，并且探测光束被目标反射产生回波光束，回波光束经扫描模块3和光机模块2 照射至收发模块1，被收发模块1接收，实现对目标探测。

如图2和图3所示，本实用新型实施例所提供的收发模块1，包括：

支架11；

发射装置12，用于发射探测光束(图中箭头a)，安装于所述支架11的第一端；

接收装置13，用于接收回波光束(图中箭头b)，安装于所述支架11上与第一端相对的第二端，所述探测光束的传输路径与所述回波光束的传输路径部分相同；

所述探测光束或所述回波光束的传输路径连通所述支架11的所述第一端和所述第二端。

容易理解的是，如图3中所示，当将支架11按照图3的位置放置时，支架11的第一端可以为支架11的底端，支架11的第二端可以为支架11的顶端，本文所述的探测光束a的传输路径与回波光束b的传输路径部分相同，是指在收发模块中，既包括探测光束a的传输路径也包括回波光束b的传输路径，其中探测光束a的传输路径与回波光束b的传输路径一部分相同，另一部分不同，当然，如图3中所示，距离发射装置12和接收装置13较远的传输路径相同，距离发射装置12较近的传输路径与距离接收装置13较近的传输路径不同，在一种具体实施方式中，不同的传输路径部分可以相互垂直。

这样，当利用本实用新型实施例所提供的收发模块1装调得到的激光雷达进行环境探测时，发射装置12发射的探测光束a依次经过收发装置的与回波光束b的传输路径不同的传输路径，即距离发射装置12较近的部分传输路径，和与回波光束b的传输路径相同的传输路径，即距离发射装置12较远的部分传输路径，最终从收发模块1出射，经过如图1所示的光机模块2，并最终照射至环境中，对环境进行探测，环境中的物体对探测光束a进行反射产生回波光束b，并经光机模块2传输后经过与探测光束a的传输路径相同的传输路径，即距离接收装置13较远的部分传输路径，以及与探测光束a的传输路径不同的传输路径，即距离接收装置13较近的部分传输路径，被接收装置 13接收。

可以看出，本实用新型实施例所提供的收发模块是一个单独的模块，可以单独进行装调，并可以进行可视化装调，从而可以降低收发模块的装调难度，另外，本实用新型实施例所提供的收发模块，不包含外部壳体部分，从而可以提高收发模块的散热效果，而当利用本实用新型实施例所提供的收发模块进行激光雷达的装调时，由于收发模块已经是装调完成后的模块，只需要将其与激光雷达的其他模块进行装调即可，从而可以降低激光雷达的装调难度；另外，由于发射装置和接收装置分别设置于支架的两侧，发射装置和接收装置之间的位置干涉较小，设置更为方便；并且探测光束的传输路径与回波光束的传输路径部分相同，在减少所需器件的同时，还可以保证探测效果。

在一种具体实施方式中，为了消除杂光，提高探测效果，本实用新型实施例所提供的收发模块1的支架11可以开设通孔19，所述通孔19，用于所述回波光束穿过来引导所述回波光束被所述接收装置13接收或用于所述探测光束穿过来引导所述探测光束从所述支架11出射。

当将接收装置13设置于支架11的第二端时，回波光束从支架11的第一端进入后穿过通孔19被接收装置13接收，当将发射装置12设置于支架11 的第二端时，探测光束穿过通孔19后从支架11的第一端出射。

容易理解的是，通孔19贯穿支架11，即连通支架11的第一端和第二端，并且通孔19可以为横截面的截面积不变的孔，也可以为截面积变化的孔，比如阶梯孔，或者锥形孔，并且通孔19的横截面的形状可以根据需要进行确定，比如：圆形、方形、长圆形等等。当然，为了减小回波光束传输过程中的损失，提高接收装置13接收到的回波光束的准确性，可以使接收装置13贴合于通孔19的第一开口。从而，当回波光束经过通孔19后直接被接收装置13接收。

在一种实施方式中，如图2所示，为了提高探测覆盖率和分辨率，发射装置12可以包括至少2个发射单元121，所述接收装置13包括至少2个接收单元(图中未示出)，且各个所述发射单元121分别与各个所述接收单元一一对应。

发射单元121可以为半导体激光器，包括垂直腔面发射激光器(VCSEL) 或边发射激光器(EEL)，以在保证分辨率的前提下降低成本。

接收单元可以为单光子探测器，以增强激光雷达的探测灵敏度，还可以为具有增益高、灵敏度高、偏置电压低、对磁场不敏感、结构紧凑等特点的硅光电倍增管(Siliconphotomultiplier，简称SiPM)。

在进行环境探测时，接收单元接收与其对应的发射单元121发射的探测光束经过环境物体反射后得到的回波光束，在后续信号处理过程中，通过对各个接收单元接收到的回波光束的拼接，从而提高探测覆盖率。

容易理解的是，为了保证各个发射单元121与各个接收单元能够实现一一对应，所述发射装置12和所述接收装置13安装于所述支架11的位置可调，以便各个所述发射单元121分别与各个所述接收单元一一对应。

当然，发射装置12和接收装置13在支架11的安装位置的调整，可以通过不同连接件的紧固程度实现，也可以通过连接位置的调整实现，在此不再赘述。

由于发射单元121和接收单元的数量至少为两个，为了提高杂光的消除效果，请参考图2和图3，通孔19可以包括至少2个子通孔191，各个所述子通孔191与各个所述接收单元相互对应，根据各个所述发射单元121发射的探测光束得到的所述回波光束，穿过对应的所述子通孔191被对应的所述接收单元接收。

这样，在传播过程中，可以避免接收单元接收到基于不与其对应的发射单元121发射的探测光束得到的回波光束，影响探测的准确性。

当然，为了实现所述探测光束的传输路径与所述回波光束的传输路径部分相同，在一种具体实施方式中，请继续参考图3，本实用新型实施例所提供的收发模块1还包括：

偏振分光器件16，安装于所述支架11，与所述发射装置12和所述接收装置13均相对应，用于反射所述发射装置12发射的探测光束，以及透射所述回波光束至所述接收装置13，且所述偏振分光器件16与发射装置12之间的距离小于所述偏振分光器件16与接收装置13之间的距离；

波片18，安装于所述支架11，且与所述接收装置13分别位于所述偏振分光器件16的两侧，以便对所述偏振分光器件16反射的所述探测光束进行偏振调整，以及对照射至所述偏振分光器件16的回波光束进行偏振调整。

具体地，偏振分光器件16可以为偏振分光棱镜(polarizing Beam Splitter，PBS)，还可以为偏振分光片，波片18可以为1/4波片，以满足对于光束的偏振方向的调整需要。

这样，偏振分光器件16与发射装置12之间的距离小于所述偏振分光器件16与接收装置13之间的距离，可以使探测光束传输路径较短，探测光束能量相对集中，更利于对环境探测。

可以看出，当利用本实用新型实施例所提供的收发模块1装调得到激光雷达进行环境探测时，发射装置12发射的探测光束依次经过收发装置1的与回波光束的传输路径不同的探测光束的传输路径，照射至偏振分光器件16，被偏振分光器件16反射，照射至波片18后，偏振方向发生改变，照射出收发模块1，并经过光机模块2的传输，探测光束经扫描模块3对环境进行扫描，并且探测光束被目标反射产生的回波光束，经扫描模块3和光机模块2后照射至波片18后再次进行偏振方向的改变，照射至偏振分光器件16后透射，与探测光束的传输路径不同的回波光束的传输路径被接收装置13接收。可见，偏振分光器件16和波片18的设置，可以很方便地实现传输路径部分相同，从而可以减少说需要的光学器件，并且缩小激光雷达的尺寸。

另一方面，为了降低由于偏振分光器件16和波片18的不同，以及二者的安装不同对不同的探测光束和回波光束的传输过程造成的影响，在一种具体实施方式中，各个所述发射单元121和各个所述接收单元共用所述偏振分光器件16和所述波片18。从而，相比于采用与各发射单元121和接收单元分别对应的多个偏振分光器件和波片，本实用新型采用各发射单元121和接收单元共用的单个偏振分光器件16和波片18，更容易安装，可以降低安装误差所导致的传输路径偏移。

请继续参考图3，为了提高接收装置所接收的回波光束的能量，在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的收发模块1还包括：接收透镜14，安装于所述通孔19内，且位于所述偏振分光器件16和所述接收装置13之间，对所述偏振分光器件16透射的所述回波光束进行准直处理。

如图3所示，为了方便接收透镜14的安装，可以将通孔19设置为阶梯孔，透镜14设置于阶梯孔的阶梯处。

当然，在设置多个子通孔191(示于图2中)时，为了方便接收透镜14 的安装，并保证对光束的准直处理效果，所述接收透镜14的数量与所述接收单元的数量可以相同，且各个所述接收透镜14与各个所述接收单元一一对应。

在另一种具体实施方式中，请继续参考图3，为了抑制环境光，本实用新型实施例所提供的收发模块1，还可以包括：滤光片15，安装于所述支架11，位于所述偏振分光器件16和所述接收装置13之间且贴合于所述通孔19的第二开口，所述第二开口为所述通孔19的与所述第一开口相对的另一开口，对所述偏振分光器件16透射的所述回波光束进行滤光。

滤光片15的设置，可以过滤掉环境光，并且将滤光片15贴合于通孔19 的开口处(即第二开口)，可以尽量避免环境光的影响，提高环境探测的准确性。

当然，为了方便安装，且由于滤光片15贴合于通孔19的第二开口，因此，在一种具体实施方式中，各个接收单元可以共用所述滤光片15。

为了提高探测光束的质量，在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的收发模块1还包括：发射透镜17，安装于所述支架11，且位于所述偏振分光器件16和所述发射装置12之间，对所述发射装置12发射的探测光束进行准直处理，且所述发射透镜17与发射装置12之间的距离小于所述接收透镜 14与接收装置13之间的距离。

发射透镜17与发射装置12之间的距离较小，可以提高出光效率，接收透镜14与接收装置13之间的距离较大，可以增加接收透镜尺寸，提高接收装置所接收的回波光束的能量。

为了方便装调，所述发射透镜17的数量与所述发射单元121的数量可以相同，且各个所述发射透镜17与各个所述发射单元121一一对应。

这样，当利用本实用新型实施例所提供的收发模块1装调得到激光雷达进行环境探测时，发射装置12发射的探测光束a经过发射透镜17，照射至偏振分光器件16，被偏振分光器件16反射，照射至波片18后，偏振方向发生改变，照射出收发模块1，并经过光机模块2的传输，经扫描模块3照射至环境中，对环境进行探测，反射产生的回波光束b经扫描模块3和光机模块2 后照射至波片18后再次进行偏振方向的改变，照射至偏振分光器件16后透射，然后照射至设置于通孔19的第二开口的滤光片15和设置于通孔19中的接收透镜14，被接收装置13接收。

容易理解的是，从发射装置12到偏振分光器件16的传输路径，即为探测光束a与回波光束b的传输路径不同的传输路径，经过偏振分光器件16后的传输路径，即为探测光束a与回波光束b的传输路径相同的传输路径。

当然，发射单元12发射探测光束，以及接收单元13接收回波光束，都需要由电路板供电，在一种具体实施方式中，本实用新型实施例所提供的收发模块1还可以包括：

发射电路板(图中未示出)，安装于所述支架11的第一侧面，且与所述发射装置12电连接；接收电路板(图中未示出)，安装于所述支架11的第二侧面，且与所述接收装置13电连接，所述第二侧面与所述第一侧面相对设置。

将发射电路板和接收电路板分别设置于支架11的两个侧面，可以方便各个电路板的散热，同时将发射电路板和接收电路板设置于收发模块1中，为单独进行收发模块的调整提供便利。

为了解决前述问题，本实用新型实施例还提供一种激光雷达，请继续参考图1，包括：

光机模块2，包括光学器件22和光机支架21，所述光学器件22安装于所述光机支架21；

如前述任一实施例所述的收发模块1，安装于所述光机支架21，发射探测光束，并照射至所述光学器件22，且接收所述光学器件22传输的回波光束。

当然，激光雷达还包括扫描模块3，以反射经光学器件22的探测光束以扫描目标，并反射目标反射的回波光束至光学器件22。

容易理解的是，光学器件22用于对收发模块1发射的探测光束以及接收的回波光束进行传输，并且安装于光机支架21可以很方便地实现位置和姿态的装调。

在环境探测过程中，激光雷达的收发模块1发射的探测光束照射至光机模块的光学器件22，通过光学器件22进行传输，并经扫描模块3反射后照射至环境中，对环境进行探测，环境中的目标对探测光束进行反射产生回波光束，照射至扫描模块3，反射至光机模块2，并经光机模块2的光学器件22 传输至收发模块1，最终被接收装置13接收。

可以看出，本实用新型实施例所提供的收发模块是一个单独的模块，可以单独进行装调，并可以进行可视化装调，从而可以降低收发模块的装调难度，另外，本实用新型实施例所提供的收发模块，不包含外部壳体部分，从而可以提高收发模块的散热效果，而当利用本实用新型实施例所提供的收发模块进行激光雷达的装调时，由于收发模块已经是装调完成后的模块，只需要将其与激光雷达的其他模块进行装调即可，从而可以降低激光雷达的装调难度；另外，由于发射装置和接收装置分别设置于支架的两侧，发射装置和接收装置之间的位置干涉较小，设置更为方便；并且探测光束的传输路径与回波光束的传输路径部分相同，在减少所需器件的同时，还可以保证探测效果。

当然，在一种具体实施方式中，本文所述的激光雷达的光机支架21具有一体结构，从而可以方便光学器件的设置，降低对于机械结构加工的要求，并且可以降低由于外载荷的作用所造成的各个光学器件22的错位的可能性，并且由于机械结构一体，热量可以通过光机支架21直接进行传输，避免由于多个部件之间的空气隔断而影响散热，提高散热效果。

容易理解的是，光机支架21具有一体结构，是指光机支架21是一个整体结构，具体可以通过铸造、车削等加工工艺进行制造。

当然，为了方便各个部件的设置并实现对环境的探测，在一种具体实施方式中，所述收发模块1可以安装于光机支架21的后端，其中，后端即为与所述探测光束出光端相对的一端。这样，可以充分利用光机支架21各个位置的空间，并且不会妨碍探测光束照射至待探测环境中，以及保证回波光束的顺利接收。

当然，为了实现对于环境的探测，本实用新型实施例所提供的还包括扫描模块，请结合图1，参考图4和图5，图4为本实用新型实施例所提供的激光雷达的另一结构示意图；图5为本实用新型实施例所提供的激光雷达的光机支架的结构示意图。

如图4和5中所示，扫描模块3，安装于所述光机支架21的斜面支撑部 211，位于安装光学器件22的光束通孔的上方以及光机支架21的中部，反射经光学器件22的探测光束以扫描目标，并反射目标反射的回波光束至光学器件22。

在激光雷达工作过程中，扫描模块3的扫描器件在扫描模块3的驱动装置的驱动下转动，使得探测光束对环境进行扫描，环境中的目标对探测光束进行反射产生回波光束，再照射至扫描模块3的扫描器件，进而通过光学器件22进行传输。

光机支架21的斜面支撑部211可以保证较好的支撑效果，扫描模块3安装于光机支架21的斜面支撑部211可以保证稳定性，并且斜面支撑部211位于光学器件22的光束通孔的上方，方便探测光束向环境的照射，以提高探测效果。

当然，为了保证激光雷达的探测光束的出射，回波光束的接收，以及扫描模块3的扫描，在一种具体实施方式中，本实用新型实施例所提供的激光雷达还可以包括：

第一电路板41，安装于所述光机支架21的第一侧面，与所述收发模块1 和所述激光雷达的扫描模块3电连接，且位于所述扫描模块3的侧面。

第一电路板41分别与所述收发模块1和所述激光雷达的扫描模块3电连接，可以为收发模块1和扫描模块3供电，保证发射装置12发出探测光束，接收装置13接收回波光束，同时扫描模块3的驱动装置能够产生驱动扫描器件转动的驱动力。

第一电路板41分别与收发模块1和扫描模块3电连接，既可以是直接连接，也可以是通过其他装置的间接连接。

当然，第一电路板41安装于光机支架21的第一侧面，不仅可以方便第一电路板41的设置，而且第一电路板41与激光雷达的壳体之间的距离很小，可以直接将热量传输至激光雷达的壳体，从而方便热量的散失。

具体地，如图5所示，第一电路板41可以通过光机支架21的电路板支撑部212固定于光机支架21的第一侧面。

为了更好地对各个部件进行供电和控制，在另一种具体实施方式中，还包括：

第二电路板42，安装于所述光机支架21的第二侧面，与所述第一电路板 41和所述扫描模块3电连接，且位于所述扫描模块3的侧面。

第二电路板42与第一电路板41电连接，接收第一电路板41的控制，并为扫描模块3供电以及控制扫描模块3的转动。

第二电路板42的设置可以进一步提高处理能力和处理速度，并且可以进一步提高散热能力。

另一方面，为了方便对发射装置12以及接收装置13的控制，所述收发模块1的发射电路板(图中未示出)分别与所述第一电路板41和所述发射装置12电连接，所述收发模块1的接收电路板(图中未示出)分别与所述第一电路板和所述接收装置电连接。

具体地，为了保证光束的传播，实现光束传输路径的调整，提高激光雷达的紧凑型，以及提高光束质量，光机模块2的光学器件22可以包括：

反射镜，安装于所述光机支架21，反射所述收发模块1发射的探测光束，并反射所述回波光束至所述收发模块1；

透镜，安装于所述光机支架21，对所述收发模块1发射的探测光束和照射至所述接收装置的所述回波光束进行准直处理。

容易理解的是，反射镜和透镜分别可以根据需要设置多个，并且反射镜的数量与透镜的数量可以相同，也可以不同，只要能够满足性能要求都是可以的。

为方便理解，下面结合图6和图7进一步进行说明，请参考图6和图7，图6为本实用新型实施例所提供的激光雷达的探测光束的传输路径示意图，图7为本实用新型实施例所提供的激光雷达的回波光束的传输路径示意图。

如图6和图7所示，反射镜可以包括第一反射镜222，可以反射收发模块 1发射的探测光束，并反射回波光束至收发模块1。

具体地，收发模块1的发射装置12发射的光束经过发射透镜17照射至偏振分光器件16，经过偏振分光后照射至波片18进行偏振状态调整，然后照射至第一反射镜222进行反射，改变传输路径，进行后续的传输与探测，当然，回波光束经过第一反射镜222的反射，照射至波片18以及偏振分光器件 16，经过透射后，照射至滤光片15和接收透镜14，被接收装置13接收。

可以看出，经过第一反射镜222，可以将在垂直方向传输的探测光束改变为在水平方向传输的探测光束，或者将在水平方向传输的回波光束调整为在垂直方向传输的回波光束。

为了保证光束的质量，经过第一反射镜222反射的探测光束，还可以进行准直处理，或者使回波光束经过准直处理后再照射至第一反射镜222，即透镜包括：第一透镜223，安装于在探测光束的传输路径中第一反射镜222的后方，对第一反射镜222反射的探测光束进行准直处理，以及对照射至第一反射镜222的回波光束进行准直处理。

当然，当进行一次光束传输路径的改变后，如果还需要进行光束传输路径的改变，反射镜还可以包括：第二反射镜224，反射第一反射镜222反射的探测光束，并反射回波光束至第一反射镜222。

在此情况下，第一透镜223可以设置于第一反射镜222和第二反射镜224 之间，对第一反射镜222反射的探测光束进行准直处理，以及对第二反射镜 224反射的回波光束进行准直处理。

具体地，经过第二反射镜224反射的探测光束，还可以进行一次准直处理，并且回波光束经过准直处理后再照射至第二反射镜224，因此，还可以设置第二透镜225，安装于在探测光束的传输路径中第二反射镜224的后方，对第二反射镜224反射的探测光束进行准直处理，以及对照射至第二反射镜224 的回波光束进行准直处理。

当然，当进行两次光束传输路径的改变后，如果还需要进行光束传输路径的改变，反射镜还可以包括：第三反射镜226，反射第二反射镜224反射的探测光束，并反射回波光束至第二发射镜224。

第二透镜225可以安装于第二反射镜224和第三反射镜226之间，对第二反射镜224反射的探测光束进行准直处理，以及对第三反射镜226反射的回波光束进行准直处理。

进一步地，为了方便探测光束照射至扫描模块3，光学器件22还可以包括第四反射镜227，安装于所述光机支架21，且悬挂于所述光机支架21的上方，反射经所述第三反射镜226反射的探测光束至扫描模块3，并反射经扫描模块3反射的回波光束至第三反射镜226。

为了使激光雷达的结构更加紧凑，在一种具体实施方式中，还可以设置第五反射镜228，以再次改变光束的传输路径，其中，第五反射镜228，安装于所述光机支架21，安装于光机支架21上，且位于所述第四反射镜227的下方，与所述第四反射镜227相对，反射经所述第四反射镜227反射的探测光束至所述扫描模块3，并反射经所述扫描模块3反射的回波光束至所述第四反射镜227。

当然，为了方便各个光学器件22在光机支架21上的安装，请参考图8 和图9，图8为本实用新型实施例所提供的激光雷达的一剖面示意图，图9为本实用新型实施例所提供的激光雷达的另一剖面示意图。

如图8中所示，在一种具体实施方式中，光机支架21还可以开设有光束通孔229，所述反射镜和所述透镜均安装于所述光束通孔229。从而在光束的传输过程中，可以利用光束通孔229消除杂光，提高探测效果。

当然，所述光束通孔229可以包括子光束通孔2291，所述光束子通道2291 的数量与所述收发模块1的发射装置12的发射单元1的数量相同，且各个子光束通孔2291的并排设置，各个所述子光束通孔2291内均设置有所述反射镜和所述透镜。这样，每个发射单元121发射的探测光束以及相应的回波光束均可以通过对应得子光束通孔2291进行传输，可以进一步提高杂光的消除效果。

当然，在另一种具体实施方式中，本实用新型实施例所提供的激光雷达，光学器件22还可以包括：棱镜221(示于图6和图7中)，安装于所述光机支架21，且位于所述收发模块1和所述反射镜之间，所述棱镜221的数量与所述子光束通孔2291的数量相同，对所述收发模块1发射的探测光束和所述反射镜反射的回波光束进行光束旋转，使不同发射单元121发出的探测光束所形成的光斑相互平行，提高探测覆盖率。

具体的，棱镜221可以为道威棱镜。

为了解决前述技术问题，本实用新型实施例还提供一种激光雷达的组装方法，请参考图10，图10为本实用新型实施例所提供的激光雷达的组装方法的流程示意图。

如图中所示，本实用新型实施例所提供的激光雷达的组装方法包括：

步骤S1：装调如前述任一具体实施例所述的收发模块。

为了实现对于激光雷达的组装，首先获取各个模块，为此，对收发模块1 进行装调。

步骤S2：将光学器件22安装于光机支架21，得到光机模块2。

除了对收发模块1进行装调，还需获取光机模块2，为此，将各个光学器件22安装于光机支架21。

步骤S3：获取扫描模块3、第一电路板41和第二电路板42。

容易理解的是，步骤S1、步骤S2和步骤S3的执行顺序不做限制，只要能够得到装调完成的收发模块1、组装完成的光机模块2，以及扫描模块3、第一电路板41和第二电路板42即可。

当然，在另一种具体实施方式中，也可以直接获取装调完成的收发模块1、组装完成的光机模块2，以及扫描模块3、第一电路板41和第二电路板42。

步骤S4：将所述扫描模块3安装于所述光机模块2的光机支架21的上方、将所述收发模块1安装于所述光机支架21的后方，将所述第一电路板41、所述第二电路板42安装于所述光机支架21的侧面。

将各个模块分别安装于光机支架21的对应位置，得到组装后的激光雷达。

这样，本实用新型实施例所提供的激光雷达的组装方法，由于光机模块和收发模块分别是单独的模块，从而可以分别进行装调，且对于收发模块可以进行可视化装调，从而可以降低收发模块部分的装调难度，然后再进行光机模块和收发模块的组装，降低激光雷达的装调难度，且组装后的激光雷达的收发模块不包含外部壳体部分，可以提高收发模块的散热效果，且由于发射装置和接收装置分别设置于支架的两侧，发射装置和接收装置之间的位置干涉较小，设置更为方便，并且探测光束的传输路径与回波光束的传输路径部分相同，而光机模块2的光学器件再探测光束和回波光束传输的过程中全部共用，可以进一步在减少所需器件的同时保证探测效果。

虽然本实用新型实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (25)

1.一种收发模块，用于激光雷达，其特征在于，包括：

支架；

发射装置，用于发射探测光束，安装于所述支架的第一端；

接收装置，用于接收回波光束，安装于所述支架上与所述第一端相对的第二端，所述探测光束的传输路径与所述回波光束的传输路径部分相同；所述探测光束或所述回波光束的传输路径连通所述支架的所述第一端和所述第二端。

2.如权利要求1所述的收发模块，其特征在于，所述支架开设有通孔，所述通孔，用于所述回波光束穿过来引导所述回波光束被所述接收装置接收或用于所述探测光束穿过来引导所述探测光束从所述支架出射。

3.如权利要求2所述的收发模块，其特征在于，所述接收装置贴合于所述通孔的第一开口。

4.如权利要求3所述的收发模块，其特征在于，所述发射装置包括至少2个发射单元，所述接收装置包括至少2个接收单元，且各个所述发射单元分别与各个所述接收单元一一对应。

5.如权利要求4所述的收发模块，其特征在于，所述通孔包括至少2个子通孔，各个所述子通孔与各个所述接收单元相互对应，根据各个所述发射单元发射的探测光束得到的所述回波光束，穿过对应的所述子通孔被对应的所述接收单元接收。

6.如权利要求5所述的收发模块，其特征在于，还包括：

偏振分光器件，安装于所述支架，与所述发射装置和所述接收装置均相对应，用于反射所述发射装置发射的探测光束，以及透射所述回波光束至所述接收装置，且所述偏振分光器件与发射装置之间的距离小于所述偏振分光器件与接收装置之间的距离；

波片，安装于所述支架，且与所述接收装置分别位于所述偏振分光器件的两侧，以便对所述偏振分光器件反射的所述探测光束进行偏振调整，以及对照射至所述偏振分光器件的回波光束进行偏振调整。

7.如权利要求6所述的收发模块，其特征在于，各个所述发射单元和各个所述接收单元共用所述偏振分光器件和所述波片。

8.如权利要求6所述的收发模块，其特征在于，还包括：

接收透镜，安装于所述通孔内，且位于所述偏振分光器件和所述接收装置之间，对所述偏振分光器件透射的所述回波光束进行准直处理。

9.如权利要求8所述的收发模块，其特征在于，所述接收透镜的数量与所述接收单元的数量相同，且各个所述接收透镜与各个所述接收单元一一对应。

10.如权利要求6所述的收发模块，其特征在于，还包括：

滤光片，安装于所述支架，位于所述偏振分光器件和所述接收装置之间且贴合于所述通孔的第二开口，所述第二开口为所述通孔的与所述第一开口相对的另一开口，对所述偏振分光器件透射的所述回波光束进行滤光。

11.如权利要求10所述的收发模块，其特征在于，各个所述接收单元共用所述滤光片。

12.如权利要求8所述的收发模块，其特征在于，还包括：

发射透镜，安装于所述支架，且位于所述偏振分光器件和所述发射装置之间，对所述发射装置发射的探测光束进行准直处理，且所述发射透镜与发射装置之间的距离小于所述接收透镜与接收装置之间的距离。

13.如权利要求12所述的收发模块，其特征在于，所述发射透镜的数量与所述发射单元的数量相同，且各个所述发射透镜与各个所述发射单元一一对应。

14.如权利要求1-13任一项所述的收发模块，其特征在于，还包括：

发射电路板，安装于所述支架的第一侧面，且与所述发射装置电连接；接收电路板，安装于所述支架的第二侧面，且与所述接收装置电连接，所述第二侧面与所述第一侧面相对设置。

15.一种激光雷达，其特征在于，包括：

光机模块，包括光学器件和光机支架，所述光学器件安装于所述光机支架；

如权利要求1-14任一项所述的收发模块，安装于所述光机支架，发射探测光束，并照射至所述光学器件，且接收所述光学器件传输的回波光束。

16.如权利要求15所述的激光雷达，其特征在于，所述光机支架具有一体结构。

17.如权利要求16所述的激光雷达，其特征在于，所述收发模块安装于光机支架的后端，所述后端为与所述探测光束出光端相对的一端。

18.如权利要求17所述的激光雷达，其特征在于，所述光学器件包括：

反射镜，安装于所述光机支架，反射所述收发模块发射的探测光束，并反射所述回波光束至所述收发模块；

透镜，安装于所述光机支架，对所述收发模块发射的探测光束和照射至所述接收装置的所述回波光束进行准直处理。

19.如权利要求18所述的激光雷达，其特征在于，所述光机支架开设有：光束通孔，用于光束传输，所述反射镜和所述透镜均安装于所述光束通孔。

20.如权利要求19所述的激光雷达，其特征在于，所述光束通孔包括子光束通孔，所述子光束通孔的数量与所述收发模块的发射装置的发射单元的数量相同，且各个子光束通孔并排设置，各个所述子光束通孔内均设置有所述反射镜和所述透镜。

21.如权利要求20所述的激光雷达，其特征在于，所述光学器件还包括：棱镜，安装于所述光机支架，且位于所述收发模块和所述反射镜之间，所述棱镜的数量与所述子光束通孔的数量相同，对所述收发模块发射的探测光束和所述反射镜反射的回波光束进行光束旋转。

22.如权利要求19所述的激光雷达，其特征在于，还包括：

扫描模块，安装于所述光机支架的斜面支撑部，位于所述光束通孔的上方以及所述光机支架的中部，反射经所述光学器件的探测光束以扫描目标，并反射所述目标反射的所述回波光束至所述光学器件。

23.如权利要求15-22任一项所述的激光雷达，其特征在于，还包括：

第一电路板，安装于所述光机支架的第一侧面，与所述收发模块和所述激光雷达的扫描模块电连接，且位于所述扫描模块的侧面。

24.如权利要求23所述的激光雷达，其特征在于，还包括：

第二电路板，安装于所述光机支架的第二侧面，与所述第一电路板和所述扫描模块电连接，且位于所述扫描模块的侧面。

25.如权利要求24所述的激光雷达，其特征在于，所述收发模块的发射电路板与所述第一电路板和所述发射装置电连接，所述收发模块的接收电路板与所述第一电路板和所述接收装置电连接。

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