本发明涉及激光雷达,尤其涉及一种激光雷达。
背景技术:
1、激光三维成像的本质是并行激光测距,根据直接或间接获取激光发射信号与回波信号之间的时间差得到目标的距离图像。扫描式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。扫描式激光雷达要求实现每个点的快速测距,光束扫描装置控制雷达光轴指向不同方向,依次测量目标上各点的距离,同时记录光束指向的方位-俯仰角,这样就可以得到目标的距离-角度-角度图像。
2、为无人驾驶车辆提供必要3d点云数据的车载激光雷达通常要求拥有360°的水平视场角和一定角度的垂直视场角。扫描式激光雷达通过电机驱动镜面转动,并利用几何光学的原理实现光束的偏转,具有大扫描视场和高扫描效率,是近些年最常见、应用最广泛、最成熟的车载激光雷达。“机械旋转+线阵收发排列”是这种扫描方式的典型代表:在水平方向采用机械旋转,获得360°视场;在垂直方向通过激光收发模块的线阵排列,与之匹配的并行探测模块,形成在线阵排列方向垂直的平面内的多线扫描,各个扫描线束之间存在特定的夹角,从而实现线排列方向一定程度的均匀或非均匀角度覆盖。这种扫描方式可以减少一个维度的运动量,仅需沿一个维度扫描即可获取目标的距离图像,大幅提高了系统的扫描效率。但是这种方案要求在扫描式激光雷达的上仓结构中,高频激光发射源在垂直方向密集阵列排布,并将各通道发射和接收光学模块精密对准,不同测距通道之间的串扰使装配安装精度要求相当高,扫描式激光雷达整体尺寸大、转动惯量大、功耗大、成本高,对散热和工艺等的要求也很高。
技术实现思路
1、本发明提供了一种激光雷达,解决了扫描式激光雷达整体尺寸大、转动惯量大、功耗大、成本高等问题。
2、本发明实施例提供一种激光雷达,所述激光雷达包括:
3、激光收发组件,用于发射若干激光光束和接收所述若干激光光束经由物体反射形成的若干回波光束,所述若干激光光束位于同一平面;
4、反射组件,可绕第一轴线旋转,所述反射组件包括反射件和控制件,所述控制件用于控制所述反射件绕第二轴线翻转,所述第一轴线与所述第二轴线相互垂直;当所述若干激光光束入射至所述反射件时,所述若干激光光束所在的平面与所述第一轴线平行;所述反射件绕所述第一轴线旋转的同时可绕所述第二轴线翻转,用于反射所述激光光束,以使所述激光光束形成点云阵列;所述反射件还用于反射所述回波光束,以使所述回波光束被所述激光收发组件接收;以及
5、控制组件,用于控制所述反射组件绕所述第一轴线旋转。
6、上述激光雷达,当激光光束入射至反射件时,反射件通过绕第一轴线旋转的同时绕第二轴线翻转,对激光光束沿第一轴线和沿第二轴线进行反射,从而实现多线扫描。若反射件绕第一轴线进行360°旋转的同时绕第二轴线进行360°翻转,就能够实现360°的周向扫描,从而形成360°的点云阵列。激光雷达的整体结构突破了传统的多线激光雷达配置的约束,能够适用于包括非相干和相干等不同体制的激光雷达,转动惯量小,结构简单,可靠性高,易于集成小型化,在车载激光雷达领域具有良好的发展前景。
1.一种激光雷达,其特征在于,所述激光雷达包括:
2.如权利要求1所述的激光雷达,其特征在于,当所述反射件绕所述第一轴线旋转时,所述反射件用于反射所述激光光束以使所述激光光束绕所述第一轴线形成若干第一扫描线;当所述反射件绕所述第二轴线翻转时,所述反射件用于反射所述激光光束以使所述激光光束绕所述第二轴线形成若干第二扫描线,所述若干第一扫描线和所述若干第二扫描线共同形成所述点云阵列。
3.如权利要求1所述的激光雷达,其特征在于,所述反射件为正棱柱体,所述第二轴线为所述反射件的轴线。
4.如权利要求1所述的激光雷达,其特征在于,所述反射组件还包括消像旋组件,所述消像旋组件设置于所述激光收发组件和所述反射件之间的光路上,所述消像旋组件可绕所述第一轴线旋转,所述消像旋组件绕所述第一轴线旋转的速度与所述反射件绕所述第一轴线旋转的速度相适配。
5.如权利要求4所述的激光雷达,其特征在于,所述反射组件还包括齿轮传动系统,所述齿轮传动系统分别与所述反射件和所述消像旋组件连接;当所述反射件绕所述第一轴线旋转时,所述反射件带动所述齿轮传动系统运作,以带动所述消像旋组件绕所述第一轴线旋转。
6.如权利要求1所述的激光雷达,其特征在于,所述激光雷达还包括沿所述第一轴线间隔设置的第一壳体和第二壳体,所述第一壳体设有第一容纳腔,所述第二壳体设有第二容纳腔,所述第一容纳腔和所述第二容纳腔连通;所述激光收发组件容置于所述第二容纳腔,所述反射组件容置于所述第一容纳腔。
7.如权利要求6所述的激光雷达,其特征在于,所述控制组件包括电性连接的转台和控制器,所述控制器容置于所述第二容纳腔,所述转台的一端连接于所述控制器,所述转台的另一端凸伸至所述第一容纳腔,所述反射组件固定于所述转台;所述控制器用于控制所述转台绕所述第一轴线旋转,所述第一轴线为所述转台的轴线。
8.如权利要求6所述的激光雷达,其特征在于,所述激光雷达还包括容置于所述第二容纳腔的处理组件,所述处理组件与所述激光收发组件电性连接,所述处理组件用于对所述激光光束和所述回波光束进行处理从而形成点云数据。
9.如权利要求1所述的激光雷达,其特征在于,所述激光收发组件包括激光发射器和多通道光学环形器,所述多通道光学环形器形成若干发射通道和若干接收通道,所述多通道光学环形器包括第一多通道光纤准直器和第二多通道光纤准直器,所述激光发射器发出的原始光束经过所述第一多通道光纤准直器形成所述若干激光光束,所述若干激光光束沿所述若干发射通道射入所述反射件,所述若干回波光束沿所述若干接收通道射入所述第二多通道光纤准直器。
10.如权利要求9所述的激光雷达,其特征在于,所述若干发射通道的数量和所述若干接收通道的数量相同,所述若干发射通道和所述若干接收通道一一对应,每一所述发射通道和相对应的接收通道部分重叠。
