多线激光雷达及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，能减小体积，提高垂直分辨率。

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，包括：

激光发射器，用于发射激光；

光纤，用于传导所述激光；

光分束器，用于将所述光纤传导的激光均匀分成多束发射激光。

可选的，所述激光雷达还包括：

光学单元，用于所述多束发射激光的准直。

所述光学单元还用于多束反射激光的聚焦。

可选的，所述激光雷达还包括：

光环形器，设置于所述光分束器与所述光学单元之间，用于分离所述多束发射激光与所述多束反射激光。

可选的，所述激光雷达还包括：

光合束器，用于将经由所述不同光环形器的反射激光导入激光接收器。

可选的，所述激光雷达还包括：

激光接收器，用于接收经由所述光合束器的反射激光。

可选的，所述激光雷达还包括：

多个光开关，设置于所述光分束器与光环形器之间，与所述光环形器一一对应，用于控制所述多路发射激光的光路的通断。

第二方面，提供了一种多线激光雷达控制方法，包括：

激光发射器发射激光；

光纤传导所述激光；

光分束器将所述光纤传导的激光均匀分成多束发射激光；

光学单元将所述多束发射激光准直。

可选的，所述方法还包括：

所述光学单元将多束反射激光聚焦。

可选的，所述方法还包括：

光环形器将所述多束发射激光与所述多束反射激光分离；

光合束器将经由所述不同光环形器的反射激光导入激光接收器。

可选的，所述方法还包括：

多个光开关控制所述多路发射激光的光路的通断；

所述多个光开关设置于所述光分束器与光环形器之间，与所述光环形器一一对应。

本发明的实施例中公开了一种多线激光雷达，采用光纤传导激光，用光分束器将激光分成多束发射激光，由于光纤的外径很细，可以较为紧密的安装，同时采用分束器把一束激光分成多束激光，对于同样线数的多线激光雷达，可以减少激光发射器的使用数目，可以缩小激光雷达的体积；同时，如果采用相同数目的激光发射器，本发明实施例可以明显增加线数，从而提高激光雷达的垂直空间分辨率。

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与多线激光雷达的控制方法，能减小体积，提高垂直分辨率。

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，如图1所示，所述激光雷达包括：

激光发射器110，用于发射激光；

光纤120，用于传导所述激光；

光分束器130，用于将所述光纤传导的激光均匀分成多束发射激光。

本发明实施例中，激光发射器110和光纤120也可以集成为一体。

本发明的实施例中公开了一种多线激光雷达，采用光纤传导激光，用光分束器将激光分成多束发射激光，由于光纤的外径很细，可以较为紧密的安装，同时采用分束器把一束激光分成多束激光，对于同样线数的多线激光雷达，可以减少激光发射器的使用数目，可以缩小激光雷达的体积；同时，如果采用相同数目的激光发射器，本发明实施例可以明显增加线数，从而提高激光雷达的垂直空间分辨率。

本发明实施例中，由于使用的光纤和光分束器，在调整出射激光时只需要调整出射端口的位置与姿态，避免了直接调整电路板，提高了安全性能，提高了安装调试的效率。

图2所示为本发明实施例的多线激光雷达的结构示意图，如图2所示，所述激光雷达还包括：

光学单元210，用于所述多束发射激光的准直。

所述光学单元210还用于多束反射激光的聚焦。

本发明实施例中，出射激光和反射激光共用一套光学单元，可以节省空间和成本。

所述激光雷达还包括：

光环形器220，设置于所述光分束器130与所述光学单元210之间，用于分离所述多束发射激光与多束反射激光。

所述激光雷达还包括：

光合束器230，用于将经由所述不同光环形器的反射激光导入激光接收器。本发明实施例中，激光接收器只有一个。

采用光合束器，可以缩小对激光接收器的面积的要求，减少激光接收器的数量。

所述激光雷达还包括：

激光接收器240，用于接收经由所述光合束器的反射激光。本发明实施例中，经由光合束器的发射激光只有一束。

所述激光雷达还包括：

多个光开关250，设置于所述光分束器130与光环形器220之间，与所述光环形器一一对应，用于控制所述多路发射激光的光路的通断。

本发明实施例中，激光发射器110发射激光，光纤120传导激光，光分束器130将激光均匀的分成多束发射激光。光分束器130和光环形器220之间设置有多个光开关220，每一个光开关220可以控制一路发射激光的通断。发射激光经过光环形器220，通过光学单元130出射，探测到被测物体后反射，反射光经光学单元130聚焦，然后由光环形器220分离出来，通过光合束器230后由激光接收器240接收。可见，本发明实施例可以减少激光发射器的使用数目，可以缩小激光雷达的体积；同时，如果采用相同数目的激光发射器，本发明实施例可以明显增加线数，从而提高激光雷达的垂直空间分辨率。

图3所示为本发明多线激光雷达的结构示意图，如图3所示，本发明实施例的多线激光雷达包括旋转机构310、通讯系统320以及固定机构330。

旋转机构310上设置有fpga主控系统311、发射与系统312。

发射与接收系统312包括上述实施例的激光发射器、光纤、光分束器、光学单元、光环形器、光合束器，激光接收器以及光开关。发射与接收系统312的具体结构和功能如上述实施例中所述，在此不再赘述。

通讯系统320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310和固定机构330之间的通讯。

固定机构330上设置有高精度旋转角测量系统331，fpga数据集成系统332以及多路激光测距数据输出接口333等。

本发明实施例的多线激光雷达体积小、成本低、垂直分辨率高。

和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控制方法，包括：

激光发射器发射激光；

光纤传导所述激光；

光分束器将所述光纤传导的激光均匀分成多束发射激光；

光学单元将所述多束发射激光准直。

可选的，所述方法还包括：

所述光学单元将多束反射激光聚焦。

可选的，所述方法还包括：

光环形器将所述多束发射激光与所述多束反射激光分离；

光合束器将经由所述不同光环形器的反射激光导入激光接收器。

可选的，所述方法还包括：

多个光开关控制所述多路发射激光的光路的通断；

所述多个光开关设置于所述光分束器与光环形器之间，与所述光环形器一一对应。

本发明实施例的多线激光雷达体积小、成本低、垂直分辨率高。

本发明的实施例中公开了一种多线激光雷达，采用光纤传导激光，用光分束器将激光分成多束发射激光，由于光纤的外径很细，可以较为紧密的安装，同时采用分束器把一束激光分成多束激光，对于同样线数的多线激光雷达，可以减少激光发射器的使用数目，可以缩小激光雷达的体积；同时，如果采用相同数目的激光发射器，本发明实施例可以明显增加线数，从而提高激光雷达的垂直空间分辨率。此外，本发明实施例中，由于使用的光纤和光分束器，在调整出射激光时只需要调整出射端口的位置与姿态，避免了直接调整电路板，提高了安全性能，提高了安装调试的效率。

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。