基于同轴光路的激光雷达系统、汽车前大灯及汽车后视镜的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于同轴光路的激光雷达系统、汽车前大灯及汽车后视镜，基于同轴光路的激光雷达系统包括：一光学镜、激光发射器和激光接收器；光学镜，包括：接收部和发射部，接收部与发射部同心设置，接收部用于接收激光发射器发射的激光信号，发射部用于向激光接收器返回激光信号。本发明提供的基于同轴光路的激光雷达系统、汽车前大灯以及汽车后视镜，通过将光学镜设置为包括接收部和发射部，并且接收部与发射部同心设置，进而有效地实现了光学镜的接收部和发射部位于同轴光路上，有效地缩小了该激光雷达系统的占用体积，同时也减小了该激光雷达系统在复杂的工作环境下容易产生电磁干扰的情况，进而提高了该激光雷达系统使用的稳定可靠性。
【专利说明】
基于同轴光路的激光雷达系统、汽车前大灯及汽车后视镜
技术领域
[0001]本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种基于同轴光路的激光雷达系统、汽车前大灯及汽车后视镜。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的进步和经济的飞速发展，人们对生活质量要求越来越高，汽车这一代步工具也变得越来越流行、广泛，随着汽车品牌的多样化，人们对汽车的质量要求和安全性能也随之提升。
[0003]在现有技术中，为了提高汽车的安全系统，在汽车上均安全有用于测距的激光雷达系统，该激光雷达系统应用于智能紧急自动刹车系统，可以有效避免车辆追尾或碰撞等情况的发生，保护了车辆的财产安全。
[0004]然而，在发明人实施本技术方案的过程中，发现现有的激光雷达系统一般包括并列设置的发射系统和接收系统，发射系统所发射的激光信号经过一光学镜发射出去，接收系统所接收经过另一光学镜所返回的激光信号，由于发射系统和接收系统并列设置，因此增大了激光发射系统的体积，同时，在复杂的工作环境下，发射系统和接收系统容易产生电磁干扰，进而影响了激光雷达系统的使用性能。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种基于同轴光路的激光雷达系统、汽车前大灯及汽车后视镜，有效地减少了体积，同时降低了收发系统的电磁干扰，有效地提高了激光雷达系统使用的稳定可靠性。
[0006]本发明的一方面是为了提供了一种基于同轴光路的激光雷达系统，包括:一光学镜、激光发射器和激光接收器；
[0007]所述光学镜，包括:接收部和发射部，所述接收部与所述发射部同心设置，所述接收部用于接收所述激光发射器发射的激光信号，所述发射部用于向所述激光接收器返回激光信号。
[0008]如上所述的基于同轴光路的激光雷达系统，所述光学镜包括:非球面镜和平面镜，所述平面镜设置于所述非球面镜右侧、且与所述非球面镜相连接，其中，所述非球面镜的右侧为平面结构;所述非球面镜包括为第一曲率半径的接收部和为第二曲率半径的发射部，所述发射部环绕设置于所述接收部的外侧、且与所述接收部相连接。
[0009]如上所述的基于同轴光路的激光雷达系统，所述激光发射器，设置于所述光学镜的光轴上，用于向所述接收部发射激光信号；
[0010]所述激光接收器，设置于所述光学镜的光轴上，用于接收经过所述发射部返回的激光信号。
[0011]如上所述的基于同轴光路的激光雷达系统，所述激光发射器设置于所述接收部远离所述平面镜一侧的焦点上；
[0012]所述激光接收器设置于所述发射部远离所述平面镜一侧的焦点上。
[0013]如上所述的基于同轴光路的激光雷达系统，所述发射部的焦距大于所述接收部的焦距。
[0014]如上所述的基于同轴光路的激光雷达系统，还包括:一半透半反镜，所述半透半反镜设置于所述激光发射器与所述光学镜之间；
[0015]所述激光发射器，设置于所述光学镜的光轴上，用于通过所述半透半反镜向所述接收部发射激光信号；
[0016]所述激光接收器，与所述激光发射器设置于所述半透半反镜的两侧，用于接收经过所述发射部返回、且经过所述半透半反镜反射后的激光信号。
[0017]如上所述的基于同轴光路的激光雷达系统，所述光学镜的两侧镀有增透膜，所述增透膜的适用波段包括905nm± 1nm或633nm± 1nm0
[0018]如上所述的基于同轴光路的激光雷达系统，所述接收部和发射部均由石英材料构成，其中，圆锥系数c为-2.107;或者，
[0019]所述接收部和发射部均由H-K9I玻璃构成，其中，圆锥系数c为-2.276或_2.275。
[0020]本发明的又一方面是为了提供一种汽车前大灯，包括上述的基于同轴光路的激光雷达系统。
[0021]本发明的再一方面是为了提供一种汽车后视镜，包括上述的基于同轴光路的激光雷达系统。
[0022]本发明提供的基于同轴光路的激光雷达系统、汽车前大灯以及汽车后视镜，通过将光学镜设置为包括接收部和发射部，并且接收部与所述发射部同心设置，进而有效地实现了光学镜的接收部和发射部位于同轴光路上，有效地缩小了该激光雷达系统的占用体积，同时也减小了该激光雷达系统在复杂的工作环境下容易产生电磁干扰的情况，进一步提高了该激光雷达系统使用的稳定可靠性，进而对汽车以及驾乘人员的人身财产安全形成了有效保障，有利于市场的推广与应用。
【附图说明】
[0023]图1为本发明一实施例所给出的基于同轴光路的激光雷达系统的结构示意图；
[0024]图2为本发明另一实施例所给出的基于同轴光路的激光雷达系统的结构示意图；
[0025]图3为本发明实施例所给出的汽车前大灯的结构示意图；
[0026]图4为本发明实施例所给出的汽车后视镜的结构示意图。
[0027]图中:
[0028]1、光学镜；11、接收部；
[0029]12、发射部；13、平面镜；
[0030]2、激光发射器；3、激光接收器；
[0031]4、激光雷达系统；5、半透半反镜。
【具体实施方式】
[0032]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。给予本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。
[0033]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0034]图1为本发明实施例所给出的基于同轴光路的激光雷达系统的结构示意图；参考附图1可知，本实施例提供了一种基于同轴光路的激光雷达系统，该基于同轴光路的激光雷达系统用于安装在汽车上，实现激光测距的功能，具体的，该基于同轴光路的激光雷达系统包括:一光学镜1、激光发射器2和激光接收器3;
[0035]光学镜I，包括:接收部11和发射部12，所述接收部11与所述发射部12同心设置，所述接收部11用于接收所述激光发射器2发射的激光信号，所述发射部12用于向所述激光接收器3返回激光信号。
[0036]其中，将接收部11和发射部12设置为同心设置，即使得接收部11和发射部12位于同轴光路上，这样可以有效地实现激光发射器2所要发射的激光信号以及激光接收器3所要接收的信号经过一个光学镜I就可以实现该激光雷达系统的应用过程，进而可以有效地提高对于激光雷达信号接收以及发射的效率;同时，相对于现有技术中的两个光学镜而言，有效地减少了光学镜的占用面积;此外，对于光学镜I的具体材质不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，在此不再赘述;另外，对于光学镜I的具体形状不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求，例如，可以将光学镜I设置为圆形或者椭圆形结构等等，只要能够使得光学镜I包括接收部11和发射部12即可，在此不再赘述;并且，对于接收部11和发射部12的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将接收部11和发射部12设置为环绕结构，例如，将接收部11设置于光学镜I的中心位置，将发射部12设置于光学镜I的边缘位置等等，只要能够使得接收部11和发射部12能够实现相应的功能效果即可，在此不再赘述。
[0037]本实施例提供的基于同轴光路的激光雷达系统，通过设置一片光学镜，通过将光学镜设置为包括接收部和发射部，并且接收部与所述发射部同心设置，进而有效地实现了光学镜的接收部和发射部位于同轴光路上，即可以通过一个光学镜I即可实现该激光雷达系统的应用，有效地缩小了该激光雷达系统的占用体积，同时也减小了该激光雷达系统在复杂的工作环境下容易产生电磁干扰的情况，进一步提高了该激光雷达系统使用的稳定可靠性，进而对汽车以及驾乘人员的人身财产安全形成了有效保障，有利于市场的推广与应用。
[0038]在上述实施例的基础上，继续参考附图1可知，本实施例对于光学镜I的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，其中，较为优选的，将光学镜I设置为包括:非球面镜和平面镜13，该平面镜13设置于非球面镜右侧、且与非球面镜相连接，其中，非球面镜的右侧为平面结构;非球面镜包括为第一曲率半径的接收部11和为第二曲率半径的发射部12，并且发射部12环绕设置于接收部11的外侧、且与接收部11相连接。
[0039]其中，将光学镜I设置为包括非球面镜和平面镜13，并且该实施例中的非球面的右侧为平面结构，那么也就是说，该非球面镜与平面镜13相连接的面为平面，采用上述结构的非球面镜可以有效地对激光发射器2所发射的激光信号进行扩束，提高了激光信号所覆盖的范围，进而扩大了通过该激光雷达系统进行测距的范围，提高了该激光雷达系统的实用性;此外，对于平面镜13与非球面镜的具体连接方式不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将平面镜13和非球面镜设置为一体成型结构，或者还可以将平面镜13和非球面镜设置为通过粘结剂相连接，只要能够实现平面镜13与非球面的稳定连接效果即可，在此不再赘述。
[0040]另外，对于接收部11和发射部12的具体形状结构不限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如将接收部11设置为圆形、椭圆形或者矩形等结构，将发射部12设置为较为规则的圆环结构或者不规则的椭圆形环状结构等等，只要能够实现发射部12环绕设置于接收部11的外侧即可，在此不再赘述;并且，需要注意的是，本实施例中的第一曲率半径与第二区域半径不相等，对于第一曲率半径和第二曲率半径的具体数值不做限定，例如，可以将第一曲率半径设置为大于第二曲率半径，或者将第一曲率半径设置为小于第二曲率半径，本领域技术人员可以根据接收部11和发射部12的具体材质以及根据具体的设计需求进行设置，在此不再赘述。
[0041]在上述实施例的基础上，继续参考附图1可知，当光学镜I包括非球面镜和平面镜13时，对于激光发射器2和激光接收器3设置的具体位置不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，其中，可以将激光发射器2，设置于光学镜I的光轴上，用于向接收部11发射激光信号；
[0042]激光接收器3，设置于光学镜I的光轴上，用于接收经过发射部12返回的激光信号。
[0043]其中，对于激光发射器2和激光接收器3的具体结构不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求以及其实现的功能效果对其进行任意设置，在此不再赘述;另外，对于激光发射器2和激光接收器3设置在光学镜I的光轴上的具体位置不做限定，其中，为了提高激光发射信号的强度和接收激光信号的接收效果，较为优选的，将激光发射器2设置于接收部11远离平面镜13—侧的焦点上;将激光接收器3设置于发射部12远离平面镜13—侧的焦点上，其中，由于第一曲率半径与第二曲率半径不相等，使得接收部11的焦点和发射部12的焦点会位于光轴上的不同位置处，进而可以有效地增强激光发射器2和激光接收器3的发射和接收效果，保证了该激光雷达系统使用的稳定可靠性。
[0044]本实施例提供的基于同轴光路的激光雷达系统，通过将激光发射器2、激光接收器3设置于光学镜I的光轴上，实现了激光发射器2、激光接收器3与光学镜I同轴设置，有效地缩小了该激光雷达系统的占用体积，并且由于接收部11和发射部12的曲率半径不同，因此，会使得接收部11和发射部12的焦点位于光轴的不同位置上，为了提高激光发射和接收的效果，通过将激光发射器2和激光接收器3设置在光轴上的不同焦点上，有效地减小了该激光雷达系统在复杂的工作环境下容易产生电磁干扰的情况，进一步提高了该激光雷达系统使用的稳定可靠性，进而对汽车以及驾乘人员的人身财产安全形成了有效保障，有利于市场的推广与应用。
[0045]在上述实施例的基础上，继续参考附图1可知，本实施例对于发射部12的焦距和接收部11的焦距具体不做限定，其中，较为优选的，将发射部12的焦距设置为大于接收部11的焦距。
[0046]其中，由于焦距与曲率半径呈正比，因此，当发射部12的焦距大于接收部11的焦距时，则说明发射部12的第二曲率半径大于接收部11的第一曲率半径，并且发射部12的焦点大于接收部11的焦点，那么，为了提高激光发射器2的激光发射能量以及激光接收器3的激光接收能量，较为优选的，将激光发射器2设置在接收部11的焦点上，激光接收器3设置在发射部12的焦点上，这样使得，激光发射器2相对于激光接收器3而言更靠近光学镜I，使得激光发射器2所发射的激光信号通过接收部11发射出去，激光接收器3通过发射部12接收返回的激光信号，有效地保证了激光发射信号和激光接收信号的信号能量，进一步提高了该激光雷达系统使用的稳定可靠性。
[0047]图2为本发明另一实施例所给出的基于同轴光路的激光雷达系统的结构示意图；在上述实施例的基础上，继续参考附图2可知，本实施例提供了另一种基于同轴光路的激光雷达系统，当将光学镜I设置为包括非球面镜和平面镜13时，对于激光发射器2和激光接收器3设置的具体位置不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，其中，可以将该基于同轴光路的激光雷达系统设置为还包括:一半透半反镜5，该半透半反镜5设置于激光发射器2与光学镜I之间；
[0048]激光发射器2，设置于光学镜I的光轴上，用于通过半透半反镜5向所述接收部11发射激光信号；
[0049]激光接收器3，与激光发射器2设置于半透半反镜5的两侧，用于接收经过发射部12返回、且经过半透半反镜5反射后的激光信号。
[0050]其中，半透半反镜5的结构为一侧可以对光信号进行透射，而另一侧可以对光信号进行反射，这样即实现了上述光路系统；另外，对于半透半反镜5设置的具体角度不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如可以将半透半反镜5设置为与光学镜I的光轴呈45°夹角、60°夹角等等，只要能够实现上述技术效果即可。
[0051]本实施例提供的基于同轴光路的激光雷达系统，同样可以达到缩小了该激光雷达系统的占用体积的效果，并且还可以有效地减小了该激光雷达系统在复杂的工作环境下容易产生电磁干扰的情况，进一步提高了该激光雷达系统使用的稳定可靠性，进而对汽车以及驾乘人员的人身财产安全形成了有效保障，有利于市场的推广与应用。
[0052]当然的，本领域技术人员还可以本技术方案所提供的技术原理设置其他结构的基于同轴光路的激光雷达系统，例如，将激光发射器2和激光接收器3设置的尺寸足够小，然后将激光发射器2和激光接收器3设置在近似同一位置处，然后激光发射器2可以向接收部11发射激光信号，激光接收器3可以接收发射部12所返回的激光信号，同样也可以实现本技术方案的上述技术效果，并且更加有效地减少了该系统所占用的体积，提高了该系统的实用性。
[0053]在上述实施例的基础上，继续参考附图1可知，在激光发射器2和激光接收器3通过光学镜I进行激光信号的发射与接收的过程中，由于激光信号通过光学镜I会存在反射情况，因此，为了减少激光信号通过该光学镜I的反射损失，将光学镜I的两侧镀有增透膜。
[0054]其中，对于增透膜的具体材质不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，只要能够实现减少激光信号通过光学镜I的反射损失的效果即可，在此不再赘述;另外，对于增透膜设置的具体形状不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，其中，较为优选的，将增透膜的形状设置为与光学镜I两侧的形状相匹配，这样可以有效地保证对光学镜I实现减少激光信号的反射损失的效果，保证了该激光雷达系统使用的稳定可靠性;此外，对于该增透膜所适用的激光波段不做限定，其中，较为优选的，将增透膜的适用的激光波段设置为包括905nm± 1nm或633nm土 10nm，那么也就是说，在激光波段为905nm土 1nm或633nm土 1nm时，通过该设置的增透膜，可以有效地减少激光信号的反射损失，保证激光发射器2和激光接收器3的发射和接收效果，提高了该激光雷达系统的使用功率，进一步提高了该激光雷达系统的实用性。
[0055]在上述实施例的基础上，继续参考附图1可知，本实施例对于接收部11和发射部12的具体构成材质不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，其中，较为优选的，可以将接收部11和发射部12均设置为由石英材料构成，其中，圆锥系数c为-2.107，或者，还可以将接收部11和发射部12均设置为由H-K9I玻璃构成，其中，圆锥系数c为-2.276或-2.275，通过将圆锥系数设置为上述各个参数，可以有效地确定该光学镜的具体面型，基恩人有效地保证光学镜使用的稳定可靠性。
[0056]其中，对于H-K9I玻璃而言，为无色光学玻璃的一种，对于无色光学玻璃，将无铅、砷、镉玻璃牌号的命名用“环”字汉语拼音字母的声母“H”，加作为前缀表示，例如:H-K9L玻璃，通过设置的H-K9I玻璃，有效地保证激光信号的发射和接收效果;而将接收部11和发射部12设置为由石英构成，由于石英较为常见，并且硬度较高，因此，降低了生产原料成本，并且还可以地保证该激光雷达系统使用的稳定可靠性。
[0057]图3为本发明实施例所给出的汽车前大灯的结构示意图；在上述实施例的基础上，继续参考附图3可知，本实施例提供了一种汽车前大灯，该汽车前大灯用于安装于汽车上，用于对汽车的前方进行照射，其中，该汽车前大灯中设置有上述的基于同轴光路的激光雷达系统4。
[0058]其中，对于基于同轴光路的激光雷达系统4设置在汽车前大灯的具体位置不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将该基于同轴光路的激光雷达系统4设置于汽车前大灯中灯体的一侧，这样即不影响汽车前大灯的照明效果，还能够有效地保证基于同轴光路的激光雷达系统4的使用效果。
[0059]本实施例提供的汽车前大灯，通过设置的基于同轴光路的激光雷达系统4，在不影响汽车前大灯照明效果的同时，有效地实现了对汽车前方的障碍物进行测距的效果，具体的，通过将激光发射器2、激光接收器3以及光学镜I设置为同轴设置，有效地提高了激光发射和接收的效果，通过将激光发射器2和激光接收器3设置在光轴上的不同焦点上，有效地减小了该激光雷达系统4在复杂的工作环境下容易产生电磁干扰的情况，进一步提高了该汽车前大灯使用的稳定可靠性，进而对汽车以及驾乘人员的人身财产安全形成了有效保障，有利于市场的推广与应用。
[0060]图4为本发明实施例所给出的汽车后视镜的结构示意图，在上述实施例的基础上，继续参考附图4可知，本实施例提供了一种汽车后视镜，该汽车后视镜安装于车体上，用于提示驾驶员位于车辆后方的环境情况，具体的，该汽车后视镜包括上述的基于同轴光路的激光雷达系统4。
[0061]其中，对于基于同轴光路的激光雷达系统4设置在汽车后视镜的具体位置不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将该基于同轴光路的激光雷达系统4设置于汽车后视镜上背离汽车后视镜中的镜面的一侧，这样即不影响汽车后视镜的提示效果，还能够有效地保证基于同轴光路的激光雷达系统4的使用效果。
[0062]本实施例提供的汽车后视镜，通过设置的基于同轴光路的激光雷达系统4，在不影响汽车后视镜照明效果的同时，有效地实现了对汽车前方的障碍物进行测距的效果，具体的，通过将激光发射器2、激光接收器3以及光学镜I设置为同轴设置，有效地提高了激光发射和接收的效果，通过将激光发射器2和激光接收器3设置在光轴上的不同焦点上，有效地减小了该激光雷达系统4在复杂的工作环境下容易产生电磁干扰的情况，进一步提高了该汽车后视镜的实用性，进而对汽车以及驾乘人员的人身财产安全形成了有效保障，有利于市场的推广与应用。
[0063]具体设计时，本技术方案提供了一种能够将发射与接收光学系统融合为同轴一体的激光雷达系统，即为基于同轴光路的激光雷达系统，相对于现有技术中的激光雷达系统而言，有效地缩小了结构的体积，同时也降低了该激光雷达系统所产生的电磁干扰，提高了激光雷达系统在复杂环境条件下使用性能，具体的，该汽车酒钢雷达系统包括:由光学镜1、激光发射器2和激光接收器3组成，其中，光学镜I包括非球面镜和平面镜13，其中，非球面镜为I片两种曲率半径的镜面，两种曲率半径分别为第一曲率半径的接收部11和第二曲率半径的发射部12，较为常见的，以小型汽车为例，通常将接收部11和发射部12均设置为由石英材料构成，并且在非球面镜由中心位置到半径R为3mm范围内为接收部11，其中，通光口径为6mm，焦距为15mm ；而将发射部12设置为半径在R3mm_R8.5mm范围内，该发射部12的通光孔径为AR5mm，焦距为50mm;将接收部11和发射部12设置为同轴，并且在光学镜I的两侧镀905nm与633nm的增透膜，使得该光学镜I的单面透过率>99.5%，进而可以有效地保证该激光雷达系统在使用波段范围内的整体透过率>99%，进一步保证了该激光雷达系统使用的稳定可靠性。
[0064]为了更加清楚本技术方案所提供的基于同轴光路的激光雷达系统的实现过程，例举以下具体实施例进行说明，具体的:
[0065]应用实施例一
[0066]该基于同轴光路的激光雷达系统包括I片双曲率半径的非球面镜、平面镜13、激光发射器2和激光接收器3组成，其中，非球面镜包括接收部11和发射部12;
[0067]接收部11的材料为石英，焦距为15mm，中心厚度为2.52mm，通光口径为6mm;其中该面中心区域为非球面，第一曲率半径为6.775mm，c为_2.107；
[0068]发射部12的材料为石英，焦距为50mm，中心厚度为2mm，通光孔径为AR5mm;其中该面中心区域为非球面，第二曲率半径22.584mm，c为-2.107；
[0069]其中，接收部11和发射部12同轴，并且将激光发射器2和激光接收器3均设置在光轴上，激光发射器2设置于接收部11的焦距位置，激光接收器3设置于发射部12的焦距位置。
[0070]该系统基于光束传输理论，通过光学镜I面形优化，设计为非球面面型，消除系统球差，并且选取热膨胀系数较小的石英材料，同时使得该激光雷达系统在使用波段范围内的整体透过率>99%，使激光雷达系统在使用过程中具备较好的探测性能。
[0071]应用实施例二
[0072]基于汽车型号的不同尺寸，以及设计人员的不同需求，还可以将该基于同轴光路的激光雷达系统设置为包括:1片双曲率半径的非球面镜、平面镜13、激光发射器2和激光接收器3组成，其中，非球面镜包括接收部11和发射部12;
[0073]接收部11的材料为H-K9L玻璃，焦距为13mm，中心厚度为2mm，通光口径为6mm ；其中该面中心区域为非球面，第一曲率半径为6.61mm, c为-2.276;
[0074]发射部12的材料为H-K9L玻璃，焦距为50mm，中心厚度为2mm，通光孔径为AR5mm;其中该面中心区域为非球面，第二曲率半径25.42mm，c为-2.276 ；
[0075]其中，接收部11和发射部12同轴，并且将激光发射器2和激光接收器3均设置在光轴上，激光发射器2设置于接收部11的焦距位置，激光接收器3设置于发射部12的焦距位置。
[0076]该系统同样基于光束传输理论，通过光学镜I面形优化，设计为非球面面型，消除系统球差，并且选取热膨胀系数较小的石英材料，同时使得该激光雷达系统在使用波段范围内的整体透过率>99%，使激光雷达系统在使用过程中具备较好的探测性能。
[0077]应用实施例三
[0078]基于汽车型号的不同尺寸，以及设计人员的不同需求，还可以将该基于同轴光路的激光雷达系统设置为包括:1片双曲率半径的非球面镜、平面镜13、激光发射器2和激光接收器3组成，其中，非球面镜包括接收部11和发射部12;
[0079]接收部11的材料为H-K9L玻璃，焦距为22mm，中心厚度为10mm，通光口径为20mm;其中该面中心区域为非球面，第一曲率半径为11.187mm，c为-2.275 ；
[0080]发射部12的材料为H-K9L玻璃，焦距为60mm，中心厚度为10mm，通光孔径为ΛRl 3mm;其中该面中心区域为非球面，第二曲率半径30.51mm, c为-2.275 ；
[0081]其中，接收部11和发射部12同轴，并且将激光发射器2和激光接收器3均设置在光轴上，激光发射器2设置于接收部11的焦距位置，激光接收器3设置于发射部12的焦距位置。
[0082]该系统同样基于光束传输理论，通过光学镜I面形优化，设计为非球面面型，消除系统球差，并且选取热膨胀系数较小的石英材料，同时使得该激光雷达系统在使用波段范围内的整体透过率>99%，使激光雷达系统在使用过程中具备较好的探测性能。
[0083]当然的，本领域技术人员还可以根据不同的设计需求将上述接收部11和发射部12的通光口径、通光孔径、曲率半径、焦距以及材质等参数进行任意设置，只要能够实现上述的技术效果即可，在此不再赘述。
[0084]具体应用时，本技术方案中的基于同轴光路的激光雷达系统可以作为汽车预防撞探测报警制动系统中最主要的探测装置，汽车预防撞探测报警制动系统包括与单片机主控电路连接的激光雷达系统，主控电路的I/O给激光雷达系统一个激光发射启动信号，控制激光发射器2通过接收部11向汽车的前端(或者后方、侧方等位置)发出脉冲激光，被前方车辆反射，控制激光接收器3接收通过发射部12所返回的激光信号，通过时间间隔测量模块计算脉冲激光发射和回波信号到达之间的时间间隔，然后传给单片机主控电路，单片机主控电路计算出前方车辆与车体之间的距离，然后由车距显示电路显示出来，同时判断车距是否低于预先设置的阈值，如果低于预先设置的阈值的话，单片机主控电路同时可以通过该激光雷达系统采集前方车辆的车速，如果车速和相对车速(相对车速由车体内预设的测距系统部分进行计算得到)同时大于设定的阈值的话，那么就判定是比较危险的情况，即可通过单片机主控电路控制声光报警单元报警，同时输出一个制动信号控制汽车的制动系统启动。
[0085]通过上述的工作过程可知，本技术方案中基于同轴光路的激光雷达系统可以有效的实现汽车预防撞报警制动系统中的测距测速、无人驾驶汽车的雷达测距测速、汽车激光夜视雷达探测等功能，提高了汽车驾驶的安全可靠性。
[0086]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种基于同轴光路的激光雷达系统，其特征在于，包括:一光学镜、激光发射器和激光接收器； 所述光学镜，包括:接收部和发射部，所述接收部与所述发射部同心设置，所述接收部用于接收所述激光发射器发射的激光信号，所述发射部用于向所述激光接收器返回激光信号。2.根据权利要求1所述的基于同轴光路的激光雷达系统，其特征在于， 所述光学镜包括:非球面镜和平面镜，所述平面镜设置于所述非球面镜右侧、且与所述非球面镜相连接，其中，所述非球面镜的右侧为平面结构;所述非球面镜包括为第一曲率半径的接收部和为第二曲率半径的发射部，所述发射部环绕设置于所述接收部的外侧、且与所述接收部相连接。3.根据权利要求2所述的基于同轴光路的激光雷达系统，其特征在于， 所述激光发射器，设置于所述光学镜的光轴上，用于向所述接收部发射激光信号； 所述激光接收器，设置于所述光学镜的光轴上，用于接收经过所述发射部返回的激光信号。4.根据权利要求3所述的基于同轴光路的激光雷达系统，其特征在于， 所述激光发射器设置于所述接收部远离所述平面镜一侧的焦点上； 所述激光接收器设置于所述发射部远离所述平面镜一侧的焦点上。5.根据权利要求4所述的基于同轴光路的激光雷达系统，其特征在于，所述发射部的焦距大于所述接收部的焦距。6.根据权利要求2所述的基于同轴光路的激光雷达系统，其特征在于，还包括:一半透半反镜，所述半透半反镜设置于所述激光发射器与所述光学镜之间； 所述激光发射器，设置于所述光学镜的光轴上，用于通过所述半透半反镜向所述接收部发射激光信号； 所述激光接收器，与所述激光发射器设置于所述半透半反镜的两侧，用于接收经过所述发射部返回、且经过所述半透半反镜反射后的激光信号。7.根据权利要求1所述的基于同轴光路的激光雷达系统，其特征在于，所述光学镜的两侧镀有增透膜，所述增透膜的适用波段包括905nm±10nm或633nm±10nmo8.根据权利要求1-7中任意一项所述的基于同轴光路的激光雷达系统，其特征在于，所述接收部和发射部均由石英材料构成，其中，圆锥系数c为-2.107;或者， 所述接收部和发射部均由H-K9I玻璃构成，其中，圆锥系数c为-2.276或-2.275。9.一种汽车前大灯，其特征在于，包括权利要求1-8中任意一项所述的基于同轴光路的激光雷达系统。10.—种汽车后视镜，其特征在于，包括权利要求1-8中任意一项所述的基于同轴光路的激光雷达系统。
【文档编号】G01S7/481GK105891802SQ201610371420
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】张进
【申请人】张进