CN216285698U - 一种激光雷达 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种激光雷达，包括激光接收模块、顶部主控板和负载主体，顶部主控板设置于负载主体的顶部；激光接收模块包括接收透镜、光路转向元件和激光接收器，激光接收模块的光轴包括第一光轴和第二光轴；接收透镜设置于负载主体且位于第一光轴上；光路转向元件设置于负载主体；激光接收器设置于顶部主控板且位于第二光轴上。激光接收模块中的激光接收器集成设置在顶部主控板，从而省去了目前激光雷达的激光接收模块中的接收电路板，从而能降低激光雷达的制造成本；并且，由于集成有激光接收器的顶部主控板设置于负载主体的顶部，安装调试时负载主体的顶部活动空间较大，这样便于对激光接收器进行安装调试。

Description

一种激光雷达

技术领域

本实用新型涉及激光探测技术领域，特别涉及一种激光雷达。

背景技术

在AGV、工业机器人、现代安防等领域，智能移动设备需要随时捕捉设备周围的障碍物距离及角度信息，以发射激光光束来探测目标位置，其工作原理是向被探测物体发射探测激光光束，然后探测到障碍物反射回来的反射回波信号与发射激光信号进行时间比较，做适当处理后可获得目标物信息，例如，目标物的距离、轮廓、方位等。

目前智能移动设备应用的激光雷达大多是二维激光雷达，该二维激光雷达通常包括旋转控制板、激光发射模块和激光接收模块，激光发射模块包括发射电路板和设置于发射电路板上的激光发射器，激光接收模块包括接收电路板和设置于接收电路板上的激光接收器，旋转控制板电连接发射电路板和接收电路板，用于通过旋转控制板控制激光发射模块和激光接收模块，简化智能移动设备应用的激光雷达的结构，以降低成本是亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种激光雷达，旨在简化智能移动设备应用的激光雷达的结构，以降低成本。

本实用新型提供一种激光雷达，包括激光接收模块、顶部主控板和负载主体，所述顶部主控板设置于所述负载主体的顶部；

所述激光接收模块包括沿着光轴依次布置的接收透镜、光路转向元件和激光接收器，所述激光接收模块的光轴包括第一光轴和第二光轴；

所述接收透镜设置于所述负载主体且位于所述第一光轴上；

所述光路转向元件设置于所述负载主体，所述光路转向元件用于将光从所述第一光轴转向至所述第二光轴；

所述激光接收器设置于所述顶部主控板且位于所述第二光轴上，所述激光接收器与所述顶部主控板电连接。

在一具体实施例中，所述负载主体的内部设置有安装腔，所述光路转向元件设置于所述安装腔内；

所述负载主体的侧部设置有与所述安装腔连通的安装孔，所述接收透镜设置于所述安装孔处；

所述激光接收器设置于所述顶部主控板朝向所述负载主体的一板面，所述负载主体的顶部对应所述激光接收器设置有与所述安装腔连通的透光孔。

在一具体实施例中，所述顶部主控板设置有所述激光接收器的板面设置有屏蔽罩，所述屏蔽罩罩设于所述激光接收器外，所述屏蔽罩对应所述激光接收器设置有进光口。

在一具体实施例中，所述光路转向元件为反射镜。

在一具体实施例中，所述第一光轴与所述第二光轴垂直，所述第二光轴与所述负载主体的旋转轴线重合。

在一具体实施例中，所述激光雷达还包括滤光罩和编码器，所述滤光罩罩设于所述负载主体的顶部外；

所述激光接收模块和所述顶部主控板均位于所述滤光罩内；

所述编码器设置于所述顶部主控板背向所述负载主体的一板面，所述编码器与所述顶部主控板电连接；

所述滤光罩的内侧壁对应所述编码器凸设有编码齿，所述负载主体能旋转，所述编码齿沿着所述负载主体的旋转方向间隔地设置有多个。

在一具体实施例中，所述滤光罩的顶壁与所述顶部主控板在所述负载主体的旋转轴线的方向上相对，所述编码齿设置于所述滤光罩的顶壁的内侧面。

在一具体实施例中，所述激光雷达还包括激光发射模块，所述激光发射模块设置于所述负载主体，所述激光发射模块与所述顶部主控板电连接。

在一具体实施例中，所述激光发射模块对应所述激光接收模块设置有一个，使得一个所述激光发射模块的出射激光经检测物反射后，被所述激光接收模块接收。

在一具体实施例中，所述激光发射模块对应所述激光接收模块设置有多个，使得多个所述激光发射模块的出射激光经检测物反射后，被所述激光接收模块接收。

在一具体实施例中，所述激光接收模块包括多个所述激光接收器，多个所述激光接收器沿着所述第一光轴的方向布置于所述顶部主控板，多个所述激光接收器与多个所述激光发射模块一一对应。

在一具体实施例中，所述负载主体的顶面凸设有定位凸起，所述顶部主控板开设有与所述定位凸起定位配合的定位孔。

在本实用新型的技术方案中，激光接收模块中的激光接收器集成设置在顶部主控板，从而省去了目前激光雷达的激光接收模块中的接收电路板，从而能降低激光雷达的制造成本；并且，由于集成有激光接收器的顶部主控板设置于负载主体的顶部，安装调试时负载主体的顶部活动空间较大，这样便于对激光接收器进行安装调试。

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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种激光雷达的剖意图；

图2为图1中激光雷达的部分结构示意图；

图3为图2中负载主体处的结构示意图；

图4为图2中顶部主控板处的结构示意图；

图5为图1中滤光罩的结构示意图；

附图标号说明：激光雷达100、激光接收模块1、接收透镜11、光路转向元件12、激光接收器13、顶部主控板2、屏蔽罩21、进光口22、定位孔23、负载主体3、安装腔31、安装孔32、透光孔33、定位凸起34、滤光罩4、编码齿41、编码器5、激光发射模块6、底座组件7。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，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作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，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

目前智能移动设备应用的激光雷达大多是二维激光雷达，该二维激光雷达通常包括旋转控制板、激光发射模块和激光接收模块，激光发射模块包括发射电路板和设置于发射电路板上的激光发射器，激光接收模块包括接收电路板和设置于接收电路板上的激光接收器，旋转控制板电连接发射电路板和接收电路板，用于通过旋转控制板控制激光发射模块和激光接收模块，简化智能移动设备应用的激光雷达的结构，以降低成本是亟待解决的问题。

鉴于此，本实用新型提供了一种激光雷达，该激光雷达能够安装于AGV、工业机器人、现代安防等领域的智能移动设备上，图1至图5为本实用新型提供的激光雷达的一实施例。

如图1和图2所示，在本实施例中，激光雷达100包括激光接收模块1、顶部主控板2和负载主体3，顶部主控板2设置于负载主体3的顶部；激光接收模块1包括沿着光轴依次布置的接收透镜11、光路转向元件12和激光接收器13，激光接收模块1的光轴包括第一光轴和第二光轴；接收透镜11设置于负载主体3且位于第一光轴上；光路转向元件12设置于负载主体3，光路转向元件12用于将光从第一光轴转向至第二光轴；激光接收器13设置于顶部主控板2且位于第二光轴上，激光接收器13与顶部主控板2电连接。

具体而言，第一光轴与第二光轴相交，例如，在本实施例中，第一光轴与第二光轴垂直。接收透镜11通常具有汇聚、准直等作用，接收透镜11可以根据实际需求设置有一个或者多个。穿过接收透镜11的激光沿着第一光轴射向光路转向元件12，激光经光路转向元件12反射由第一光轴转向至第二光轴，经光路转向元件12反射的激光沿着第二光轴射向激光接收器13，其中，可选地，在本实施例中，光路转向元件12可以为反射镜等。

激光雷达100通常还包括激光发射模块6和底座组件7，底座组件7与负载主体3的底部动力耦合连接，用于驱动负载主体3旋转，其中，底座组件7可以包括电机等，而负载主体3的旋转轴线可以与第二光轴平行，例如，在本实施例中，第二光轴与负载主体3的旋转轴线重合。激光发射模块6对应激光接收模块1安装于负载主体3，使得激光发射模块6的出射激光经被探测物体反射后，被激光接收模块1接收。在负载主体3旋转的过程中，激光发射模块6能向被探测物体发射探测激光光束，然后激光接收模块1能探测到被探测物体反射回来的反射回波信号，将反射回波信号与发射激光信号进行比较，做适当处理后，可获得被探测物体的相关信息，例如，被探测物体的距离、轮廓、方位等。

并且，顶部主控板2电连接激光接收模块1和激光发射模块6，用于通过顶部主控板2控制激光接收模块1和激光发射模块6。由于激光发射模块6中的激光接收器13集成设置在顶部主控板2，从而省去了目前激光雷达的激光接收模块中的接收电路板。其中，顶部主控板2的板面垂直于负载主体3的旋转轴线，激光接收器13通常集成设置于顶部主控板2朝向负载主体3的板面。

在本实用新型的技术方案中，激光接收模块1中的激光接收器13集成设置在顶部主控板2，从而省去了目前激光雷达的激光接收模块中的接收电路板，从而能降低激光雷达100的制造成本；并且，由于集成有激光接收器13的顶部主控板2设置于负载主体3的顶部，安装调试时负载主体3的顶部活动空间较大，这样便于对激光接收器13进行安装调试。

接收透镜11和光路转向元件12设置于负载主体3，具体地，如图1至图3所示，在本实施例中，负载主体3的内部设置有安装腔31，光路转向元件12设置于安装腔31内；负载主体3的侧部设置有与安装腔31连通的安装孔32，接收透镜11设置于安装孔32处；激光接收器13设置于顶部主控板2朝向负载主体3的一板面，负载主体3的顶部对应激光接收器13设置有与安装腔31连通的透光孔33。将光路转向元件12设置于安装腔31内，能降低杂光对激光接收模块1的影响。

激光接收器13设置于顶部主控板2上，顶部主控板2上通常会设置有其他的电子元件，为了降低顶部主控板2上的电子元件对激光接收器13的电磁干扰，如图1和图4所示，在本实施例中，顶部主控板2设置有激光接收器13的板面设置有屏蔽罩21，屏蔽罩21罩设于激光接收器13外，屏蔽罩21对应激光接收器13设置有进光口22。通过屏蔽罩21的电磁屏蔽作用，能屏蔽顶部主控板2上的电子元件对激光接收器13的信号干扰。

顶部主控板2设置于负载主体3的顶部，为了能实现顶部主控板2与负载主体3之间的安装定位，如图2至图4所示，在本实施例中，负载主体3的顶面凸设有定位凸起34，顶部主控板2开设有与定位凸起34定位配合的定位孔23。通过定位凸起34和定位孔23之间的设置，能实现顶部主控板2与负载主体3之间的安装定位。并且，定位凸起34和定位孔23通常会沿着顶部主控板2的周向一一对应地设置有多个。

激光雷达100通常会对应设置有光编码器和编码盘，以实现激光雷达100的角度测量，可选地，如图1、图2和图5所示，在本实施例中，激光雷达100还包括滤光罩4和编码器5，滤光罩4罩设于负载主体3的顶部外；激光接收模块1和顶部主控板2均位于滤光罩4内；编码器5设置于顶部主控板2背向负载主体3的一板面，编码器5与顶部主控板2电连接；滤光罩4的内侧壁对应编码器5凸设有编码齿41，负载主体3能旋转，编码齿41沿着负载主体3的旋转方向间隔地设置有多个。

具体而言，将编码盘集成设置于滤光罩4的内侧壁上，以形成编码齿41。在负载主体3旋转的过程中，编码器5会随着负载主体3一起转动，使得多个编码齿41能依次经过编码器5的发射端与接收端之间。

具体地，如图1、图2和图5所示，在本实施例中，滤光罩4的顶壁与顶部主控板2在负载主体3的旋转轴线的方向上相对，编码齿41设置于滤光罩4的顶壁的内侧面。编码齿41为沿着负载主体3的旋转轴线的方向延伸，编码器5的发射端与接收端均朝向滤光罩4的顶壁，编码器5的发射端与接收端中的一个位于多个编码齿41围合的区域的内侧，另一个位于多个编码齿41围合的区域的外侧。

如上所介绍的，如图1和图2，在本实施例中，激光雷达100还包括激光发射模块6，激光发射模块6设置于负载主体3，激光发射模块6与顶部主控板2电连接。激光发射模块6的具体个数可以根据实际需求进行设置，例如，激光发射模块6可以对应激光接收模块1设置有一个，使得一个激光发射模块6的出射激光经检测物反射后，被激光接收模块1接收，即激光雷达100可以为单线激光雷达；再如，激光发射模块6也可以对应激光接收模块1设置有多个，使得多个激光发射模块6的出射激光经检测物反射后，被激光接收模块1接收，即激光雷达100也可以为多线单线激光雷达。

具体地，如图2和图4所示，在本实施例中，激光发射模块6对应激光接收模块1设置有四个，使得四个激光发射模块6的出射激光经检测物反射后，被激光接收模块1接收，即激光雷达100为四线单线激光雷达。

激光接收器13可以设置有一个或者多个，激光接收器13的个数可以等于或者少于激光发射模块6的个数。当激光接收器13设置有多个，并且激光接收器13的个数与激光发射模块6的个数相等时，激光接收器13与激光发射模块6一一对应的设置有多个，即激光接收器13用于接收对应的光发射模块3的发射信号，具体地，如图1和图4所示，在本实施例中，激光接收模块1包括多个激光接收器13，多个激光接收器13沿着第一光轴的方向布置于顶部主控板2，多个激光接收器13与多个激光发射模块6一一对应，例如，激光雷达100可以为四线单线激光雷达，激光雷达100设置有四个激光发射模块6，激光接收器13对应四个激光发射模块6设置有四个。当激光接收器13的个数少于激光发射模块6的个数时，可以是激光接收器13的个数为一个，即该一个激光接收器13与多个光发射模块3呈对应设置，该一个激光接收器13用于接收多个光发射模块3的发射信号，在多个光发射模块3的发射角之间的间隔较小的情况下，可以采用激光接收器13的个数少于激光发射模块6的个数此种设置方式。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种激光雷达，其特征在于，包括激光接收模块、顶部主控板和负载主体，所述顶部主控板设置于所述负载主体的顶部；

所述激光接收模块包括沿着光轴依次布置的接收透镜、光路转向元件和激光接收器，所述激光接收模块的光轴包括第一光轴和第二光轴；

所述接收透镜设置于所述负载主体且位于所述第一光轴上；

所述光路转向元件设置于所述负载主体，所述光路转向元件用于将光从所述第一光轴转向至所述第二光轴；

所述激光接收器设置于所述顶部主控板且位于所述第二光轴上，所述激光接收器与所述顶部主控板电连接。

2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述负载主体的内部设置有安装腔，所述光路转向元件设置于所述安装腔内；

所述负载主体的侧部设置有与所述安装腔连通的安装孔，所述接收透镜设置于所述安装孔处；

所述激光接收器设置于所述顶部主控板朝向所述负载主体的一板面，所述负载主体的顶部对应所述激光接收器设置有与所述安装腔连通的透光孔。

3.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述顶部主控板设置有所述激光接收器的板面设置有屏蔽罩，所述屏蔽罩罩设于所述激光接收器外，所述屏蔽罩对应所述激光接收器设置有进光口。

4.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述光路转向元件为反射镜。

5.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述第一光轴与所述第二光轴垂直，所述第二光轴与所述负载主体的旋转轴线重合。

6.根据权利要求1-5任一项所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括滤光罩和编码器，所述滤光罩罩设于所述负载主体的顶部外；

所述激光接收模块和所述顶部主控板均位于所述滤光罩内；

所述编码器设置于所述顶部主控板背向所述负载主体的一板面，所述编码器与所述顶部主控板电连接；

所述滤光罩的内侧壁对应所述编码器凸设有编码齿，所述负载主体能旋转，所述编码齿沿着所述负载主体的旋转方向间隔地设置有多个。

7.根据权利要求6所述的激光雷达，其特征在于，所述滤光罩的顶壁与所述顶部主控板在所述负载主体的旋转轴线的方向上相对，所述编码齿设置于所述滤光罩的顶壁的内侧面。

8.根据权利要求1-5任一项所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括激光发射模块，所述激光发射模块设置于所述负载主体，所述激光发射模块与所述顶部主控板电连接，其中：

所述激光发射模块对应所述激光接收模块设置有一个，使得一个所述激光发射模块的出射激光经检测物反射后，被所述激光接收模块接收；或者，

所述激光发射模块对应所述激光接收模块设置有多个，使得多个所述激光发射模块的出射激光经检测物反射后，被所述激光接收模块接收。

9.根据权利要求8所述的激光雷达，其特征在于，所述激光接收模块包括多个所述激光接收器，多个所述激光接收器沿着所述第一光轴的方向布置于所述顶部主控板，多个所述激光接收器与多个所述激光发射模块一一对应。

10.根据权利要求1-5任一项所述的激光雷达，其特征在于，所述负载主体的顶面凸设有定位凸起，所述顶部主控板开设有与所述定位凸起定位配合的定位孔。

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