一种激光雷达的制作方法

文档序号:15147940发布日期:2018-08-10 20:40阅读:348来源:国知局

本实用新型涉及激光测量技术领域,更具体地,涉及一种激光雷达。



背景技术:

激光雷达,是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)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,如目标的距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。

现有的激光雷达为了保持精度和测量范围,通常采用较为复杂的设计,如激光发射器与激光接收器分离式设计,在激光发射器的激光发射光路与激光接收器的激光接收光路上使用多个反射装置或者聚光装置,采用较为复杂的旋转装置等等,这种激光雷达具有较高的精度和较广的测量范围,但是其体型较大且成本非常高。

目前,激光雷达的使用范围越来越广泛,在一些测量距离要求不高的场景下,例如室内场景下,则要求激光雷达的成本较低且使用灵活,现有的激光雷达不能满足这些条件。



技术实现要素:

为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题,本实用新型提供一种激光雷达。

根据本实用新型的一个方面,提供一种激光雷达,包括:测距装置、反射装置和旋转装置;测距装置包括激光发射器、激光接收器和测距电路,测距电路分别与激光发射器和激光接收器电连接,激光发射器与激光接收器平行设置;激光发射器的激光发射光路上设有反射装置,反射装置的反射平面与激光发射器的激光发射光路之间具有预设夹角;反射装置与旋转装置固定连接,旋转装置的旋转轴线与激光发射器的激光发射光路重合。

其中,旋转装置包括旋转电机和支架,支架设于旋转电机上,旋转电机通过支架与反射装置固定连接。

其中,旋转装置还包括旋转角度测量电路,旋转角度测量电路与旋转电机电连接,旋转角度测量电路还与测距装置连接,旋转角度测量电路用于测量旋转电机的转角。

其中,激光雷达还包括外壳,外壳上设有透红外窗口,透红外窗口设在激光雷达的激光发射光路和激光接收光路上。

其中,外壳还包括电源接口和通信接口,电源接口用于给测距装置和旋转装置供电,通信接口用于传输测距装置和旋转装置的数据信息。

其中,预设夹角的范围在40°~50°之间。

本实用新型提供的一种激光雷达,包括:测距装置、反射装置和旋转装置;测距装置包括激光发射器、激光接收器和测距电路,测距电路分别与激光发射器和激光接收器电连接,激光发射器与激光接收器平行设置;激光发射器的激光发射光路上设有反射装置,反射装置的反射平面与激光发射器的激光发射光路之间具有预设夹角;反射装置与旋转装置固定连接,旋转装置的旋转轴线与激光发射器的激光发射光路重合;从而通过对该激光雷达简单的光路与旋转装置的设计,可实现对距离较短的目标的探测,满足了在测距离要求不高的场景下,对激光雷达的成本较低且使用灵活的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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获得其他的附图。

图1为根据本实用新型实施例的激光雷达的示意图;

图2为根据本实用新型又一实施例的激光雷达的示意图;

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,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。

在本实用新型的一个实施例中,参考图1,提供一种激光雷达,包括:测距装置、反射装置和旋转装置;测距装置包括激光发射器1、激光接收器2和测距电路3,测距电路3分别与激光发射器1和激光接收器2电连接,激光发射器1与激光接收器2平行设置;激光发射器1的激光发射光路上设有反射装置4,反射装置4的反射平面与激光发射器1的激光发射光路之间具有预设夹角;反射装置4与旋转装置固定连接,旋转装置的旋转轴线与激光发射器1的激光发射光路重合。

其中,预设夹角的范围在40°~50°之间。

具体的,该激光雷达包括:测距装置、反射装置和旋转装置;测距装置包括激光发射器1、激光接收器2和测距电路3,激光接收器2平行的设置在激光发射器1的旁边,且紧靠激光发射器1,测距电路3分别与激光发射器1和激光接收器2电连接;反射装置4设在激光发射器1的激光发射光路上,反射装置4的反射平面与激光发射器1的激光发射光路之间具有预设夹角,该预设夹角的范围在40°~50°之间;例如,激光发射器1的激光发射光路沿竖直方向,预设夹角的范围设置在40°~50°之间,可保证激光发射器1发射的激光延水平方向出射,激光雷达可对周围一个水平面上的待测目标扫描探测;反射装置4固定在旋转装置上,随旋转装置旋转,旋转装置沿中心的旋转轴线旋转,且旋转装置的旋转轴线与激光发射器1的激光发射光路重合。

激光雷达在工作时,测距电路3控制激光发射器1发射脉冲激光,脉冲激光经反射装置4反射后射出,脉冲激光照射到待测目标9后,发生反射或者漫反射,部分脉冲激光信号被反射装置4反射后被激光接收器2接收;同时,旋转装置带动反射装置4旋转,在反射装置4旋转到不同角度的条件下反射脉冲激光,可以实现360°的全覆盖探测效果;测距电路3通过计算发射和接收到的激光脉冲的时间差,或者通过计算发射周期性信号与接收周期性信号之间的相位差,求得待测目标9的距离;激光接收器2的接收口径相对较大,保证无论反射装置4旋转到何种角度,激光接收器2均可接收到经反射装置4反射的足够强的激光信号;将旋转装置的旋转轴线与激光发射器1的激光发射光路设置为重合,以保证反射装置4无论旋转到何种角度,均可使反射装置4反射的脉冲激光的光路准直度达到最佳状态,从而让激光雷达的探测点均处在一个规则的平面内,使得测量结果为标准的2D图像。

本实施例通过提供一种激光雷达,包括:测距装置、反射装置和旋转装置;测距装置包括激光发射器、激光接收器和测距电路,测距电路分别与激光发射器和激光接收器电连接,激光发射器与激光接收器平行设置;激光发射器的激光发射光路上设有反射装置,反射装置的反射平面与激光发射器的激光发射光路之间具有预设夹角;反射装置与旋转装置固定连接,旋转装置的旋转轴线与激光发射器的激光发射光路重合;从而通过对该激光雷达简单的光路与旋转装置的设计,可实现对距离较短的目标的探测,满足了在测距离要求不高的场景下,对激光雷达的成本较低且使用灵活的要求。

基于以上实施例,参考图1,旋转装置包括旋转电机5和支架6,支架6设于旋转电机5上,旋转电机5通过支架6与反射装置4固定连接。

具体的,旋转装置包括旋转电机5和支架6,旋转电机5可绕旋转装置的旋转轴线旋转360°,支架6设于旋转电机5上,用于固定反射装置4,并保证反射装置4的反射平面与激光发射器1的激光发射光路之间保持预设夹角。

基于以上实施例,参考图1,旋转装置还包括旋转角度测量电路7,旋转角度测量电路7与旋转电机5电连接,旋转角度测量电路7还与测距装置连接,旋转角度测量电路7用于测量旋转电机5的转角。

具体的,旋转装置中还可设置旋转角度测量电路7,用于测量旋转电机5的转角,旋转角度测量电路7还与测距装置电连接,以保持角度测量和距离测量的同步,通过测距电路3计算得到的待测目标9的距离和旋转电机5的转角信息,共同构成2D地图。

基于以上实施例,参考图1,激光雷达还包括外壳8,外壳上设有透红外窗口81,透红外窗口81设在激光雷达的激光发射光路和激光接收光路上。

具体的,激光雷达还包括外壳8,以保护激光雷达内部的装置,位于激光雷达的激光发射光路和激光接收光路上,设有透红外窗口81,用于透射360°方向上的激光发射光路和激光接收光路上的激光信息。

基于以上实施例,参考图1,外壳8还包括电源接口82和通信接口83,电源接口82用于给测距装置和旋转装置供电,通信接口83用于传输测距装置和旋转装置的数据信息。

具体的,电源接口82用于给测距装置和旋转装置供电,通信接口83用于向激光发射器1传输发射脉冲激光的触发信号,还用于将测距电路3计算得到的待测目标9的距离信息和旋转角度测量电路7获得的旋转电机5的转角信息传输至控制中心,以使控制中心根据以上信息合成2D地图。

基于以上实施例,参考图1,测距装置可位于反射装置和旋转装置的上方;参考图2,测距装置也可位于反射装置和旋转装置的下方。

最后说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

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