多线激光雷达和多线激光雷达控制方法与流程

本发明涉及检测领域，特别涉及一种多线激光雷达和多线激光雷达控制方法。

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。

多线激光雷达是激光雷达的一种，是通过半导体激光发射器发射激光，并对回波光信号进行探测的，多线激光雷达包括多个激光发射器，每一个激光发射器可以测量一个距离。激光激光器的发射电路器件较为复杂，体积也较大，因此无法在较小的范围内堆叠足够多的数量，单位范围内激光线数即激光发射器的堆叠数量是影响多线激光雷达垂直分辨率的重要因素，因此现有技术中的多线激光雷达垂直分辨率仍然较低。

可见，现有的多线激光雷达体积庞大，垂直分辨率不高。

技术实现要素：

本发明实施例中提供了一种多线激光雷达，能提高多线激光雷达的垂直分辨率。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

一方面，提供了一种多线激光雷达，其特征在于，包括：

激光发射器，用于发射出射激光；

准直光学单元，用于所述出射激光的准直；

其中，所述激光发射器包括多个激光发射板，所述多个激光发射板的发光端面位于所述准直光学单元的焦平面上。

可选的，所述多个激光发射板包括：

至少两列所述激光发射板，所述每一列激光发射板包括至少两个所述激光发射板。

可选的，所述每一列激光发射板中，相邻激光发射板之间的距离相等。

可选的，所述每一列中相邻激光发射板之间的距离与其他列中相邻激光发射板之间的距离相等。

可选的，所述每一个激光发射板与水平面平行，且在垂直方向上与其他激光发射板错开。

可选的，所述不同列的激光发射板在水平方向上的投影部分重叠。

第二方面，提供了一种多线激光雷达的控制方法，包括：

激光发射器发射出射激光；

准直光学单元对所述出射激光准直；

其中，所述激光发射器包括多个激光发射板，所述多个激光发射板的发光端面位于所述准直光学单元的焦平面上。

可选的，所述多个激光发射板包括：

至少两列所述激光发射板，所述每一列激光发射板包括至少两个所述激光发射板。

可选的，所述每一个激光发射板与水平面平行，且在水平上与其他激光发射板错开。

可选的，所述不同列的激光发射板在水平面上的投影部分重叠。

本发明的实施例中公开了一种多线激光雷达，包括：激光发射器，用于发射出射激光；准直光学单元，用于所述出射激光的准直；其中，所述激光发射器包括多个激光发射板，所述多个激光发射板的发光端面位于所述准直光学单元的焦平面上。本发明实施例中，准直光学单元的焦平面上设置多个激光发射板，可以充分利用准直光学单元的焦平面空间资源，提高了垂直方向上的出射激光的线束，从而在不减少激光发射板厚度的情况下提高多线激光雷达的垂直分辨率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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所示为本发明实施例的多线激光雷达的结构示意图；

图2所示为本发明实施例的多线激光雷达的结构示意图；

图3所示为本发明实施例的多线激光雷达的结构示意图；

图4所示为本发明实施例的光斑的示意图；

图5所示为本发明实施例的多线激光雷达的结构示意图。

具体实施方式

本发明如下实施例提供了一种多线激光雷达，具有较高的垂直分辨率。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

图1所示为本发明实施例的多线激光雷达的结构示意图，图1所示为多线激光雷达侧视图，如图1所示，多线激光雷达包括：

激光发射器110，用于发射出射激光；

准直光学单元120，用于所述出射激光的准直。

其中，所述激光发射器110包括多个激光发射板，所述多个激光发射板的发光端面位于所述准直光学单元120的焦平面130上。

本发明实施例中，激光发射板可以是pcb电路板以及设置在pcb电路板上的激光器。准直光学单元120可以是单个透镜，或可以是透镜组。

本发明实施例中，准直光学单元的焦平面上设置多个激光发射板，可以充分利用准直光学单元的焦平面空间资源，提高了垂直方向上的出射激光的线束，从而在不减少激光发射板厚度的情况下提高多线激光雷达的垂直分辨率。

本发明实施例中，所述多个激光发射板包括：

至少两列所述激光发射板，所述每一列激光发射板包括至少两个所述激光发射板。

所述每一列激光发射板中，相邻激光发射板之间的距离相等。

所述每一列中相邻激光发射板之间的距离与其他列中相邻激光发射板之间的距离相等。

所述每一个激光发射板与水平面平行，且在水平上与其他激光发射板错开。

图2所述为本发明实施例的多线激光雷达的结构示意图，图2所示为多线激光雷达焦平面示意图。如图2所示，多线激光雷达的焦平面上设置了多个激光发射板，包括两列以上的激光发射板，每一列激光发射板包括至少两个所述激光发射板。

每一列激光发射板中，相邻激光发射板之间的距离相等，例如图2中的211与212之间的距离，212与213之间的距离是相等的。

每一列中相邻激光发射板之间的距离与其他列中相邻激光发射板之间的距离相等。例如图2中的211与212之间的距离，222与223之间的距离是相等的.

所述每一个激光发射板与水平面平行，且在垂直方向上与其他激光发射板错开，如图2所示，每一个激光发射板的水平延长线都不会与其他激光发射板重合。

本发明的实施例中，不同列的激光发射板在水平方向上部分重叠。图3所示为本发明实施例的多线激光雷达的结构示意图，图3仅示出两列激光发射板，310和320在水平面上的投影部分重叠的。

实际应用中，激光发射板上由于安装的器件的高度、位置不同，所以整个激光发射板的高度并不是完全一致的，因此，即使每一列中的激光发射板的排列已经较为精密了，但是如果把高度较低的器件安装在边缘，则其他列的激光发射板可以利用该列激光发射板边缘之间较大的空隙。这样的设置方法可以减少每一列激光发射板占用的平均空间，可以在焦平面上放置更多的激光发射板，从而提高激光雷达的垂直分辨率。

本发明实施例中，激光发射板发射的激光通过准直光学单元准直后的出射角度各不相同，每一条金光的出射方向为激光发射板的发光端面与准直光学单元的光心的连线。

图4所示为本发明实施例的光斑的示意图，如图4所示，由于多个激光发射板在水平上是错开的，所以多条发射激光在一定距离处的光斑也是错开的，这相当于在垂直方向上的增加了出射激光的线数，可以提高垂直分辨率。

如果多线激光雷达特别关注靠近水平方向一定角度内的垂直分辨率，可以增加靠近中间部分的激光器的列数而减少上下两边激光器的列数，可以节约成本。

图5所示为本发明实施例的多线激光雷达的结构示意图，如图4所示，本发明实施例的多线激光雷达包括旋转机构510、通讯系统520以及固定机构530。

旋转机构510上设置有fpga主控系统511、发射系统512和接收系统513。

发射系统512包括上述实施例的激光发射器、准直光学单元。发射系统512的具体结构和功能如上所述，在此不再赘述。

本发明实施例中的接收系统513与发射系统512是相对应的，出射激光经被测物体反射后通过接收端的聚焦光学单元后，由激光接收器接收。激光接收器的排列方式与激光发射板的排列相同，在此不再赘述。

通讯系统520可以是带能量传输的无线通讯系统或有线通讯系统，用于旋转机构410和固定机构530之间的通讯。

固定机构530上设置有高精度旋转角测量系统531，fpga数据集成系统532以及多路激光测距数据输出接口533等。

本发明实施例的多线激光雷达，可以提高垂直分辨率。

与上述多线激光雷达相对应，本发明实施例还提供了一种多线激光雷达的控制方法，包括：

激光发射器发射出射激光；

准直光学单元对所述出射激光准直；

其中，所述激光发射器包括多个激光发射板，所述多个激光发射板的发光端面位于所述准直光学单元的焦平面上。

可选的，所述多个激光发射板包括：

至少两列所述激光发射板，所述每一列激光发射板包括至少两个所述激光发射板。

可选的，所述每一列激光发射板中，相邻激光发射板之间的距离相等。

可选的，所述每一列中相邻激光发射板之间的距离与其他列中相邻激光发射板之间的距离相等。

可选的，所述每一个激光发射板与水平面平行，且在垂直方向上与其他激光发射板错开。

所述每一个激光发射板与水平面平行，且在水平上与其他激光发射板错开。

本发明实施例的方法，可以提高多线激光雷达的垂直分辨率。

本发明的实施例中公开了一种多线激光雷达和多线激光雷达的控制方法，本发明中，准直光学单元的焦平面上设置多个激光发射板，可以充分利用准直光学单元的焦平面空间资源，提高了垂直方向上的出射激光的线束，从而在不减少激光发射板厚度的情况下提高多线激光雷达的垂直分辨率。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，通用硬件包括通用集成电路、通用cpu、通用存储器、通用元器件等，当然也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专用cpu、专用存储器、专用元器件等来实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。