CN219758512U - 一种转镜式混合固态激光雷达及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种转镜式混合固态激光雷达及汽车，所述转镜式混合固态激光雷达包括主体和接收组件，所述主体内形成有安装腔；所述接收组件安装于所述安装腔，且所述接收组件与所述安装腔底部之间的夹角小于90°。本实用新型提供的技术方案中，通过将接收组件倾斜设置，相较于原本垂直设置的方案，能够有效的减少接收组件占用的高度，从而降低雷达的高度，减小雷达的体积，并且，现有的激光雷达的发射组件一般采用以第12路激光为水平角度射出，相当于发射组件倾斜，这样第1‑12路光束往下射出，接收组件也倾斜一定角度接收来自目标反射回的光学信号，提高接收信号的质量。

Description

一种转镜式混合固态激光雷达及汽车

技术领域

本实用新型涉及雷达技术领域，尤其涉及一种转镜式混合固态激光雷达及汽车。

背景技术

目前市场上常见的转镜式混合固态激光雷达主要应用是在车载上，汽车的上的空间有限，而目前的车载使用的转镜式混合固态激光雷达，一般体积较大，并且，转镜式混合固态激光雷达的接收板不是正向接收到来自目标物体反射的光学信号，导致信号质量不是很好。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种转镜式混合固态激光雷达及汽车，旨在提供一种体积小、信号质量好的转镜式混合固态激光雷达。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种转镜式混合固态激光雷达，包括：

主体，所述主体内形成有安装腔；以及，

接收组件，所述接收组件安装于所述安装腔，且所述接收组件与所述安装腔底部之间的夹角小于90°。

可选地，所述接收组件与所述安装腔底部之间的夹角为60°～70°。

可选地，所述转镜式混合固态激光雷达还包括：

发射组件，所述发射组件安装于所述安装腔，且与所述接收组件在所述主体的纵向上呈交错设置。

可选地，所述转镜式混合固态激光雷达还包括：

折射组件，所述折射组件设置于所述安装腔内，且位于所述接收组件和所述发射组件之间，以将所述发射组件发射的光线折射至目标，再将目标反射的光线折射至所述接收组件。

可选地，所述折射组件包括：

柱面镜组，所述柱面镜组设置于所述安装腔，且位于所述发射组件的一侧，所述柱面镜组包括快轴柱面镜组和慢轴柱面镜组，以对所述发射组件发出的光斑在快轴和慢轴方向进行准直，从而压缩光斑的发散角；

发射反射镜，所述发射反射镜设置于所述快轴柱面镜组和所述慢轴柱面镜组之间，以反射所述快轴柱面镜组调整后的光线至所述慢轴柱面镜组进行调整；

旋转棱镜，所述旋转棱镜可转动安装于所述腔体内，且位于所述慢轴柱面镜组远离所述发射反射镜的一侧，以将所述慢轴柱面镜组调整后的光线折射到用户身上，且所述旋转棱镜还用于将用户反射的光线反射至所述接收组件。

可选地，所述快轴柱面镜组包括靠近所述发射组件的第一快轴柱面镜和远离所述发射组件的的第二快轴柱面镜，其中，所述第一快轴柱面镜靠近所述发射组件的一侧的为凹面，另一侧的为凸面，所述第一快轴柱面镜远离所述发射组件的一侧的光焦度为凸面；和/或，

所述慢轴柱面镜组包括由所述发射反射镜至所述旋转棱镜间隔设置的第一慢轴柱面镜、第二慢轴柱面镜和第三慢轴柱面镜，其中：

所述第一慢轴柱面镜靠近所述发射组件的一侧的为凸面，另一侧的为凹面；

所述第二慢轴柱面镜靠近所述发射组件的一侧的为凹面，另一侧的为凹面；

所述第三慢轴柱面镜远离所述发射组件的一侧的为凸面。

可选地，所述接收组件包括接收板，所述接收板用于接收光线；所述接收组件包括接收板，所述接收板用于接收光线；所述转镜式混合固态激光雷达还包括：

接收透镜组，所述接收透镜组安装于所述安装腔内，且位于所述旋转棱镜的一侧，以将所述旋转棱镜反射的光线调整为平行光；以及，

接收反射镜，所述接收反射镜设置于所述接收板和所述接收透镜组之间，以将所述接收透镜组调整后的光线反射至所述接收板。

可选地，所述接收组件还包括：多个光电探测器、转换电路板和放大电路板，所述光电传感器安装于所述接收板上；所述接收板、所述转换电路板以及所述放大电路板之间电性连接，所述多个光电探测器用于将接收到的光学信号转换成电流信号并传递给所述转换电路板，所述转换电路板用于将所述接收板上的电流信号转换成电压信号，所述放大电路板用于将采集到的电压信号进行放大。

可选地，所述发射组件包括两个半导体激光发射板，两个所述半导体激光发射板沿述主体的纵向上间隔设置。

为实现上述目的，本申请还提出一种汽车，包括如上文中所述的转镜式混合固态激光雷达。

本实用新型提供的技术方案中，通过将接收组件倾斜设置，相较于原本垂直设置的方案，能够有效的减少接收组件占用的高度，从而降低雷达的高度，减小雷达的体积，并且，现有的激光雷达的发射组件一般采用以第12路激光为水平角度射出，相当于发射组件倾斜，这样第1-12路光束往下射出，接收组件也倾斜一定角度接收来自目标反射回的光学信号，提高接收信号的质量。

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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的转镜式混合固态激光雷达一实施例的光学结构图；

图2为图1中的转镜式混合固态激光雷达接收用户反射后的光线的光路图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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。

目前市场上常见的转镜式混合固态激光雷达主要应用是在车载上，汽车的上的空间有限，而目前的车载使用的转镜式混合固态激光雷达，一般体积较大，并且，转镜式混合固态激光雷达的接收板不是正向接收到来自目标物体反射的光学信号，导致信号质量不是很好。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种转镜式混合固态激光雷达及汽车，图1至图2为本实用新型提供的转镜式混合固态激光雷达的具体实施例。

请参阅图1至图2，所述转镜式混合固态激光雷达100包括主体和接收组件10，所述主体内形成有安装腔；所述接收组件10安装于所述安装腔，且所述接收组件10与所述安装腔底部之间的夹角小于90°。

需要强调的是，现有的雷达接收组件10是垂直雷达底面的，这样设计好处就是比较适合光学调试，但最大缺点就是体积太大，光学信号品质不是太好，还不满足车规级的要求。

本实用新型提供的技术方案中，通过将接收组件10倾斜设置，相较于原本垂直设置的方案，能够有效的减少接收组件10占用的高度，从而降低雷达的高度，减小雷达的体积，并且，现有的激光雷达的发射组件20一般采用以第12路激光为水平角度射出，相当于发射组件20倾斜，这样第1-12路光束往下射出，接收组件10也倾斜一定角度接收来自目标反射回的光学信号，提高接收信号的质量。

需要说明的是，转镜式混合固态激光雷达100是以第12路激光器为0°角射出，相当于发射组件20倾斜，这样第1-12路光束往下射出，接收组件10也倾斜一定角度接收来自目标反射回的光学信号，提高接收信号的质量，并且，接收组件10倾斜不仅可以减小激光雷达的尺寸，而且这样也节省了材料成本，使激光雷达更加小巧实用。

进一步的，所述接收组件10与所述安装腔底部之间的夹角为60°～70°，如此设置，由于转镜式混合固态激光雷达100是以第12路激光器为0°角射出，相当于发射组件20倾斜，这样第1-12路光束往下射出，而一般来说，光线是相当于与安装腔底部之间的夹角为20°～30°的夹角射至所述接收组件10的，因此，所述接收组件10与所述安装腔底部之间的夹角为60°～70°，发射组件20发出的光线经过调整后，正好正射到所述接收组件10上的，因此，可以提高接收信号的质量。

与此同时，所述转镜式混合固态激光雷达100还包括发射组件20，所述发射组件20安装于所述安装腔，且与所述接收组件10在所述主体的纵向上呈交错设置，如此设置，相较于所述发射组件20与所述接收组件10上下同轴的设置，其体积能够有效的减小。

为了让所述发射组件20发出的光线能够探测到用户身上，所述转镜式混合固态激光雷达100还包括折射组件30，所述折射组件30设置于所述安装腔内，且位于所述接收组件10和所述发射组件20之间，以将所述发射组件20发射的光线折射至目标，再将目标反射的光线折射至所述接收组件10，如此设置，通过设置折射组件30，可以将所述发射组件20发出的光线能够探测到用户身上，从而完成雷达对用户的探测过程。

所述折射组件30包括：柱面镜组31、发射反射镜40和旋转棱镜41，所述柱面镜组31设置于所述安装腔，且位于所述发射组件20的一侧，所述柱面镜组31包括快轴柱面镜组323132和慢轴柱面镜组363136，以对所述发射组件20发出的光斑在快轴和慢轴方向进行准直，从而压缩光斑的发散角；所述发射反射镜40设置于所述快轴柱面镜组323132和所述慢轴柱面镜组363136之间，以反射所述快轴柱面镜组323132调整后的光线至所述慢轴柱面镜组363136进行调整；所述旋转棱镜41可转动安装于所述腔体内，且位于所述慢轴柱面镜组363136远离所述发射反射镜40的一侧，以将所述慢轴柱面镜组363136调整后的光线折射到用户身上，且所述旋转棱镜41还用于将用户反射的光线反射至所述接收组件10。

在本实施例中，所述发射组件20发射的光线，先经过快轴柱面镜组323132的调整，对光斑的快轴方向进行准直，从而压缩光斑的发散角，再经过所述发射反射镜40的反射，被所述慢轴柱面镜组363136对光斑的慢轴方向进行准直，到达所述旋转棱镜41，之后被所述旋转棱镜41射到用户的身上，最后用户将光线反射，再被所述旋转棱镜41射到所述接收组件10。

进一步的，为了对所述发射组件20发出的光斑在快轴和慢轴方向进行准直，所述快轴柱面镜组323132包括靠近所述发射组件20的第一快轴柱面镜34和远离所述发射组件20的的第二快轴柱面镜35，其中，所述第一快轴柱面镜34靠近所述发射组件20的一侧的为凹面，另一侧的为凸面，所述第一快轴柱面镜34远离所述发射组件20的一侧的光焦度为凸面，如此设置，可以完成对光板在快轴方向上的准直。

所述慢轴柱面镜组363136包括由所述发射反射镜40至所述旋转棱镜41间隔设置的第一慢轴柱面镜37、第二慢轴柱面镜38和第三慢轴柱面镜39，其中：所述第一慢轴柱面镜37靠近所述发射组件20的一侧的为凸面，另一侧的为凹面；所述第二慢轴柱面镜38靠近所述发射组件20的一侧的为凹面，另一侧的为凹面；所述第三慢轴柱面镜39远离所述发射组件20的一侧的为凸面，如此设置，可以完成对光板在慢轴方向上的准直。

可以理解的是，所述快轴柱面镜组323132和所述慢轴柱面镜组363136的具体方案可以是择一设置，也可以是两者都设置，在此不做限定。

进一步的，所述接收组件10包括接收板，所述接收板用于接收光线；所述接收组件10包括接收板，所述接收板用于接收光线；所述转镜式混合固态激光雷达100还包括：接收透镜组42和接收反射镜43，所述接收透镜组42安装于所述安装腔内，且位于所述旋转棱镜41的一侧，以将所述旋转棱镜41反射的光线调整为平行光；所述接收反射镜43设置于所述接收板和所述接收透镜组42之间，以将所述接收透镜组42调整后的光线反射至所述接收板，如此设置，用户将光线反射，再被所述旋转棱镜41所反射，再经由接收透镜组42将所述旋转棱镜41反射的光线调整为平行光，最后被所述接收反射镜43反射至所述接收板，完成雷达的探测过程。

可选地，所述接收组件10还包括：多个光电探测器、转换电路板和放大电路板，所述光电传感器安装于所述接收板上；所述接收板、所述转换电路板以及所述放大电路板之间电性连接，所述多个光电探测器用于将接收到的光学信号转换成电流信号并传递给所述转换电路板，所述转换电路板用于将所述接收板上的电流信号转换成电压信号，所述放大电路板用于将采集到的电压信号进行放大。

在本实施例中，为使所述接收到的光信号转化成电信号便于所述激光雷达进行工作，所述光电探测器可以集成在所述接收板上用于接收激光，所述转换电路板包括TIA电路板，用于将接收板上的电流信号转换成电压信号，所述放大电路板用于放大电压信号，便于进行后续处理。

进一步的，所述发射组件20包括两个半导体激光发射板，两个所述半导体激光发射板沿述主体的纵向上间隔设置。

为实现上述目的，本申请还提出一种汽车，包括如上文中所述的转镜式混合固态激光雷达100。

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实用新型构思下，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)

1.一种转镜式混合固态激光雷达，其特征在于，包括：

主体，所述主体内形成有安装腔；以及，

接收组件，所述接收组件安装于所述安装腔，且所述接收组件与所述安装腔底部之间的夹角小于90°。

2.如权利要求1所述的转镜式混合固态激光雷达，其特征在于，所述接收组件与所述安装腔底部之间的夹角为60°～70°。

3.如权利要求1或2所述的转镜式混合固态激光雷达，其特征在于，所述转镜式混合固态激光雷达还包括：

发射组件，所述发射组件安装于所述安装腔，且与所述接收组件在所述主体的纵向上呈交错设置。

4.如权利要求3所述的转镜式混合固态激光雷达，其特征在于，所述转镜式混合固态激光雷达还包括：

折射组件，所述折射组件设置于所述安装腔内，且位于所述接收组件和所述发射组件之间，以将所述发射组件发射的光线折射至目标，再将目标反射的光线折射至所述接收组件。

5.如权利要求4所述的转镜式混合固态激光雷达，其特征在于，所述折射组件包括：

柱面镜组，所述柱面镜组设置于所述安装腔，且位于所述发射组件的一侧，所述柱面镜组包括快轴柱面镜组和慢轴柱面镜组，以对所述发射组件发出的光斑在快轴和慢轴方向进行准直，从而压缩光斑的发散角；

发射反射镜，所述发射反射镜设置于所述快轴柱面镜组和所述慢轴柱面镜组之间，以反射所述快轴柱面镜组调整后的光线至所述慢轴柱面镜组进行调整；

旋转棱镜，所述旋转棱镜可转动安装于所述安装腔内，且位于所述慢轴柱面镜组远离所述发射反射镜的一侧，以将所述慢轴柱面镜组调整后的光线折射到用户身上，且所述旋转棱镜还用于将用户反射的光线反射至所述接收组件。

6.如权利要求5所述的转镜式混合固态激光雷达，其特征在于，所述快轴柱面镜组包括靠近所述发射组件的第一快轴柱面镜和远离所述发射组件的第二快轴柱面镜，其中，所述第一快轴柱面镜靠近所述发射组件的一侧的为凹面，另一侧的为凸面，所述第一快轴柱面镜远离所述发射组件的一侧的光焦度为凸面；和/或，

所述慢轴柱面镜组包括由所述发射反射镜至所述旋转棱镜间隔设置的第一慢轴柱面镜、第二慢轴柱面镜和第三慢轴柱面镜，其中：

所述第一慢轴柱面镜靠近所述发射组件的一侧的为凸面，另一侧的为凹面；

所述第二慢轴柱面镜靠近所述发射组件的一侧的为凹面，另一侧的为凹面；

所述第三慢轴柱面镜远离所述发射组件的一侧的为凸面。

7.如权利要求5所述的转镜式混合固态激光雷达，其特征在于，所述接收组件包括接收板，所述接收板用于接收光线；所述转镜式混合固态激光雷达还包括：

接收透镜组，所述接收透镜组安装于所述安装腔内，且位于所述旋转棱镜的一侧，以将所述旋转棱镜反射的光线调整为平行光；以及，

接收反射镜，所述接收反射镜设置于所述接收板和所述接收透镜组之间，以将所述接收透镜组调整后的光线反射至所述接收板。

8.如权利要求7所述的转镜式混合固态激光雷达，其特征在于，所述接收组件还包括：多个光电探测器、转换电路板和放大电路板，所述光电探测器安装于所述接收板上；所述接收板、所述转换电路板以及所述放大电路板之间电性连接，所述多个光电探测器用于将接收到的光学信号转换成电流信号并传递给所述转换电路板，所述转换电路板用于将所述接收板上的电流信号转换成电压信号，所述放大电路板用于将采集到的电压信号进行放大。

9.如权利要求3所述的转镜式混合固态激光雷达，其特征在于，所述发射组件包括两个半导体激光发射板，两个所述半导体激光发射板沿述主体的纵向上间隔设置。

10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的转镜式混合固态激光雷达。