CN215953843U - 一种用于激光雷达的窗罩及激光雷达 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于激光雷达的窗罩及激光雷达，所述窗罩包括：不透光的隔板；固定连接于隔板第一侧面的第一容纳部，第一容纳部与隔板共同形成一第一容纳空间，第一容纳空间用于容纳激光雷达的激光发射单元，在激光发射的方向上，隔板的外边缘超出第一侧面上第一容纳部的外边缘；固定连接于隔板第二侧面的第二容纳部，第二容纳部与隔板共同形成一第二容纳空间，第二容纳空间用于容纳激光雷达的激光接收单元，在激光接收的方向上，隔板的外边缘超出第二侧面上第二容纳部的外边缘。采用上述技术方案后，可以有效避免激光发射单元发射的激光经雨滴散射后直接进入激光接收单元，使激光雷达在雨中可以正常工作。

Description

一种用于激光雷达的窗罩及激光雷达

技术领域

本实用新型涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种用于激光雷达的窗罩及激光雷达。

背景技术

参见附图1、2，为现有技术中激光雷达及其光路的示意图，对于现有技术的激光雷达，无论是激光发射单元和激光接收单元是共轴还是异轴，其通常彼此临近地设置在一个窗罩中。这样就导致激光雷达在户外雨中难以正常工作，因为此时雨滴400附着在窗罩100上，自激光发射单元300出射的激光经过窗罩100时会打在雨滴400上，雨滴400会对部分激光进行散射，导致部分散射的激光会重新经过窗罩100返回到激光接收单元400中，导致雷达无法测量到目标物体的距离，只能测量到窗罩100的距离，致使雷达无法正常工作。

实用新型内容

为了克服上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供能够使激光雷达在雨中正常工作，防止发射光线串扰到激光接收单元的用于激光雷达的窗罩及具有该窗罩的激光雷达。

本实用新型公开了一种用于激光雷达的窗罩，所述窗罩包括：

不透光的隔板；

固定连接于所述隔板第一侧面的第一容纳部，所述第一容纳部与所述隔板共同形成一第一容纳空间，所述第一容纳空间用于容纳所述激光雷达的激光发射单元，在激光发射的方向上，所述隔板的外边缘超出第一侧面上第一容纳部的外边缘；

固定连接于所述隔板第二侧面的第二容纳部，所述第二容纳部与所述隔板共同形成一第二容纳空间，所述第二容纳空间用于容纳所述激光雷达的激光接收单元，在激光接收的方向上，所述隔板的外边缘超出第二侧面上第二容纳部的外边缘。

本实用新型还公开了一种激光雷达，其包括：如上所述的窗罩；

激光发射单元，设置于所述窗罩的第一容纳空间中；

激光接收单元，设置于所述窗罩的第二容纳空间中。

优选地，所述激光发射单元包括激光光源和准直透镜；

所述激光接收单元包括雪崩光电二极管和汇聚透镜。

优选地，所述激光发射单元与所述隔板之间存在第一距离；

所述激光接收单元与所述隔板之间存在第二距离。

优选地，所述激光雷达还包括旋转单元，所述旋转单元用于同时带动所述激光发射单元和所述激光接单元相对于所述窗罩旋转。

优选地，所述激光发射单元的光轴平行于所述隔板；

所述激光接收单元的光轴平行于所述隔板。

优选地，所述激光发射单元和所述激光接收单元的旋转轴垂直与所述隔板。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，其有益效果在于，通过不透光的隔板将激光发射单元和激光接收单元隔开，且在激光发射与接收的方向上，隔板边缘超出第一、第二容纳部的边缘，从而可以有效避免激光发射单元发射的激光经雨滴散射后直接进入激光接收单元，进而可以保证雷达在户外雨中能够正常工作，保证了雷达性能的稳定。

附图说明

图1为现有技术中激光发射单元和激光接收单元异轴的激光雷达及其在雨中的光路的示意图；

图2为现有技术中激光发射单元和激光接收单元共轴的激光雷达及其在雨中的光路的示意图；

图3为本实用新型一实施例中的激光雷达及其在雨中的光路的示意图。

附图标记：

100-窗罩，110-隔板，120-第一容纳部，130-第二容纳部，200-激光发射单元，210-激光光源，220-准直透镜，300-激光接收单元，310-雪崩光电二极管，320-汇聚透镜，400-雨滴。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本实用新型的优点。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本实用新型的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。

参见附图3，为本实用新型一实施例中激光雷达的结构示意图，所述激光雷达包括：

-窗罩100

所述窗罩100包括不透光的隔板110、第一容纳部120和第二容纳部130。所述第一容纳部120固定连接于所述隔板110第一侧面，所述第一容纳部120与所述隔板110共同形成一第一容纳空间，所述第一容纳空间用于容纳所述激光雷达的激光发射单元200。在本实施例中，第一容纳部120呈倒扣的杯状，其顶部及侧面封闭，底部具有开口，其位于隔板110上方，底部与隔板110固定连接，例如通过螺栓连接等，以在其和隔板110之间形成封闭的第一容纳空间。进一步地，在激光发射的方向上，所述隔板110的外边缘超出第一侧面上第一容纳部120的外边缘，即所述隔板110的外边缘与第一容纳部120在隔板110上的底部边缘之间存在一定距离，所述距离可以根据激光雷达整体的大小灵活设置。类似地，所述第二容纳部130固定连接于所述隔板110第二侧面，位于隔板110下方，所述第二容纳部130与所述隔板110共同形成一第二容纳空间，所述第二容纳空间用于容纳所述激光雷达的激光接收单元300，在激光接收的方向上，所述隔板110的外边缘超出第二侧面上第二容纳部130的外边缘。所述第一容纳部120和第二容纳部130可以为塑料材质，其侧面设置有供激光光线穿过的透光部。本申请的窗罩100通过不透光的隔板110将激光发射单元200与激光接收单元300隔开，隔板110外边缘超出激光发射及接收方向上的容纳部的外边缘，使激光发射单元200发出的光线即使经雨滴400散射也难以通过第二容纳部130直接进入激光接收单元300，从而激光接收单元300只能收到自目标物体返回的激光，保证了激光雷达可以在雨中正常工作。同理，第一容纳部120外表面存在污渍(例如颗粒状灰尘、手印、油污等)时，这些污渍也会对激光发射单元300发射出的激光进行散射，但是对于本申请窗罩100，污渍散射的激光也难以直接通过第二容纳部130进入激光接收单元300，激光雷达在此情况下也能正常工作。

-激光发射单元200

所述激光发射单元200设置于所述第一容纳空间中，用于发出激光光线，其发出的激光光线穿过第一容纳部120到达目标物体。在本实施例中，所述激光发射单元200包括激光光源210和准直透镜220。优选地，所述激光发射单元200还可以包括用于固定激光光源210和准直透镜220的支架或其它光学部件。优选地，为了防止停留在隔板110上的雨滴400影响激光发射单元200发出的激光光线，所述激光发射单元200与所述隔板110之间存在一定距离，即激光发射单元200位于隔板110上方一定距离，该距离可以由本领域技术人员根据激光雷达的大小等灵活设置。

-激光接收单元300

所述激光接收单元300设置于所述窗罩100的第二容纳空间中，用于接收激光光线，自目标物体返回的激光光线穿过第二容纳部130被所述激光接收单元300接收。在本实施例中，所述激光接收单元300包括雪崩光电二极管310和汇聚透镜320。优选地，所述激光接收单元300还可以包括用于固定激光光源210和准直透镜220的支架或其它光学部件。优选地，为了更好接收自目标物体返回的激光光线，所述激光接收单元300与隔板110之间也存在一定距离，即激光发射单元200位于隔板110下方一定距离，该距离可以由本领域技术人员根据激光雷达的大小等灵活设置。

在其它的一些实施例中，可以将激光发射单元200设置于窗罩100的第二容纳空间中，将激光接收单元300设置到第一容纳部120中，即，将激光反射单元设置到隔板110的下方，将激光接收单元300设置到隔板110上方。这样的设置同样可以实现防止激光发射单元200发出的光线经雨滴400散射后直接进入激光接收单元300的技术效果，从而使雷达在雨中同样可以正常工作。

优选地，在本实施例中，所述激光雷达还包括：

-旋转单元(图3中未示出)

所述旋转单元用于同时带动所述激光发射单元200和所述激光接收单元300相对于所述窗罩100旋转，以实现圆周方向上的目标探测。即，在激光雷达正常工作的状态下，窗罩100不动，激光发射单元200和激光接收单元300在窗罩内部周向旋转。所述旋转单元包括电机和传动结构，所述电机可以设置第一容纳空间中或第二容纳空间中或第一、第二容纳空间之中(通过在隔板110上开孔实现)，电机通过传动结构带动激光发射单元200和激光接收单元300同步旋转。在本实施例中，所述激光发射单元200和所述激光接收单元300的光轴均平行于所述隔板110，所述激光发射单元200和所述激光接收单元300的旋转轴垂直与所述隔板110，即激光发射单元200和激光接收单元300绕垂直于隔板110的旋转之后旋转，以实现360°方向的目标探测。本实施例中，所述隔板110呈圆形，激光发射单元200和所述激光接收单元300的旋转轴垂直与所述隔板110并穿过圆心；第一容纳部120与隔板110上侧接合的底部边缘也呈圆形，且其圆心与隔板110的圆心重合；第二容纳部130与隔板110下侧接合的顶部边缘也呈圆形，且其圆心与隔板110的圆心重合。第一容纳部120底部边缘到隔板110边缘的距离与第二容纳部130顶部边缘到隔板110边缘的距离可以相等也可以不相等，具体地，本领域技术人员可以根据激光雷达整体的设计情况灵活设置。

在本实施例中，激光雷达包括旋转单元，其带动激光发射单元200和激光接收单元300相对于窗罩100周向旋转，因此，所述隔板110的外边缘需要在圆周方向上均超出第一侧面上第一容纳部120的外边缘和第二侧面上的第二容纳部130的外边缘。而对于其它的一些实施例，如果激光发射单元200和激光接收单元300不相对于窗罩100旋转，仅用于实现固定方向的目标探测，则隔板110的外边缘需只需要在激光发射与接收的方向超出第一侧面上第一容纳部120的外边缘和第二侧面上的第二容纳部130的外边缘即可，以图3为例，如果图3中的激光发射单元200和激光接收单元300不相对于窗罩100旋转，则隔板110的外边缘需只需要在右侧方向超出第一侧面上第一容纳部120的外边缘和第二侧面上的第二容纳部130的外边缘即可，其它方向上无需超出容纳部的外边缘。

应当注意的是，本实用新型的实施例有较佳的实施性，且并非对本实用新型作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种用于激光雷达的窗罩，其特征在于，所述窗罩包括：

不透光的隔板；

固定连接于所述隔板第一侧面的第一容纳部，所述第一容纳部与所述隔板共同形成一第一容纳空间，所述第一容纳空间用于容纳所述激光雷达的激光发射单元，在激光发射的方向上，所述隔板的外边缘超出第一侧面上第一容纳部的外边缘；

固定连接于所述隔板第二侧面的第二容纳部，所述第二容纳部与所述隔板共同形成一第二容纳空间，所述第二容纳空间用于容纳所述激光雷达的激光接收单元，在激光接收的方向上，所述隔板的外边缘超出第二侧面上第二容纳部的外边缘。

2.一种激光雷达，其特征在于，包括：

如权利要求1所述的窗罩；

激光发射单元，设置于所述窗罩的第一容纳空间中；

激光接收单元，设置于所述窗罩的第二容纳空间中。

3.如权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，

所述激光发射单元包括激光光源和准直透镜；

所述激光接收单元包括雪崩光电二极管和汇聚透镜。

4.如权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，

所述激光发射单元与所述隔板之间存在第一距离；

所述激光接收单元与所述隔板之间存在第二距离。

5.如权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，

所述激光雷达还包括旋转单元，所述旋转单元用于同时带动所述激光发射单元和所述激光接单元相对于所述窗罩旋转。

6.如权利要求5所述的激光雷达，其特征在于，

所述激光发射单元的光轴平行于所述隔板；

所述激光接收单元的光轴平行于所述隔板。

7.如权利要求5所述的激光雷达，其特征在于，

所述激光发射单元和所述激光接收单元的旋转轴垂直与所述隔板。

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