CN220584394U - 一种激光雷达、自动驾驶系统及可移动设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种激光雷达、自动驾驶系统及可移动设备，激光雷达包括间隔设置的多个激光发射模块、一个激光接收模块及收发光学模块，各激光发射模块均包括多个发射器，激光接收模块包括多个接收组，收发光学模块包括多个发射镜头及一个接收镜头，多个发射镜头与多个激光发射模块一一对应设置，收发光学模块用于使多个接收组与多个激光发射模块一一对应及用于使各接收组内多个接收器与对应的激光发射模块内多个发射器一一对应，实现各激光发射模块内各发射器发出的探测光经目标物体反射回的回波光均能够被对应的接收组内对应的一个接收器接收，本申请实施例能够提升激光接收模块的光接收效率，提升激光雷达的探测精度。

Description

一种激光雷达、自动驾驶系统及可移动设备

技术领域

本申请涉及激光探测技术领域，尤其涉及一种激光雷达、自动驾驶系统及可移动设备。

背景技术

激光雷达是以发射激光光束来探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是先向目标发射探测激光光束，然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，例如、目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。

为了尽可能多的获取目标的三维信息，目前多采用多线激光雷达，以覆盖更多的垂直视场区域。具体地，对于多线激光雷达，其包括多个发射器及多个接收器，然而，由于工艺限制等因素，相关技术中的激光雷达通常存在至少部分发射器发出的探测光经目标物体反射形成的回波光无法被接收器接收，或，至少部分接收器无法接收到回波光，影响激光雷达的探测性能。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种激光雷达、自动驾驶系统及可移动设备，用于解决相关技术中的激光雷达存在至少部分发射器发出的探测光经目标物体反射形成的回波光无法被接收器接收，或，至少部分接收器无法接收到回波光，影响激光雷达的探测性能的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种激光雷达，包括：

间隔设置的多个激光发射模块，各所述激光发射模块均包括多个发射器，所述发射器用于向探测区域内的目标物体发出探测光；

一个激光接收模块，所述激光接收模块包括多个接收组，各所述接收组均包括多个所述接收器，所述接收器用于接收所述探测光经所述目标物体反射回的回波光；

收发光学模块，所述收发光学模块包括多个发射镜头及一个接收镜头，多个所述发射镜头与多个所述激光发射模块一一对应设置，沿所述探测光的传输路径上，各所述发射镜头均位于对应的所述激光发射模块的下游，沿所述回波光的传输路径上，所述接收镜头位于所有所述接收组的上游，所述收发光学模块用于使多个所述接收组与多个所述激光发射模块一一对应及用于使各所述接收组内多个所述接收器与对应的所述激光发射模块内多个所述发射器一一对应，实现各所述激光发射模块内各所述发射器发出的所述探测光经所述目标物体反射回的所述回波光均能够被对应的所述接收组内对应的一个所述接收器接收。

第二方面，本申请实施例提供了一种激光雷达，包括：

一个激光发射模块，所述激光发射模块具有多个发射组，各所述发射组均包括多个发射器，所述发射器用于向探测区域内的目标物体发出探测光；

间隔设置的多个激光接收模块，各所述激光接收模块均包括多个所述接收器，所述接收器用于接收所述探测光经所述目标物体反射回的回波光；

收发光学模块，所述收发光学模块包括一个发射镜头及多个接收镜头，沿所述探测光的传输路径上，所述发射镜头位于所有所述发射组的下游，多个所述接收镜头与多个所述激光接收模块一一对应设置，沿所述回波光的传输路径上，各所述接收镜头位于对应的所述激光接收模块的上游，所述收发光学模块用于使多个所述激光接收模块与多个所述发射组一一对应及用于使各所述激光接收模块内多个所述接收器与对应的所述发射组内多个所述发射器一一对应，实现各所述发射组内各所述发射器发出的所述探测光经所述目标物体反射回的所述回波光均能够被对应的所述激光接收模块内对应的一个所述接收器接收。

第三方面，本申请实施例提供了一种自动驾驶系统，包括上述的激光雷达。

第四方面，本申请实施例提供了一种可移动设备，包括上述的激光雷达；或，包括上述的自动驾驶系统。

本申请的激光雷达、自动驾驶系统及可移动设备，通过收发光学模块使多个发射器与多个接收器的一一对应，实现各发射器发出的探测光经目标物体反射回的回波光均能够被对应的接收器接收，解决相关技术中至少部分发射器对应的回波光无法被接收器接收及至少部分接收器无法接收到回波光的问题，能够提升激光接收模块的光接收效率，提升激光雷达的探测精度。

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获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的激光雷达的局部结构的光路示意图；

图2是本申请一实施例提供的激光雷达的局部结构示意图；

图3是本申请一实施例提供的激光雷达中激光发射模组内至少部分发射器的分布示意图；

图4是本申请一实施例提供的激光雷达中激光发射模组内至少部分发射器的另一分布示意图；

图5是本申请一实施例提供的激光雷达中激光接收模组内至少部分接收器的分布示意图；

图6是本申请一实施例提供的激光雷达中激光接收模组内至少部分接收器的另一分布示意图；

图7是本申请一实施例提供的激光雷达中激光发射模组内至少部分发射器的又一分布示意图；

图8是本申请一实施例提供的激光雷达中激光接收模组内至少部分接收器的又一分布示意图；

图9是本申请一实施例提供的自动驾驶系统的结构示意图；

图10是本申请一实施例提供的可移动设备的结构示意图；

图11是本申请一实施例提供的激光雷达的另一结构下的光路示意图。

附图标记说明：1、可移动设备；10、自动驾驶系统；100、激光雷达；110、激光发射模块；111、发射器；112、激光发射阵列；1121、第一激光发射阵列；1122、第二激光发射阵列；120、激光接收模块；121、接收器；122、接收组；123、激光接收阵列；1231、第一激光接收阵列；1232、第二激光接收阵列；130、收发光学模块；131、发射镜头；132、接收镜头；x、第一方向；y、第二方向。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。

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申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例一

请参阅图1，本申请实施例提供了一种激光雷达100。激光雷达100包括激光发射模块110及激光接收模块120，激光发射模块110用于向探测区域内的目标物体发出探测光，激光接收模块120用于接收探测光经目标物体反射回来的回波光，通过回波光与本振光的比较输出对应的电信号，然后由信号处理单元对电信号进行适当处理，形成点云图，通过对点云图进行处理，便可获得目标物体的距离、方位、高度、速度、姿态和形状等参数，从而实现激光探测功能，进而可应用于汽车、机器人、物流车、巡检车等产品的导航规避、障碍物识别、测距、测速、自动驾驶等场景。

根据实际需求，激光雷达100除了用于激光探测技术领域，也可用于其他应用场景，比如零件直径检测、表面粗糙度检测、应变检测、位移检测、振动检测、速度检测、距离检测、加速度检测以及物体的形状检测等技术领域。

具体地，激光雷达100包括间隔设置的多个激光发射模块110、一个激光接收模块120及收发光学模块130。

结合图1和图2，各激光发射模块110均包括多个发射器111，发射器111用于向探测区域内的目标物体发出探测光。其中，发射器111可以采用垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，简称VCSEL)、边发射激光器(Edge Emitting Laser，简称EEL)、LD光源等，在此，不对发射器111采用的具体激光器类型进行限制。

一个激光接收模块120包括多个接收组122，各接收组122均包括多个接收器121，接收器121用于接收探测光经目标物体反射回的回波光。其中，接收器121可以采用硅光电倍增管(Silicon photomultiplier，简称SiPM)、雪崩光电二极管(Avalanche PhotoDiode，简称APD)、单光子雪崩光电二极管(Single Photon Avalanche Diode，简称SPAD)等，在此，不对接收器121采用的具体探测器类型进行限制。

收发光学模块130包括多个发射镜头131及一个接收镜头132，多个发射镜头131与多个激光发射模块110的一一对应设置，沿探测光的传输路径上，各发射镜头131位于对应的激光发射模块110的下游，沿回波光的传输路径上，接收镜头132位于所有接收组122的上游，收发光学模块130用于使多个接收组122与多个激光发射模块110一一对应及用于使各接收组122内多个接收器121与对应的激光发射模块110内多个发射器111一一对应，实现各激光发射模块110内各发射器111发出的探测光经目标物体反射回的回波光均能够被对应的接收组122内对应的一个接收器121接收，解决相关技术中至少部分发射器对应的回波光无法被接收器所接收和/或至少部分接收器无法接收到回波光的问题，能够提升激光接收模块120的光接收效率，提升激光雷达100的探测精度。

其中，各发射镜头131均可以包括沿发射镜头131的发射光轴方向设置的一个或多个发射透镜，接收镜头132可以包括沿接收镜头132的接收光轴方向设置的一个或多个接收透镜，对此不作限定。其中，发射光轴可以与接收光轴平行。

其中，激光雷达100包括的激光发射模块110的数量可以为两个以上的任意数值，对此不作限定。各激光发射模块110内包括的发射器111的数量可以为两个以上的任意值，对此不作限定。各激光发射模块110内包括的发射器111的数量可以相等，也可以不等，对此不作限定。一个激光接收模块120包括的接收组122的数量与激光雷达100包括的激光发射模块110的数量可以相等，一个接收组122内包括的接收器121的数量与对应的激光发射模块110内包括的发射器111的数量可以相等。

例如，结合图2，激光雷达100包括四个激光发射模块110，分别记作激光发射模块110m、激光发射模块110n、激光发射模块110p及激光发射模块110q，激光发射模块110m包括发射器111m1、发射器111m2、发射器111m3及发射器111m4，激光发射模块110n包括发射器111n1、发射器111n2、发射器111n3及发射器111n4，激光发射模块110p包括发射器111p1、发射器111p2、发射器111p3及发射器111p4，激光发射模块110q包括发射器111q1、发射器111q2、发射器111q3及发射器111q4。

一个激光接收模块120包括四个接收组122，分别记作接收组122m、接收组122n、接收组122p及接收组122q，接收组122m包括接收器121m1、接收器121m2、接收器121m3及接收器121m4，接收组122n包括接收器121n1、接收器121n2、接收器121n3及接收器121n4，接收组122p包括接收器121p1、接收器121p2、接收器121p3及接收器121p4，接收组122q包括接收器121q1、接收器121q2、接收器121q3及接收器121q4。

此时，收发光学模块130可以用于使激光发射模块110m内的发射器111m1与接收组122m内的接收器121m1对应、发射器111m2与接收器121m2对应、发射器111m3与接收器121m3对应、发射器111m4与接收器121m4对应。收发光学模块130还可以用于使激光发射模块110n内的发射器111n1与接收组122n的接收器121n1对应、发射器111n2与接收器121n2对应、发射器111n3与接收器121n3对应、发射器111n4与接收器121n4对应。收发光学模块130还可以用于使激光发射模块110p内的发射器111p1与接收组122p的接收器121p1对应、发射器111p2与接收器121p2对应、发射器111p3与接收器121p3对应、发射器111p4与接收器121p4对应。收发光学模块130还可以用于使激光发射模块110q内的发射器111q1与接收组122q的接收器121q1对应、发射器111q2与接收器121q2对应、发射器111q3与接收器121q3对应、发射器111q4与接收器121q4对应。其中，发射器111与接收器121对应，可以理解为，发射器111所对应的回波光能够被对应的接收器121所接收。

结合图2，多个接收组122内的多个接收器121可以交错设置。具体地，至少一接收组122内的相邻两个接收器121之间可以设有另一接收组122内的至少一接收器121，使得接收组122内的多个接收器121的分布较为分散，能够降低相互之间的光串扰问题等。例如，接收组122m的接收器121m1与接收器121m2之间设有接收组122n的接收器121n1。

进一步可选地，各接收组122内的相邻两个接收器121之间均设有剩余接收组122内的一接收器121，使得同一接收组122内的相邻两个接收器121之间的间距能够做到足够大，更好地的降低该接收组122在工作时接收组122内相邻两个接收器121之间的光串扰问题。

例如，接收组122m的接收器121m1与接收器121m2之间设有接收组122n的接收器121n1、接收组122p的接收器121p1、接收组122q的接收器121q1；接收组122n的接收器121n1与接收器121n2之间设有接收组122p的接收器121p1、接收组122q的接收器121q1、接收组122m的接收器121m2；接收组122p的接收器121p1与接收器121p2之间设有接收组122q的接收器121q1、接收组122m的接收器121m2、接收组122n的接收器121n2；接收组122q的接收器121q1与接收器121q2之间设有接收组122m的接收器121m2、接收组122n的接收器121n2、接收组122q的接收器121q2等等。

需要说明的是，多个接收组122内的多个接收器121也可以不交错设置，对此不作限定。

其中，各接收组122内的多个接收器121可以沿第一方向x分布，也可以沿第一方向x及第二方向y呈阵列式排布，对此不作限定。多个接收组122可以沿第一方向x依次排布，也可以沿第一方向x及第二方向y呈阵列式排布，对此不作限定。其中，第一方向x、第二方向y及发射光轴可以两两垂直。

可选地，激光雷达100满足以下条件式一：α₁＝arctan(g₁/f₁)，其中，对于一激光发射模块110及其对应的一发射镜头131、一接收组122而言，α₁为发射镜头131的发射全视场角，0<α₁<2π；f₁为发射镜头131的总有效焦距，单位为mm；g₁为激光发射模块110内的多个发射器111形成的发光面的尺寸，单位为mm。在g₁及f₁均已知的情况下，即可根据条件式一计算出发射镜头131的发射全视场角α₁。其中，g₁及f₁可以根据探测需求等因素灵活选取，对此不作限定。

可选地，激光雷达100满足以下条件式二：α₂＝arctan[(L*tanα₁-S)/L]，其中，L为激光发射模块110至目标物体于发射镜头131的发射光轴上的间距，单位为mm；S为发射镜头131的发射光轴与接收镜头132的接收光轴之间的间距，单位为mm；α₂为接收组122的接收视场角，0<α₂<2π。在α₁、S及L均已知的情况下，即可根据条件式二计算出接收组121a的接收视场角α₂，进而可以通过接收视场角α₂设计出激光接收模块120。其中，α₁可以通过上述条件式一得到，S及L可以根据探测需求等因素灵活选取，对此不作限定。

需要说明的是，各激光发射模块110内的多个发射器111可以均匀分布，也可以非均匀分布；激光接收模块120内的多个接收器121可以均匀分布，也可以非均匀分布，对此不作限定。

为便于收发光学模块130的设计，结合图3和图4，可以对各激光发射模块110包括的多个发射器111进行划分，将激光发射模块110划分成包括一个以上的激光发射阵列112，激光发射阵列112内的发射器111均匀分布；具体地，激光发射阵列112内的每相邻两个发射器111之间的间距相等。结合图5和图6，各接收组122包括的多个接收器121同样可以划分为包括一个以上的激光接收阵列123，激光接收阵列123内的接收器121均匀分布，具体地，激光接收阵列123内的每相邻两个接收器121之间的间距相等。

收发光学模块130可以用于使各激光发射模块110内一个以上的激光发射阵列112与对应的接收组122内一个以上的激光接收阵列123一一对应设置。其中，激光发射阵列112与激光接收阵列123对应设置，可以理解为，激光发射阵列112内的发射器111所对应的回波光能够被对应的激光接收阵列123内的接收器121所接收。

其中，各激光发射阵列112内发射器111的排布密度与对应的各激光接收阵列123内接收器121的排布密度可以相同，至少一激光发射阵列112内发射器111的排布密度与对应的激光接收阵列123内接收器121的排布密度也可以不同，对此不作限定。

下文中将以至少一激光发射阵列112内发射器111的排布密度与对应的激光接收阵列123内接收器121的排布密度不同为例进行示例性的说明。使得在激光发射阵列112内发射器111的排布密度与对应的激光接收阵列123内接收器121的排布密度不同时，可以能够通过对收发光学模块130进行设计，改善因激光发射阵列112内发射器111的排布密度与对应的激光接收阵列123内接收器121的排布密度不同，而导致的激光接收阵列123内接收器121的接收效率较低的问题，对此，下文中将有更详细的说明。

具体地，在激光发射模块110包括多个激光发射阵列112且激光接收模块120包括多个激光接收阵列123时，可以为，部分激光发射阵列112内发射器111的排布密度与对应的激光接收阵列123内接收器121的排布密度不同，也可以为，所有激光发射阵列112内发射器111的排布密度均与对应的激光接收阵列123内接收器121的排布密度不同，对此不作限定。

例如，若图4示出的激光发射模块110内两个激光发射阵列112与图6示出的激光接收模块120内两个激光接收阵列123一一对应，具体地，两个激光发射阵列112可以分别记作激光发射阵列112r及激光发射阵列112s，两个激光接收阵列123可以分别记作激光接收阵列123r及激光接收阵列123s，其中，激光发射阵列112r可以与激光接收阵列123r对应，激光发射阵列112s可以与激光接收阵列123s对应，激光发射阵列112r内发射器111的排布密度与激光接收阵列123r内接收器121的排布密度可以不同，和/或，激光发射阵列112s内发射器111的排布密度与激光接收阵列123s内接收器121的排布密度可以不同。

其中，激光发射阵列112内发射器111的排布密度与对应的激光接收阵列123内接收器121的排布密度不同，具体可以体现为，激光发射阵列112内的每相邻两个发射器111之间的间距与激光接收阵列123内的每相邻两个接收器121之间的间距不同。

在激光发射模块110内的多个发射器111均匀分布时，结合图3，激光发射模块110可以包括一个激光发射阵列112，在激光接收模块120内的多个接收器121均匀分布时，结合图5，激光接收模块120可以包括一个激光接收阵列123。

在激光发射模块110内的多个发射器111非均匀分布时，结合图4，激光发射模块110可以包括多个激光发射阵列112，在激光接收模块120内的多个接收器121非均匀分布时，结合图6，激光接收模块120可以包括多个激光接收阵列123。需要说明的是，多个激光发射阵列112中，至少一激光发射阵列112内发射器111的排布密度与另一激光发射阵列112内发射器111的排布密度可以不同；和/或，多个激光接收阵列123中，至少一激光接收阵列123内接收器121的排布密度与另一激光接收阵列123内接收器121的排布密度可以不同。

需要说明的是，激光发射阵列112内的发射器111的数量与对应的激光接收阵列123内的接收器121的数量可以相同，收发光学模块130可以用于实现激光发射阵列112内的发射器111与对应的激光接收阵列123内的接收器121的一一对应设置。

例如，若图3示出的激光发射模块110内激光发射阵列112与图5示出的激光接收模块120内激光接收阵列123对应，其中，激光发射阵列112内每相邻两个发射器111之间的间距与激光接收阵列123内每相邻两个接收器121之间的间距不等，若将激光发射阵列112中的六个发射器111按照顺序依次记作发射器111a、发射器111b、发射器111c、发射器111d、发射器111e、发射器111f，将激光接收阵列123中的六个接收器121按照顺序依次记作接收器121a、接收器121b、接收器121c、接收器121d、接收器121e、接收器121f，收发光学模块130可以用于实现发射器111a与接收器121a对应，即，发射器111a所对应的回波光经接收器121a接收；收发光学模块130还可以用于实现发射器111b与接收器121b对应、发射器111c与接收器121c对应、……、发射器111f与接收器121f对应。

又例如，结合图4和图6，激光发射阵列112r内每相邻两个发射器111之间的间距与对应的激光接收阵列123r内每相邻两个接收器121之间的间距不同，若将激光发射阵列112r中的三个发射器111按照顺序依次记作发射器111a、发射器111b、发射器111c，将激光接收阵列123r中的三个接收器121按照顺序依次记作接收器121a、接收器121b、接收器121c，收发光学模块130可以用于实现发射器111a与接收器121a对应、发射器111b与接收器121b对应、发射器111c与接收器121c对应。

具体地，将激光发射模块110划分成包括一个以上的激光发射阵列112，将激光接收模块120划分为包括一个以上的激光接收阵列123，如此，在设计收发光学模块130时，可以将收发光学模块130内的发射镜头131按照发射镜头131与激光发射阵列112的对应关系进行分区设计，例如，将发射镜头131中与激光发射阵列112对应区域的有效焦距进行分区设计；和/或，将收发光学模块130内的接收镜头132按照接收镜头132与激光接收阵列123的对应关系进行分区设计，例如，将接收镜头132中与激光接收阵列123对应区域的有效焦距进行分区设计。

其中，发射镜头131的各个区域的有效焦距可以满足以下条件式三：f₁₁＝h₁₁/tanθ₁₁。其中，对于一激光发射阵列112而言，f₁₁为发射镜头131中与激光发射阵列112对应区域的有效焦距，单位为mm；h₁₁为激光发射阵列112中的任一发射器111至发射光轴之间的间距，单位为mm；θ₁₁为激光发射阵列112中任一发射器111的发射视场角，0<θ₁₁<2π。在h₁₁及θ₁₁均已知的情况下，即可根据条件式三计算出发射镜头131中与激光发射阵列112对应区域的有效焦距f₁₁，通过对发射镜头131的所有区域的有效焦距进行计算，即可设计出整个发射镜头131。其中，h₁₁及θ₁₁可以根据探测需求等因素灵活选取，对此不作限定。

需要说明的是，在激光发射模块110包括一个激光发射阵列112时，发射镜头131的总有效焦距f₁与发射镜头131中与激光发射阵列112对应区域的有效焦距f₁₁相等。在激光发射模块110包括多个激光发射阵列112时，发射镜头131的总有效焦距f₁可以与发射镜头131中与任一激光发射阵列112对应区域的有效焦距f₁₁相等，也可以与发射镜头131中与激光发射阵列112对应的所有区域的有效焦距f₁₁的平均值相等，对此不作限定。

其中，接收镜头132的各个区域的有效焦距可以满足以下条件式四：d₁₁/f₁₁＝d₂₁/f₂₁，其中，对于一激光发射阵列112及对应的一激光接收阵列123而言，d11为激光发射阵列112中的相邻两个发射器111之间的间距，单位为mm，d₂₁为激光接收阵列123中的相邻两个接收器121之间的间距，单位为mm，f₁₁为发射镜头131中与激光发射阵列112对应区域的有效焦距，单位为mm，f₂₁为接收镜头132中与激光接收阵列123对应区域的有效焦距，单位为mm。在d₁₁、d₂₁及f₁₁均已知的情况下，即可根据条件式二计算出接收镜头132中与激光接收阵列123对应区域的有效焦距f₂₁，通过对接收镜头132的所有区域的有效焦距进行计算，即可设计出整个接收镜头132。其中，d₁₁及d₂₁可以根据探测需求等因素灵活选取，对此不作限定；f₁₁可以根据上述条件式三计算得出。

需要说明的是，发射镜头131中与激光发射阵列112对应区域，可以为，发射镜头131中用于接收激光发射阵列112所发出的探测光的区域。接收镜头132中与激光接收阵列123对应区域，可以为，接收镜头132中用于传输激光接收阵列123所接收到的回波光的区域。

需要说明的是，结合图3和图4，激光发射模块110的至少一激光发射阵列112内的多个发射器111可以沿第一方向x均匀排布，结合图7，激光发射模块110的至少一激光发射阵列112内的多个发射器111也可以沿第一方向x及第二方向y呈矩阵式均匀排布，对此不作限定。结合图5和图6，激光接收模块120的至少一激光接收阵列123内的多个接收器121可以沿第一方向x均匀排布，结合图8，激光接收模块120的至少一激光接收阵列123内的多个接收器121也可以沿第一方向x及第二方向y呈矩阵式均匀排布，对此不作限定。

可选地，对于激光发射阵列112及与激光发射阵列112对应的激光接收阵列123而言，若激光发射阵列112内的多个发射器111沿第一方向x均匀排布，则对应的激光接收阵列123内的多个接收器121沿第一方向x均匀排布；若激光发射阵列112内的多个发射器111沿第一方向x及第二方向y呈矩阵式均匀排布，则对应的激光接收阵列123内的多个接收器121沿第一方向x及第二方向y呈矩阵式均匀排布，以简化光学收发模块130的设计难度，降低制造成本。当然，本申请实施例也可以结合实际使用需求灵活调整，对此不作限定。

具体地，在激光发射模块110的至少一激光发射阵列112内的多个发射器111沿第一方向x均匀排布时，结合图3，该激光发射阵列112可以定义为第一激光发射阵列1121，第一激光发射阵列1121中的多个发射器111沿第一方向x均匀排布，结合图5，激光接收模块120包括与第一激光发射阵列1121对应的第一激光接收阵列1231，第一激光接收阵列1231中的多个接收器121沿第一方向x均匀排布。

对于第一激光发射阵列1121及第一激光接收阵列1231而言，条件式四中的d₁₁为沿第一方向x上第一激光发射阵列1121中的相邻两个发射器111之间的间距，条件式四中的d₂₁为沿第一方向x上第一激光接收阵列1231中的相邻两个接收器121之间的间距，条件式三中的h₁₁为沿第一方向x上第一激光发射阵列1121中的任一发射器111至发射光轴之间的间距。此时，条件式一中的α₁可以为发射镜头131沿第一方向x上的发射全视场角；条件式一中的g₁可以为激光发射模块110内的多个发射器111形成的发光面沿第一方向x上的尺寸，对此不作限定。

具体地，在激光发射模块110的至少一激光发射阵列112内的多个发射器111沿第一方向x及第二方向y呈矩阵式排布时，结合图7，该激光发射阵列112可以定义为第二激光发射阵列1122，第二激光发射阵列1122内的多个发射器111沿第一方向x及第二方向y呈矩阵式排布，激光接收模块120包括与第二激光发射阵列1122对应的第二激光接收阵列1232，第二激光接收阵列1232中的多个接收器121沿第一方向x及第二方向y呈矩阵式排布。

对于第二激光发射阵列1122及第二激光接收阵列1232而言，在一种示例性的方案中，条件式四中的d₁₁为沿第一方向x上第二激光发射阵列1122中的相邻两个发射器111之间的间距，条件式四中的d₂₁为沿第一方向x上第二激光接收阵列1232中的相邻两个接收器121之间的间距，条件式三中的h₁₁为沿第一方向x上第二激光发射阵列1123中的任一发射器111至发射光轴之间的间距。此时，条件式一中的α₁可以为发射镜头131沿第一方向x上的发射全视场角；条件式一中的g₁可以为激光发射模块110内的多个发射器111形成的发光面沿第一方向x上的尺寸，对此不作限定。

在另一种示例性的方案中，条件式四中的d₁₁为沿第二方向y上第二激光发射阵列1122中的相邻两个发射器111之间的间距，条件式四中的d₂₁为沿第二方向y上第二激光接收阵列1232中的相邻两个接收器121之间的间距，条件式三中的h₁₁为沿第二方向y上第二激光发射阵列1122中的任一发射器111至发射光轴之间的间距。此时，条件式一中的α₁可以为发射镜头131沿第二方向y上的发射全视场角；条件式一中的g₁可以为激光发射模块110内的多个发射器111形成的发光面沿第二方向y上的尺寸，对此不作限定。

需要说明的是，沿第一方向x上第二激光发射阵列1122中的相邻两个发射器111之间的间距与沿第二方向y上第二激光发射阵列1122中的相邻两个发射器111之间的间距可以相等，也可以不等，对此不作限定。沿第一方向x上第二激光接收阵列1232中的相邻两个接收器121之间的间距与沿第二方向y上第二激光接收阵列1232中的相邻两个接收器121之间的间距可以相等，也可以不等，对此不作限定。对于第二激光发射阵列1122中的同一发射器111，沿第一方向x上该发射器111至发射光轴之间的间距与沿第二方向y上该发射器111至发射光轴之间的间距可以相等，也可以不等，对此不作限定。

其中，若激光发射模块110内的多个发射器111沿着第一方向x间隔排布，多个发射器111可以沿着第一方向x位于发射光轴的相对的两侧或位于发射光轴的同侧，实现激光发射模块110的出射激光具有多种发射视场，满足多种探测需求。

沿第一方向x或第二方向y上，多个激光发射模块110中的部分激光发射模块110可以设于激光接收模块120的一侧，剩余部分激光发射模块110可以设于激光接收模块120的另一侧；沿第一方向x或第二方向y上，多个激光发射模块110也可以设于激光接收模块120的同侧；多个激光发射模块110还可以沿第一方向x及第二方向y于激光接收模块120的外围呈矩阵式分布，对此不作限定。

结合图9，本申请实施例还提供了一种自动驾驶系统10，自动驾驶系统10包括上述的激光雷达100。自动驾驶系统10包括上述的激光雷达100，其可以应用于汽车、无人机、机器人等可移动设备1中。

结合图10，本申请实施例还提供了一种可移动设备1，可移动设备1包括上述的激光雷达100；或，可移动设备1包括上述的自动驾驶系统10。其中，可移动设备1可以为汽车、无人机、机器人等任意地包括有激光雷达100或自动驾驶系统10的设备。

实施例二

本实施例与实施例一的区别仅在于，实施例一中激光雷达100包括间隔设置的多个激光发射模块110及一激光接收模块120，而本实施例中，结合图11，激光雷达100包括一个激光发射模块110及间隔设置的多个激光接收模块120，激光发射模块110具有多个发射组，各发射组均包括多个发射器，发射器用于向探测区域内的目标物体发出探测光；各激光接收模块120均包括多个接收器，接收器用于接收探测光经目标物体反射回的回波光。

同实施例一，本实施例中，激光雷达100还包括收发光学模块130，收发光学模块130包括一个发射镜头131及多个接收镜头132，沿探测光的传输路径上，发射镜头131位于所有发射组的下游，多个接收镜头132与多个激光接收模块120一一对应设置，沿回波光的传输路径上，各接收镜头132位于对应的激光接收模块120的上游，收发光学模块130用于使多个激光接收模块120与多个发射组一一对应及用于使各激光接收模块120内多个接收器与对应的发射组内多个发射器一一对应，实现各发射组内各发射器发出的探测光经目标物体反射回的回波光均能够被对应的激光接收模块120内对应的一个接收器接收。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种激光雷达，其特征在于，包括：

间隔设置的多个激光发射模块，各所述激光发射模块均包括多个发射器，所述发射器用于向探测区域内的目标物体发出探测光；

一个激光接收模块，所述激光接收模块包括多个接收组，各所述接收组均包括多个接收器，所述接收器用于接收所述探测光经所述目标物体反射回的回波光；其中，至少一所述接收组内的相邻两个所述接收器之间设有另一所述接收组内的至少一所述接收器；

收发光学模块，所述收发光学模块包括多个发射镜头及一个接收镜头，多个所述发射镜头与多个所述激光发射模块一一对应设置，沿所述探测光的传输路径上，各所述发射镜头均位于对应的所述激光发射模块的下游，沿所述回波光的传输路径上，所述接收镜头位于所有所述接收组的上游，所述收发光学模块用于使多个所述接收组与多个所述激光发射模块一一对应及用于使各所述接收组内多个所述接收器与对应的所述激光发射模块内多个所述发射器一一对应，实现各所述激光发射模块内各所述发射器发出的所述探测光经所述目标物体反射回的所述回波光均能够被对应的所述接收组内对应的一个所述接收器接收。

2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，各所述接收组内的相邻两个所述接收器之间均设有剩余所述接收组内的一所述接收器。

3.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达满足以下条件式：

α₁ = arctan(g₁ / f₁)

α₂ = arctan[(L*tanα₁-S) / L]

其中，对于一所述激光发射模块及其对应的一所述发射镜头、一所述接收组而言，α₁为所述发射镜头的发射全视场角，0 <α₁ < 2π；f₁为所述发射镜头的有效焦距，单位为mm；g₁为所述激光发射模块内的多个所述发射器形成的发光面的尺寸，单位为mm；L为所述激光发射模块至所述目标物体于所述发射镜头的发射光轴上的间距，单位为mm；S为所述发射镜头的发射光轴与所述接收镜头的接收光轴之间的间距，单位为mm；α₂为所述接收组的接收视场角，0 <α₁₂ < 2π。

4.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，各所述激光发射模块包括一个以上的激光发射阵列，所述激光发射阵列包括呈阵列排布的多个所述发射器，各所述接收组包括一个以上的激光接收阵列，所述激光接收阵列包括呈阵列排布的多个所述接收器，所述收发光学模块用于使各所述激光发射模块内一个以上的所述激光发射阵列与对应的所述接收组内一个以上的所述激光接收阵列一一对应设置，实现所述激光发射阵列内所述发射器发出的所述探测光所对应的回波光能够被对应的所述激光接收阵列内的所述接收器所接收。

5.根据权利要求4所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达满足以下条件式：

d₁₁ / f₁₁ = d₂₁ / f₂₁

f₁₁ = h₁₁ / tanθ₁₁

其中，对于一所述激光发射阵列及对应的一所述激光接收阵列而言，d₁₁为所述激光发射阵列中的相邻两个所述发射器之间的间距，单位为mm，d₂₁为所述激光接收阵列中的相邻两个所述接收器之间的间距，单位为mm，f₁₁为所述发射镜头中与所述激光发射阵列对应区域的有效焦距，单位为mm，f₂₁为所述接收镜头中与所述激光接收阵列对应区域的有效焦距，单位为mm，h₁₁为所述激光发射阵列中的任一所述发射器至所述发射镜头的发射光轴之间的间距，单位为mm，θ₁₁为所述激光发射阵列中的任一所述发射器的发射视场角，0 <θ₁₁ < 2π。

6.根据权利要求5所述的激光雷达，其特征在于，一个以上的所述激光发射阵列包括第一激光发射阵列，一个以上的所述激光接收阵列包括与所述第一激光发射阵列对应的第一激光接收阵列，所述第一激光发射阵列中的多个所述发射器沿第一方向呈阵列排布，所述第一激光接收阵列中的多个所述接收器沿所述第一方向呈阵列排布，所述第一方向与所述发射镜头的发射光轴垂直；

对于所述第一激光发射阵列及所述第一激光接收阵列，d₁₁为沿所述第一方向上所述第一激光发射阵列中的相邻两个所述发射器之间的间距，d₂₁为沿所述第一方向上所述第一激光接收阵列中的相邻两个所述接收器之间的间距，h₁₁为沿所述第一方向上所述第一激光发射阵列中的任一所述发射器至所述发射光轴之间的间距。

7.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，多个所述激光发射模块沿第一方向分布于一个所述激光接收模块的同侧，所述第一方向与所述发射镜头的发射光轴垂直；或者，多个所述激光发射模块中沿第一方向分布于一个所述激光接收模块的相对的两侧，所述第一方向与所述发射镜头的发射光轴垂直；或者，多个所述激光发射模块沿第一方向及第二方向于一个所述激光接收模块的外围呈阵列式分布，所述第一方向、所述第二方向及所述发射镜头的发射光轴两两垂直。

8.一种激光雷达，其特征在于，包括：

一个激光发射模块，所述激光发射模块具有多个发射组，各所述发射组均包括多个发射器，所述发射器用于向探测区域内的目标物体发出探测光；

间隔设置的多个激光接收模块，各所述激光接收模块均包括多个接收器，所述接收器用于接收所述探测光经所述目标物体反射回的回波光；

收发光学模块，所述收发光学模块包括一个发射镜头及多个接收镜头，沿所述探测光的传输路径上，所述发射镜头位于所有所述发射组的下游，多个所述接收镜头与多个所述激光接收模块一一对应设置，沿所述回波光的传输路径上，各所述接收镜头位于对应的所述激光接收模块的上游，所述收发光学模块用于使多个所述激光接收模块与多个所述发射组一一对应及用于使各所述激光接收模块内多个所述接收器与对应的所述发射组内多个所述发射器一一对应，实现各所述发射组内各所述发射器发出的所述探测光经所述目标物体反射回的所述回波光均能够被对应的所述激光接收模块内对应的一个所述接收器接收。

9.一种自动驾驶系统，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的激光雷达。

10.一种可移动设备，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的激光雷达；或，包括权利要求9所述的自动驾驶系统。