激光雷达及车辆的制作方法

    专利查询2025-11-10  22


    本申请涉及激光雷达,尤其涉及一种激光雷达及车辆。


    背景技术:

    1、激光三维成像的本质是并行激光测距,通过直接或间接获取激光发射信号与回波信号之间的时间差,从而获得目标的距离像。扫描式三维成像激光雷达由单点激光相干或非相干测距系统配以光束扫描装置构成,是目前发展相对成熟的三维成像激光雷达技术。

    2、当前的车载激光雷达,按探测原理可以分为飞行时间法(tof)激光雷达和调频连续波法(fmcw)激光雷达。飞行时间法通过测量信号发射时刻与探测器回波响应时刻之间的差值,直接获取时间差,再结合电磁波在空气中的传播速度解算出目标的距离信息。调频连续波法在扫频周期内发射频率变化的连续波,被物体反射后的回波与发射信号之间存在频率差,通过测量频率差可以获得目标与雷达之间的距离信息,同时根据多普勒效应可解算出速度信息。虽然飞行时间法具有测量方法简单、体积小巧、角分辨率高等优点,调频连续波法具有既可测距又可测速、在低发射功率的情况下可实现高分辨率探测等优点,然而飞行时间法对速度信息的测量不够准确和实时,调频连续波法的解算复杂、角分辨率较低。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,实有必要提供一种激光雷达及车辆,能够集成飞行时间法和调频连续波法以实现无像旋的周视扫描成像。

    2、第一方面,本申请实施例提供一种激光雷达,所述激光雷达包括tof收发组件、fmcw收发组件、二向色片和消像旋组件,所述二向色片设置于所述消像旋组件的一侧;所述tof收发组件发射的第一出射光和所述fmcw收发组件发射的第二出射光两者之一经由所述二向色片的反射入射至所述消像旋组件,两者之另一穿过所述二向色片入射至所述消像旋组件;所述消像旋组件绕第一轴线旋转,所述第一出射光和所述第二出射光经由所述消像旋组件出射至所述激光雷达外;所述第一出射光和所述第二出射光经由物体的反射分别形成第一反射光和第二反射光,所述第一反射光可依次经过所述消像旋组件和所述二向色片返回至所述tof收发组件并被所述tof收发组件接收,所述第二反射光可依次经过所述消像旋组件和所述二向色片返回至所述fmcw收发组件并被所述fmcw收发组件接收。

    3、第二方面,本申请实施例提供一种车辆,所述车辆包括车身和如上所述的激光雷达,所述激光雷达设置于所述车身。

    4、上述激光雷达及车辆,通过在激光雷达中设置二向色片,实现tof收发组件发射的第一出射光和fmcw收发组件发射的第二出射光的合束,以及由第一出射光形成的第一反射光和由第二出射光形成的第二反射光的分束,实现了tof收发组件和fmcw收发组件的集成使用。将tof收发组件和fmcw收发组件集成于同一激光雷达,通过消像旋组件的转动,实现无像旋周视扫描。在不增加激光雷达体积或者较少增加激光雷达体积的前提下,实现飞行时间法和调频连续波法两种雷达技术的复用,使得激光雷达可同时进行距离和速度的测量,并获取关于物体的高密度点云数据,从而能够摆脱传统多线激光雷达上下仓的结构,减少元件数量,具有无快轴扫描、转动惯量小、结构简单、可靠性高、易于装配、可集成小型化等优点,在车载激光雷达领域具有良好的发展前景。



    技术特征:

    1.一种激光雷达,其特征在于,所述激光雷达包括tof收发组件、fmcw收发组件、二向色片和消像旋组件,所述二向色片设置于所述消像旋组件的一侧;所述tof收发组件发射的第一出射光和所述fmcw收发组件发射的第二出射光两者之一经由所述二向色片的反射入射至所述消像旋组件,两者之另一穿过所述二向色片入射至所述消像旋组件;所述消像旋组件绕第一轴线旋转,所述第一出射光和所述第二出射光经由所述消像旋组件出射至所述激光雷达外;所述第一出射光和所述第二出射光经由物体的反射分别形成第一反射光和第二反射光,所述第一反射光可依次经过所述消像旋组件和所述二向色片返回至所述tof收发组件并被所述tof收发组件接收,所述第二反射光可依次经过所述消像旋组件和所述二向色片返回至所述fmcw收发组件并被所述fmcw收发组件接收。

    2.如权利要求1所述的激光雷达,其特征在于,所述消像旋组件包括消像旋棱镜和消像旋反射镜,所述消像旋反射镜设置于所述消像旋棱镜远离所述二向色片的一侧;所述第一反射光和所述第二反射光经过所述二向色片后,同时沿所述第一轴线入射至所述消像旋棱镜,并经由所述消像旋反射镜的反射出射至所述激光雷达外。

    3.如权利要求2所述的激光雷达,其特征在于,所述消像旋棱镜绕所述第一轴线旋转的第一转速与所述消像旋反射镜绕所述第一轴线旋转的第二转速不同。

    4.如权利要求3所述的激光雷达,其特征在于,所述第二转速为所述第一转速的两倍。

    5.如权利要求2所述的激光雷达,其特征在于,所述第一出射光经由所述二向色片的反射入射至所述消像旋棱镜,所述第二出射光穿过所述二向色片入射至所述消像旋棱镜;所述第一反射光经由所述二向色片的反射返回至所述tof收发组件,所述第二反射光穿过所述二向色片返回至所述fmcw收发组件。

    6.如权利要求5所述的激光雷达,其特征在于,所述fmcw收发组件沿所述第一轴线设置于所述二向色片远离所述消像旋组件的一侧,所述tof收发组件沿第二轴线设置,所述第二轴线与所述第一轴线垂直;所述第一出射光沿所述第二轴线入射至所述二向色片,所述第二出射光沿所述第一轴线穿过所述二向色片。

    7.如权利要求5所述的激光雷达,其特征在于,所述fmcw收发组件沿第二轴线设置,所述tof收发组件沿平行所述第一轴线的方向设置,所述第二轴线与所述第一轴线垂直;所述第一出射光沿平行所述第一轴线的方向入射至所述二向色片,所述第二出射光沿所述第二轴线穿过所述二向色片。

    8.如权利要求7所述的激光雷达,其特征在于,所述激光雷达还包括光路反射镜,所述光路反射镜设置于所述二向色片远离所述fmcw收发组件的一侧;所述第一出射光和所述第二出射光经过所述二向色片后,同时经由所述光路反射镜的反射入射至所述消像旋组件。

    9.如权利要求7所述的激光雷达,其特征在于,所述tof收发组件与所述消像旋组件均位于所述二向色片的同一侧,且所述tof收发组件与所述消像旋组件相邻设置。

    10.一种车辆,其特征在于,所述车辆包括车身和如权利要求1至9中任一项所述的激光雷达,所述激光雷达设置于所述车身。


    技术总结
    本申请提供了一种激光雷达,包括TOF收发组件、FMCW收发组件、二向色片和消像旋组件,二向色片设置于消像旋组件的一侧;TOF收发组件发射的第一出射光和FMCW收发组件发射的第二出射光两者之一经由二向色片的反射入射至消像旋组件,两者之另一穿过二向色片入射至消像旋组件;消像旋组件绕第一轴线旋转,第一出射光和第二出射光经由消像旋组件出射至激光雷达外;第一出射光和第二出射光经由物体的反射分别形成第一反射光和第二反射光,第一反射光和第二反射光可依次经过消像旋组件和二向色片分别被TOF收发组件和FMCW收发组件接收。本申请提供的激光雷达能够集成飞行时间法和调频连续波法以实现无像旋的周视扫描成像。

    技术研发人员:请求不公布姓名
    受保护的技术使用者:奥特埃克斯科技(新加坡)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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