CN217181213U - 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，包括旋转负载主体、激光接收模块和多个激光发射模块；旋转负载主体能沿着竖向的轴线旋转；激光接收模块与多个激光发射模块对应地安装于旋转负载主体，使得多个激光发射模块的出射激光经被探测物体反射后，被激光接收模块接收；并且多个激光发射模块的出射角各不相同，其中，出射角为激光发射模块的出射激光相对于水平面在竖向的倾斜角。在本实用新型的技术方案中，激光雷达通过多个激光发射模块发射信号，并通过激光接收模块接收反射信号，多个激光发射模块的出射角各不相同，使得激光雷达的出射激光更加均匀，这样激光雷达的扫描范围广，成本低，结构简单，扫描频率高。

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，或者是只具备一些固定角度的三维激光雷达，都具备扫描信息量少，角度盲区大的缺点。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种激光雷达，旨在改善目前智能移动设备应用的激光雷达具备扫描信息量少，角度盲区大的问题。

本实用新型提供一种激光雷达，包括旋转负载主体、激光接收模块和多个激光发射模块；

所述旋转负载主体能沿着竖向的轴线旋转；

所述激光接收模块与多个所述激光发射模块对应地安装于所述旋转负载主体，使得多个所述激光发射模块的出射激光经被探测物体反射后，被所述激光接收模块接收；

并且多个所述激光发射模块的出射角各不相同，其中，所述出射角为所述激光发射模块的出射激光相对于水平面在竖向的倾斜角。

在本实用新型的技术方案中，激光雷达通过多个激光发射模块发射信号，并通过激光接收模块接收反射信号，多个激光发射模块的出射角各不相同，使得激光雷达的出射激光更加均匀，这样激光雷达的扫描范围广，成本低，结构简单，扫描频率高。

在一具体实施例中，所述激光接收模块包括朝纵向设置的接收透镜；多个所述激光发射模块位于所述接收透镜的外围，并且每个所述激光发射模块均沿纵向布置。这样能在横向上缩小多个所述激光发射模块的布置空间，从而有利于减小所述激光雷达在横向上的尺寸。

在一具体实施例中，多个所述激光发射模块分别设置于所述接收透镜在横向上的两侧。

在一具体实施例中，所述接收透镜在横向上的每侧设置有至少两个所述激光发射模块，并且设置于所述接收透镜同一侧的至少两个所述激光发射模块为沿着竖向排布。这样也能在横向上缩小多个所述激光发射模块的布置空间，从而有利于减小所述激光雷达在横向上的尺寸。

在一具体实施例中，所述激光接收模块还包括激光接收器。

在一具体实施例中，所述激光接收器与所述激光发射模块一一对应的设置有多个。

在一具体实施例中，所述激光接收器的个数少于所述激光发射模块的个数。在多个所述光发射模块的发射角之间的间隔较小的情况下，可以采用所述激光接收器的个数少于所述激光发射模块的个数此种设置方式。

在一具体实施例中，所述激光接收器的个数为一个。

在一具体实施例中，所述激光接收模块还包括接收电路板，所述激光接收器设置于所述接收电路板的一板面，并且所述激光接收器电连接所述接收电路板。

在一具体实施例中，所述激光发射模块的个数为四个。

在一具体实施例中，所述激光发射模块包括发射电路板、激光发射器、准直筒和发射透镜；所述激光发射器设置于所述发射电路板的一板面，所述激光发射器电连接所述发射电路板；所述准直筒的一端固定套设于所述激光发射器外；所述发射透镜设置于所述准直筒远离所述激光发射器的一端内。所述激光发射器的出射激光通常会带有一定的发散角，通过设置所述准直筒和所述发射透镜，能对所述激光发射器的出射激光进行准直

在一具体实施例中，所述发射电路板与所述旋转负载主体固定连接。

在一具体实施例中，所述准直筒与所述旋转负载主体固定连接。

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结构示意图；

图2为图1中激光雷达的一剖视图；

图3为图1中激光接收模块的一剖视图；

附图标号说明：激光雷达100、旋转负载主体1、激光接收模块2、接收透镜21、激光接收器22、接收电路板23、激光发射模块3、第一激光发射模块3a、第二激光发射模块3b、第三激光发射模块3c、第四激光发射模块3d、发射电路板31、激光发射器32、准直筒33、发射透镜34、旋转驱动装置4。

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，或者是只具备一些固定角度的三维激光雷达，都具备扫描信息量少，角度盲区大的缺点。

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3为本实用新型提供的激光雷达的一实施例。

如图1所示，在本实施例中，激光雷达100包括旋转负载主体1、激光接收模块2和多个激光发射模块3；旋转负载主体1能沿着竖向的轴线旋转；激光接收模块2与多个激光发射模块3对应地安装于旋转负载主体1，使得多个激光发射模块3的出射激光经被探测物体反射后，被激光接收模块2接收；并且多个激光发射模块3的出射角各不相同。

具体而言，激光发射模块3的出射角为激光发射模块3的出射激光相对于水平面在竖向的倾斜角。如图1所示，激光雷达100通常还包括旋转驱动装置4，旋转驱动装置4与旋转负载主体1的底部动力耦合连接，用于驱动旋转负载主体1沿着竖向的轴线旋转，其中，旋转驱动装置4可以为电机等。激光接收模块2和多个激光发射模块3均设置于旋转负载主体1上，能随着旋转负载主体1一起旋转。在旋转负载主体1旋转的过程中，多个激光发射模块3能向被探测物体发射探测激光光束，由于该多个激光发射模块3的出射角各不相同，故多个激光发射模块3的出射激光会在竖向上相互错开，然后激光接收模块2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。

现定义当激光发射模块3的出射角为零度时，激光发射模块3的出射角与水平面平行；当激光发射模块3的出射角为正角度时，激光发射模块3的出射激光朝向旋转负载主体1的顶部方向倾斜；当激光发射模块3的出射角为负角度时，激光发射模块3的出射激光朝向旋转负载主体1的底部方向倾斜。其中，在本实施例中，激光发射模块3的出射角可以为零度、正角度或者负角度。

在本实用新型的技术方案中，激光雷达100通过多个激光发射模块3发射信号，并通过激光接收模块2接收反射信号，多个激光发射模块3的出射角各不相同，使得激光雷达100的出射激光更加均匀，这样激光雷达100的扫描范围广，成本低，结构简单，扫描频率高。

激光发射模块3用于发射激光信号，激光发射模块3的具体样式可以根据实际情况进行设定，例如，如图1和图3所示，在本实施例中，激光发射模块3包括发射电路板31、激光发射器32、准直筒33和发射透镜34；激光发射器32设置于发射电路板31的一板面，激光发射器32电连接发射电路板31；准直筒33的一端固定套设于激光发射器32外；发射透镜34设置于准直筒33远离激光发射器32的一端内。

具体而言，激光发射器32用于产生出射激光，激光发射器32可以为发射二极管等，激光发射器32的出射激光通常会带有一定的发散角，通过设置准直筒33和发射透镜34，能对激光发射器32的出射激光进行准直，其中，发射透镜34可以根据实际需求设置有一个或者多个。

发射透镜34可以通过镶嵌、卡接、粘接等方式固定安装于准直筒33内，具体地，如图3所示，在本实施例中，准直筒33的内侧壁设置有环形台阶面(未在图中示出)，发射透镜34通过胶水粘接于环形台阶面处。同样的，激光发射器32与准直筒33也可以通过镶嵌、卡接、粘接等方式相固定。

激光发射模块3固定安装于旋转负载主体1上，可以是将激光发射模块3中的任一部分与旋转负载主体1相固定，具体地，如图1所述，在本实施例中，发射电路板31与旋转负载主体1固定连接；和/或，准直筒33与旋转负载主体1固定连接。将发射电路板31和准直筒33中的至少一个与旋转负载主体1相固定，即可将激光发射模块3固定安装于旋转负载主体1上。

进一步，在本实施例中，发射电路板31和准直筒33中的至少一个与旋转负载主体1粘接固定，例如，发射电路板31通常为方形板，可以是发射电路板31的侧面与旋转负载主体1粘接固定；再如，准直筒33的外侧壁与旋转负载主体1粘接固定。

激光雷达100通常还包括控制电路板，激光发射模块3中的发射电路板31与控制电路板电连接，用于通过控制电路板控制激光发射模块3，例如，如图1所述，在本实施例中，旋转负载主体1的顶部设置有顶部控制电路板(未在图中示出)，多个激光发射模块3中的发射电路板31均可以通过软排线(未在图中示出)电连接位于旋转负载主体1的顶部控制电路板。

激光发射模块3设置有多个，而激光发射模块3的具体个数可以根据实际需求进行设定，具体地，如图1所示，在本实施例中，激光发射模块3的个数为四个。该四个激光发射模块3分别为第一激光发射模块3a、第二激光发射模块3b、第三激光发射模块3c、第四激光发射模块3d，并且第一激光发射模块3a、第二激光发射模块3b、第三激光发射模块3c、第四激光发射模块3d的出射角各不相同。

可选地，在本实施例中，第一激光发射模块3a的出射角为0°，第二激光发射模块3b的出射角为2a°，第三激光发射模块3c的出射角为a°，第四激光发射模块3d的出射角为-a°，其中，a为正数，例如，第一激光发射模块3a的出射角可以为0°，第二激光发射模块3b的出射角可以为9°，第三激光发射模块3c的出射角可以为4.5°，第四激光发射模块3d的出射角可以为-4.5°。

激光接收模块2用于接收反射回波信号，激光接收模块2的具体样式可以根据实际情况进行设定，例如，如图1和图2所示，在本实施例中，激光接收模块2包括朝纵向设置的接收透镜21；多个激光发射模块3位于接收透镜21的外围，并且每个激光发射模块3均沿纵向布置。

具体而言，接收透镜21通常具有汇聚、准直等作用，接收透镜21可以根据实际需求设置有一个或者多个。每个激光发射模块3均沿纵向布置即每个激光发射模块3于水平面上的投影均为沿纵向布置，这样能在横向上缩小多个激光发射模块3的布置空间，从而有利于减小激光雷达100在横向上的尺寸。其中，接收透镜21可以通过粘接等方式固定安装于旋转负载主体1上。

具体地，如图1所示，在本实施例中，多个激光发射模块3分别设置于接收透镜21在横向上的两侧。接收透镜21在横向上的每侧设置有相同个数的激光发射模块3，例如，第一激光发射模块3a、第二激光发射模块3b设置于接收透镜21在横向上的一侧，第三激光发射模块3c、第四激光发射模块3d设置于接收透镜21在横向上的另一侧。

进一步，如图1所示，在本实施例中，接收透镜21在横向上的每侧设置有至少两个激光发射模块3，并且设置于接收透镜21同一侧的至少两个激光发射模块3为沿着竖向排布。沿竖向布置位于接收透镜21同一侧激光发射模块3，这样也能在横向上缩小多个激光发射模块3的布置空间，从而有利于减小激光雷达100在横向上的尺寸。例如，在本实施例中，第一激光发射模块3a、第二激光发射模块3b设置于接收透镜21在横向上的一侧，并且第一激光发射模块3a、第二激光发射模块3b沿着竖向排布，第一激光发射模块3a相对于第二激光发射模块3b更为靠近旋转负载主体1的顶部；第三激光发射模块3c、第四激光发射模块3d设置于接收透镜21在横向上的另一侧，并且第三激光发射模块3c、第四激光发射模块3d沿着竖向排布，第四激光发射模块3d相对于第三激光发射模块3c更为靠近旋转负载主体1的顶部。

如图1和图2所示，激光接收模块2还包括激光接收器22，激光接收器22用于接收反射回波信号，反射回波信号穿过接收透镜21后能被激光接收器22接收，将反射回波信号与发射信号进行对比，经过处理，就可获得被探测物体的相关信息。

激光接收器22可以设置有一个或者多个，激光接收器22的个数可以等于或者少于激光发射模块3的个数。当激光接收器22设置有多个，并且激光接收器22的个数与激光发射模块3的个数相等时，激光接收器22与激光发射模块3一一对应的设置有多个，即激光接收器22用于接收对应的光发射模块3的发射信号，例如，激光接收器22可以是设置有四个，该四个激光接收器22沿着纵向排布；当激光接收器22的个数少于激光发射模块3的个数时，可以是激光接收器22的个数为一个，即该一个激光接收器22与多个光发射模块3呈对应设置，该一个激光接收器22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22的个数少于激光发射模块3的个数此种设置方式。

如图1和图2所示，激光接收模块2还包括接收电路板23，激光接收器22设置于接收电路板23的一板面，并且激光接收器22电连接接收电路板23。可选地，如图1和图2所示，在本实施例中，接收透镜21的光轴与接收电路板23垂直，激光接收器22设置于接收电路板23朝向接收透镜21的板面上，并且激光接收器22位于接收透镜21的光轴上，其中，接收电路板23可以通过粘接固定等方式固定安装于旋转负载主体1上。

如上所介绍的，旋转负载主体1的顶部设置有顶部控制电路板，通常地，接收电路板23电连接顶部控制电路板，用于通过顶部控制电路板控制激光接收模块2。可选地，在其他实施例中，接收电路板23为顶部控制电路板，即激光接收器22直接设置在顶部控制电路板上，这样能减少一块电路板。并且，若接收电路板23(即顶部控制电路板)设置于旋转负载主体1的顶面，这样便于安装调试激光接收器22。

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，包括旋转负载主体、激光接收模块和多个激光发射模块；

所述旋转负载主体能沿着竖向的轴线旋转；

所述激光接收模块与多个所述激光发射模块对应地安装于所述旋转负载主体，使得多个所述激光发射模块的出射激光经被探测物体反射后，被所述激光接收模块接收；

并且多个所述激光发射模块的出射角各不相同，其中，所述出射角为所述激光发射模块的出射激光相对于水平面在竖向的倾斜角。

2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述激光接收模块包括朝纵向设置的接收透镜；

多个所述激光发射模块位于所述接收透镜的外围，并且每个所述激光发射模块均沿纵向布置。

3.根据权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，多个所述激光发射模块分别设置于所述接收透镜在横向上的两侧。

4.根据权利要求3所述的激光雷达，其特征在于，所述接收透镜在横向上的每侧设置有至少两个所述激光发射模块，并且设置于所述接收透镜同一侧的至少两个所述激光发射模块为沿着竖向排布。

5.根据权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，所述激光接收模块还包括激光接收器，其中：

所述激光接收器与所述激光发射模块一一对应的设置有多个；或者，

所述激光接收器的个数少于所述激光发射模块的个数。

6.根据权利要求5所述的激光雷达，其特征在于，所述激光接收器的个数为一个。

7.根据权利要求5所述的激光雷达，其特征在于，所述激光接收模块还包括接收电路板，所述激光接收器设置于所述接收电路板的一板面，并且所述激光接收器电连接所述接收电路板。

8.根据权利要求1-7任一项所述的激光雷达，其特征在于，所述激光发射模块的个数为四个。

9.根据权利要求1-7任一项所述的激光雷达，其特征在于，所述激光发射模块包括发射电路板、激光发射器、准直筒和发射透镜；

所述激光发射器设置于所述发射电路板的一板面，所述激光发射器电连接所述发射电路板；

所述准直筒的一端固定套设于所述激光发射器外；

所述发射透镜设置于所述准直筒远离所述激光发射器的一端内。

10.根据权利要求9所述的激光雷达，其特征在于，所述发射电路板与所述旋转负载主体固定连接；和/或，

所述准直筒与所述旋转负载主体固定连接。

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