一种激光雷达及消杂光装置的制作方法

本实用新型涉及激光雷达技术领域，具体而言，涉及一种激光雷达及消杂光装置。

背景技术：

激光雷达的出射光能量高，尤其是脉冲型激光雷达(其单脉冲峰值功率达到百瓦甚至千瓦)。在实际工程中，光学窗口的透过率达不到100％的透过率，因而会出现残余反射及部分漫反射。现有技术主要是通过窗口倾斜、设置视场光阑等方式降低窗口镜面残余反射的光能量，但是对于窗口镜本身的残余漫反射未进行消除，影响了激光雷达近距离的测量范围。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种激光雷达及消杂光装置，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例所提供的技术方案如下所示：

第一方面，本实用新型实施例提供一种激光雷达，包括：第一壳体；

与所述第一壳体连接的扫描镜，所述扫描镜设置在所述第一壳体内；

设置在所述第一壳体上的窗口；

设置在所述窗口上的窗口镜；

设置在所述窗口镜与所述扫描镜之间的消杂光装置，所述消杂光装置与所述第一壳体连接；

所述激光雷达的出射光经所述扫描镜反射后通过所述消杂光装置照射到所述窗口镜上，所述出射光再通过所述窗口镜照射到目标物上。

可选地，所述消杂光装置包括：主体；设置在所述主体上的第一通孔；设置在所述第一通孔内壁的消杂光机构；与所述主体连接的安装底座。

可选地，所述消杂光装置还包括：设置在所述主体和所述安装底座之间的第一连接部，所述主体与所述安装底座通过多个所述第一连接部连接。

可选地，所述安装底座包括：多个设置在所述安装底座上的第二连接部，用于与所述第一壳体连接。

可选地，所述主体为圆柱形柱体；或者，所述主体为圆角矩形柱体。

可选地，所述消杂光机构为螺旋状或者环状。

可选地，所述第一通孔的内壁设置有消光螺纹或除杂光涂层。

可选地，所述激光雷达还包括：与所述第一壳体连接的中空电机，所述激光雷达的出射光通过所述中空电机的第二通孔照射到所述扫描镜上。

可选地，所述窗口镜的镜面镀有增透膜。

第二方面，本实用新型实施例提供一种消杂光装置，包括：

主基座；设置在所述主基座上的第三通孔；设置在所述第三通孔内壁的消杂光结构；与所述主基座连接的安装基座；设置在所述主基座和所述安装基座之间的第三连接部，所述主基座与所述安装基座通过所述第三连接部连接；设置在所述安装基座上的第四连接部，用于与待消杂光的装置连接。

本实用新型提供的一种激光雷达及消杂光装置，充分考虑到在激光雷达出射光的照射下，窗口镜位于出射光方向的两个镜面都会反射杂散光，这些杂散光经多次反射后，有一部分会被激光雷达的接收装置所接收，淹没部分目标物被激光照射后反射回的漫射光，对检测结果造成干扰，影响检测的范围。为了解决上述问题，本实用新型在激光雷达的扫描镜与窗口镜之间设置消杂光装置，通过消杂光装置内部设置的消杂光机构对杂散光进行消除，减小了杂散光对目标物在激光照射后反射回的漫射光的影响，使得近距离目标返回的光信号不被系统内部杂散光淹没，提升了激光雷达的测距范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本实用新型实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的激光雷达扫描机构结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的消杂光装置整体结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的消杂光装置结构示意图I；

图4为本实用新型实施例提供的消杂光装置结构示意图II；

图5为本实用新型实施例提供的消杂光装置结构示意图III；

图6为本实用新型实施例提供的消杂光装置结构示意图IV；

图7为本实用新型实施例提供的消杂光装置结构示意图V。

图标：10-激光雷达扫描机构；100-第一壳体；110-壳身；120-壳盖；130-窗口镜；140-扫描镜；200-消杂光装置；300-主体；310-第一通孔；320-消杂光机构；330-第一连接部；400-安装底座；410-第二连接部；500-中空电机；510-第二通孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电性连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

经申请人研究发现，激光雷达的出射激光能量高，尤其脉冲型激光雷达(其单脉冲峰值功率达到百瓦甚至千瓦)。在实际工程中，光学窗口的透过率达不到100％的透过率，因此窗口镜的镜面在出射光的照射下会产生残余反射及部分漫反射。针对残余反射，目前主要采用窗口镜倾斜、在激光雷达的接收系统设置视场光阑、提高窗口镜130透过率等方法来减少接收系统接收到的残余反射光；但是对于圈口镜本身的残余漫反射并未进行消除，而窗口镜130本身的残余漫反射在扫描时会对目标物反射回来的漫射光造成干扰，影响激光雷达近距离的测量范围。为了解决上述问题，本实用新型提供以下几个实施例来进行说明。

请参照图1，图1为本实用新型实施例提供的激光雷达扫描机构结构示意图。本实用新型实施例所提供的激光雷达扫描机构10包括第一壳体100；与第一壳体100连接的扫描镜140，扫描镜140设置在第一壳体100内；设置在第一壳体100上的窗口；设置在窗口上的窗口镜130；设置在窗口镜130与扫描镜140之间的消杂光装置200，消杂光装置200与第一壳体100连接；激光雷达的出射光经扫描镜140反射后通过消杂光装置200照射到窗口镜130上，出射光再通过窗口镜130照射到目标物上。

为了使用激光雷达更加方便的对周围环境进行检测，本实施例所提供的激光雷达扫描机构10还包括：与第一壳体100连接的中空电机500，中空电机500的输出转轴与第一壳体100连接，从而使中空电机500转动时带动第一壳体100转动。因为扫描镜140、消杂光装置200、窗口镜130都是固定安装在第一壳体100上的，所以在第一壳体100进行转动时，三者也会跟着进行转动，从而实现对转动分为内的环境的检测。激光雷达的出射光可以通过中空电机500的第二通孔510进行传输，避免了电机与激光传输通道单独设置造成激光雷达结构体积大、不便于携带的问题。

具体的，第一壳体100包括壳盖120和壳身110，壳身110的上端与壳盖120连接，连接时可以在壳身110上端设置凹槽，在壳盖120上与凹槽对应的位置设置通孔，然后使用螺钉或者螺栓进行固定连接；也可以直接将壳盖120和壳身110焊接在一起。

扫描镜140设置在第一壳体100内，与壳盖120连接。具体的，可以在壳盖120上设置安装槽，将扫描镜140安装在安装槽内。扫描镜140的镜面面向窗口镜130，与壳盖120形成一个夹角，为了更好的让出射光发射出去，同时也使目标物反射回来的漫射光更精准的被激光雷达的接收装置接收，扫描镜140的镜面与壳盖120的夹角可以设为45°。激光雷达的出射光从与壳盖120垂直的方向照射到扫描镜140上，经扫描镜140反射后穿过窗口镜130垂直照射到目标物上。激光垂直照射到目标物上，目标物反射回来的漫射光，可以较好地沿着出射光的传播路径返回，更为精准的被激光雷达的接收装置接收。

窗口镜130设置在第一壳体100的窗口上，窗口镜130的形状与窗口的形状一致，可以为圆形镜片，但不限于，也可以为正方形镜片、正六边形镜片等。为了更好的对窗口镜130进行固定，窗口镜130的大小可以大于窗口的大小，在第一壳体100的窗口上设置用于放置窗口镜130的放置槽，放置槽的形状与窗口镜130的形状相匹配，然后将窗口镜130放置于放置槽中。

请参照图2，图2是本实用新型实施例提供的消杂光装置整体结构示意图。本实用新型实施例提供的消杂光装置200包括：主体300；设置在主体300上的第一通孔310；设置在第一通孔310内壁的消杂光机构320；与主体300连接的安装底座400。主体300与安装底座400之间可以设置多个第一连接部330进行连接。

安装消杂光装置200时，可以在窗口上设置与安装底座400的形状相匹配的凹槽，也可以在安装底座400上设置多个第二连接部410，通过第二连接部410将消杂光装置200安装在扫描镜140和窗口镜130之间。具体的可以在第二连接部410上设置通孔，在第二壳体上设置对应的凹槽，然后使用螺钉或者螺栓将消杂光装置200安装在扫描镜140和窗口镜130之间。

为了更好的防止窗口镜130的镜面所产生的漫射光照射到扫描镜140上，可以将消杂光装置200的一端紧贴窗口镜130，另一端在不影响出射光传输和目标物漫射光传输的情况下尽可能的靠近扫描镜140的镜面。

具体的本实用新型提供以下几种实施例，来对消杂光装置200的结构进行简要说明。

实施例一

请参照图3、图4，图3为本实用新型实施例提供的消杂光装置结构示意图I。图4为本实用新型实施例提供的消杂光装置结构示意图II。

本实施例中，消杂光装置200的主体300为圆柱形柱体。当主体300为圆柱形柱体时，第一通孔310的形状也为圆柱形，在主体300的内壁上可以设置螺旋状的消杂光机构320或者环状的消杂光机构320用于减少窗口镜130反射到扫描镜140的漫射光，消杂光机构320倾斜于主体300的内壁设置，且消杂光机构320的斜面面向窗口镜130方向。为了更好的消除窗口镜130的镜面在出射光的照射下所产生的漫射光，还可以在消杂光机构320上设置除杂光涂层，用于吸收窗口镜130的镜面所产生的漫射光，除杂光涂层可以为黑色无光漆或者黑色的磨砂材料。

本实施例中，安装底座400的形状为圆环状；主体300与安装底座400之间通过四个第一连接部330连接。主体300的下端超出安装底座400下表面，主体300的下端超出安装底座400下表面的具体长度为安装底座400下表面到窗口镜130靠近扫描镜140一侧的内表面的距离。在安装底座400上设置了四个第二连接部410，每个第二连接部410上设有一个通孔，进行安装时，可以在扫描镜140和窗口镜130之间的第一壳体100上设置对应的凹槽，然后使用螺钉或者螺栓进行固定。

实施例二

请参照图5，图5是本实用新型实施例提供的消杂光装置结构示意图III。

本实施例中，消杂光装置200的主体300为圆角矩形柱体。当主体300为圆角矩形柱体时，第一通孔310的形状也为圆角矩形，在主体300的内壁上可以设置螺旋状的消杂光机构320或者环状的消杂光机构320用于减少窗口镜130反射到扫描镜140的漫射光，消杂光机构320倾斜于主体300的内壁设置，且消杂光机构320的斜面面向窗口镜130方向。为了更好的消除窗口镜130的镜面在出射光的照射下所产生的漫射光，还可以在消杂光机构320上设置消光螺纹或除杂光涂层，用于吸收窗口镜130的镜面所产生的漫射光，除杂光涂层可以为黑色无光漆或者黑色的磨砂材料。

本实施例中，安装底座400的形状为圆形；主体300与安装底座400之间通过四个第一连接部330连接。主体300的下端超出安装底座400下表面，主体300的下端超出安装底座400下表面的具体长度为安装底座400下表面到窗口镜130靠近扫描镜140一侧的内表面的距离。在安装底座400上设置了四个第二连接部410，每个第二连接部410上设有一个通孔，进行安装时，可以在扫描镜140和窗口镜130之间的第一壳体100上设置对应的凹槽，然后使用螺钉或者螺栓进行固定。

实施例三

请参照图6，图6为本实用新型实施例提供的消杂光装置结构示意图IV。

本实施例中，消杂光装置200的主体300为圆柱形柱体。第一通孔310的形状可以为圆柱形，也可以为圆角矩形或者圆角三角形等。在主体300的内壁上可以设置螺旋状的消杂光机构320或者环状的消杂光机构320用于减少窗口镜130反射到扫描镜140的漫射光，消杂光机构320倾斜于主体300的内壁设置，且消杂光机构320的斜面面向窗口镜130方向。为了更好的消除窗口镜130的镜面在出射光的照射下所产生的漫射光，还可以在消杂光机构320上设置消光螺纹或除杂光涂层，用于吸收窗口镜130的镜面所产生的漫射光，除杂光涂层可以为黑色无光漆或者黑色的磨砂材料。

在本实施例中，安装底座400与主体300一体化塑形，安装底座400的形状与窗口的形状相同，但是安装底座400的大小比窗口大。安装时，可以在窗口上设置安装槽用于安装消杂光装置200；也可以在安装底座400上设置多个通孔，然后在第一壳体100上设置与通孔对应的凹槽，将螺钉穿过安装底座400的通孔拧入第一壳体100上的凹槽中。

实施例四

请参照图7，图7为本实用新型实施例提供的消杂光装置结构示意图V。本实施例中，消杂光装置200仅包括主体300，主体300远离扫描镜140的一端紧贴窗口镜130。主体300的形状和大小与窗口的形状和大小一致。主体300上设置第一通孔310，主体300的内壁上可以设置螺旋状的消杂光机构320或者环状的消杂光机构320用于减少窗口镜130反射到扫描镜140的漫射光，消杂光机构320倾斜于主体300的内壁设置，且消杂光机构320的斜面面向窗口镜130方向。为了更好的消除窗口镜130的镜面在出射光的照射下所产生的漫射光，还可以在消杂光机构320上设置消光螺纹或除杂光涂层，用于吸收窗口镜130的镜面所产生的漫射光，除杂光涂层可以为黑色无光漆或者黑色的磨砂材料。

综上所述，本实用新型提供一种激光雷达及消杂光装置，充分考虑到在激光雷达出射光的照射下，窗口镜位于出射光方向的两个镜面都会反射杂散光，这些杂散光经多次反射后，有一部分会被激光雷达的接收装置所接收，淹没部分目标物被激光照射后反射回的漫射光，对检测结果造成干扰，影响检测的范围。本实用新型在激光雷达的扫描镜与窗口镜之间设置消杂光装置，通过消杂光装置内部设置的消杂光机构对杂散光进行消除，减小了杂散光对目标物在激光照射后反射回的漫射光的影响，使得近距离目标返回的光信号不被系统内部杂散光淹没，提升了激光雷达的测距范围。激光雷达的第一壳体直接与中空电机连接，激光雷达的激光发射单元发射的激光可以直接从中空电机的通孔传输出去，目标物返回的漫射光也可以通过该通孔传输到激光雷达的接收装置上，无需额外设置激光传输通道，也实现了对周围环境的全方位扫描。

需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。