脉冲激光雷达的制作方法

本实用新型属于激光雷达技术领域，更具体地说，是涉及一种脉冲激光雷达。

背景技术：

激光雷达在地图构建，避障，测距等领域有着优异的性能，广泛应用于机器人、智能物流、无人驾驶等行业。目前，国内外激光雷达公司大部分采用三角法和脉冲tof(时间飞行法)的测距原理。其中，脉冲tof测距法可选用的激光二极管有限，发散角较大，导致准直光路的设计及装配较为复杂，设计及生产成本也较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种脉冲激光雷达，以解决现有技术中存在的脉冲tof测距法中，准直光路的设计和装配复杂的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种脉冲激光雷达，包括：

光路模组，包括沿光轴依次设置的激光源、激光准直结构和准直透镜，所述光路模组还包括用于接收从所述准直透镜出射并经过物体反射的激光的光检测器；所述激光准直结构包括光路盒以及设于所述光路盒内的至少两个栏板，各个所述栏板均垂直于所述光轴设置，每个所述栏板上均开设有供激光透过的准直口，各个所述准直口的面积从所述激光源向所述准直透镜逐渐增大；

扫描驱动模组，用于驱动所述光路模组旋转；以及

供电模组，为所述光路模组供电，且所述供电模组和所述光路模组固定连接。

进一步地，所述供电模组、所述光路模组、所述扫描驱动模组沿所述光路模组的旋转轴依次设置。

进一步地，所述供电模组包括无线发射线圈以及与所述无线发射线圈耦合的无线接收线圈。

进一步地，所述供电模组面向所述光路模组一侧还设有隔磁片。

进一步地，所述扫描驱动模组包括电机、与所述电机的定子连接的定子固定板、以及与所述电机的转子固定连接的转子固定板，所述光路模组固定于所述转子固定板。

进一步地，所述准直口呈狭缝状，所述准直口在宽度方向的中心线与所述光轴垂直相交设置，且各个所述准直口的长度方向相互平行。

进一步地，所述准直口呈圆孔状，且所述准直口的中心轴与所述光轴重合。

进一步地，所述脉冲激光雷达还包括用于传输光检测器发出的信号的红外数据传输模组。

进一步地，所述红外数据传输模组包括用于接收所述光检测器发出的信号的红外发射传感器、以及用于接收红外发射传感器发出的信号的红外接收传感器。

进一步地，所述脉冲激光雷达还包括设于所述扫描驱动模组内的第一电路板、以及与所述光路模组固定连接且相对所述第一电路板旋转的第二电路板、所述红外发射传感器电连接且固定于所述第二电路板，所述红外接收传感器电连接且固定于所述第一电路板。

本实用新型提供的脉冲激光雷达的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型脉冲激光雷达包括供电模组、扫描驱动模组和光路模组，光路模组中的激光源发出的光线经激光准直结构准直后发射，再经过外界物体反射后被光检测器接收，扫描驱动模组可驱动光路模组旋转，从而使激光源可向各个方向发射激光，供电模组为光路模组供电，其中，在激光准直结构中，激光只能通过准直口发射，准直口限制了激光的发射角度，而未通过准直口的激光经过栏板的多次反射衰减，被栏板及光路盒的内壁吸收，此种激光准直结构简单，易装配。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的脉冲激光雷达的立体结构图；

图2为本实用新型实施例提供的脉冲激光雷达的爆炸结构图；

图3为本实用新型实施例提供的脉冲激光雷达的剖视图；

图4为本实用新型实施例提供的光路模组的立体结构图；

图5为本实用新型实施例提供的光路盒的剖视图。

其中，图中各附图标记：

1-外罩；2-供电模组；21-无线发射线圈；22-无线接收线圈；3-光路模组；31-激光源；32-激光准直结构；321-光路盒；322-栏板；3220-准直口；3221-倾斜壁；33-准直透镜；34-光检测器；4-扫描驱动模组；41-电机；42-转子固定板；43-定子固定板；5-底座；6-第二电路板；7-第一电路板；8-红外数据传输模组；81-红外发射传感器；82-红外接收传感器。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图5，现对本实用新型提供的脉冲激光雷达进行说明。该脉冲激光雷达，包括光路模组3、扫描驱动模组4以及供电模组2。供电模组2为光路模组3供电，扫描驱动模组4用于驱动光路模组3旋转。光路模组3包括沿光轴依次设置的激光源31、激光准直结构32和准直透镜33。激光源31发出激光，通过激光准直结构32后经由准直透镜33准直发出。激光源31可选为激光二极管，当激光二极管的发散角较大时，可通过激光准直结构32遮挡发散光线，限制激光到达准直透镜的发散角度。光路模组3还包括光检测器34，激光由准直透镜33发出后，遇到外界物体反射后回到该脉冲激光雷达，由光检测器34检测接收，光检测器34接收光线信号后，可通过光路模组3中电路板上的相应电路将光线的模拟信号转化为数字信号。激光准直结构32包括光路盒321和设于光路盒321内的至少两个栏板322，每个栏板322上均开设有准直口3220，激光源31及准直透镜33均固定于光路盒321上，且栏板322垂直于光轴设置，激光源31发出的光线，靠近光轴的光线通过准直口3220出射至准直透镜33，发散角较大的光线被栏板322遮挡，并在经过栏板322或者光路盒321的反射吸收后逐渐衰减消失，实现对有效激光的校准。由于激光在发射时为发散光束，为了避免激光在经过多个栏板322后，光强过度衰减，各个准直口3220的面积从激光源31向准直透镜33逐渐增大，与激光发散状态一致。其中，准直口3220的面积是指以光轴为法向投影的投影面积。

本实用新型提供的脉冲激光雷达，与现有技术相比，本实用新型脉冲激光雷达包括供电模组2、扫描驱动模组4和光路模组3，光路模组3中的激光源31发出的光线经激光准直结构32准直后发射，再经过外界物体反射后被光检测器34接收，扫描驱动模组4可驱动光路模组3旋转，从而使激光源31可向各个方向发射激光，供电模组2为光路模组3供电，其中，在激光准直结构32中，激光只能通过准直口3220发射，准直口3220限制了激光的发射角度，而未通过准直口3220的激光经过栏板322的多次反射衰减，被栏板322及光路盒321的内壁吸收，此种激光准直结构32简单，易装配。

请参阅图4及图5，作为本实用新型提供的脉冲激光雷达的其中一个实施例，准直口3220呈狭缝状，准直口3220在宽度方向的中心线与光轴垂直相交设置，且各个准直口3220的长度方向相互平行。准直口3220在其宽度方向上的中心轴与光轴重合，使得栏板322对激光的遮挡以准直口3220宽度方向的中心线对称遮挡。而且各个准直口3220的长度方向相互平行，只是各个准直口3220的宽度从激光源31至准直透镜33依次增大。在该实施例中，准直口3220的长度方向此处不作限定，可与栏板322的侧边呈任意角度设置。

更具体地，准直口3220的内壁包括倾斜壁3221，倾斜壁3221相对光轴倾斜设置使倾斜壁3221面向激光的入射方向。倾斜壁3221倾斜设置的作用在于反射被遮挡的激光，使准直口3220处被遮挡的激光反射方向更一致，避免激光在准直口3220侧壁的边角处反射产生光路紊乱的现象。倾斜壁3221的倾斜角度此处不作限定。更具体地，由于准直口3220呈狭缝状，准直口3220的内壁包括两个倾斜壁3221，两个倾斜壁3221以光轴为中心轴对称设置。

在另一实施例中，准直口呈圆孔状，且准直口的中心轴与光轴重合，激光源31、准直口、准直透镜33同轴设置，且准直口的直径从激光源31到准直透镜33依次增大，实现栏板322对激光各个发射方向的遮挡，更能减小杂散光的干扰。准直口的内壁包括圆锥壁，圆锥壁面向激光的入射方向设置。圆锥壁的作用在于反射被遮挡的激光，使准直口处被遮挡的激光反射方向更一致，避免激光在准直口侧壁的边角处反射产生光路紊乱的现象。圆锥壁的圆锥角度此处不作限定。

可选地，脉冲激光雷达还包括外罩1和底座5，光路模组3和供电模组2均设于外罩1内，扫描驱动模组4设于底座5内，外罩1和底座5对光路模组3、供电模组2及扫描驱动模组4起保护作用。

请参阅图2及图3，作为本实用新型提供的脉冲激光雷达的其中一个实施例，供电模组2、光路模组3、扫描驱动模组4沿光路模组3的旋转轴依次设置。而且供电模组2与光路模组3相互固定，在扫描驱动模组4的驱动下随光路模组3旋转。光路模组3隔设于供电模组2和扫描驱动模组4之间，供电模组2相对独立设置，特别是当供电模组2为无线供电模组时，配合隔磁片的使用可减小对光路模组3的电磁干扰。可选地，供电模组2、光路模组3、扫描驱动模组4自上至下依次连接设置，沿光路模组3的旋转轴竖直设置，这样光路模组3可检测各个方向的物体。

请参阅图2及图3，作为本实用新型提供的脉冲激光雷达的一种具体实施方式，供电模组2包括无线发射线圈21以及与无线发射线圈21耦合的无线接收线圈22。供电模组2通过无线供电的方式向光路模组3供电，使光路模组3无需使用导线与扫描驱动模组4电连接，在结构堆叠设计时，对供电模组2的位置限制更少。其中，无线发射线圈21、无线接收线圈22耦合对用电设备供电为现有技术。

可选地，供电模组2面向光路模组3一侧还设有隔磁片，可将供电模组2的供电部分与光路模组3隔离，避免光路模组3受到电磁干扰。其中，供电模组2的供电部分包括无线发射线圈21及无线接收线圈22。

请参阅图2，作为本实用新型提供的脉冲激光雷达的一种具体实施方式，扫描驱动模组4包括电机41、与电机41的定子连接的定子固定板43、以及与电机41的转子固定连接的转子固定板42，光路模组3固定于转子固定板42。电机41可选为无刷电机。转子固定板42相对定子固定板43转动，带动光路模组3和供电模组2的无线接收线圈22转动，使得激光源31可向各个方向发射激光。更具体地，定子固定板43与底座5固定连接。

请参阅图2图3，作为本实用新型提供的脉冲激光雷达的其中一个实施例，脉冲激光雷达还包括用于传输光检测器34发出的信号的红外数据传输模组8。光检测器34检测到经过物体反射后的光信号并将其转化为数字信号时，红外数据传输模组8接收该信号，通过第一电路板7的处理后传输至外部电脑或者数据库中，便于使用者及时查看该雷达是否检测到外界物体以及外界物体与该雷达的距离。

请参阅图2及图3，作为本实用新型提供的脉冲激光雷达的一种具体实施方式，红外数据传输模组8包括用于接收光检测器34发出的信号的红外发射传感器81、以及用于接收红外发射传感器81发出的信号的红外接收传感器82。红外发射传感器81与光检测器34电连接。光检测器34接收经过物体反射的光线后，将光线模拟信号转化为数字信号，然后红外发射传感器81接收该数字信号并将该数字信号转化为红外光信号，红外发射传感器81发射该红外光信号，相应地，红外接收传感器82接收该红外光信号，并将该红外光信号经由第一电路板7传输至外部电脑或者数据库中。

请参阅图2及图3，作为本实用新型提供的脉冲激光雷达的其中一个实施例，所述脉冲激光雷达还包括设于扫描驱动模组4内的第一电路板7、以及与光路模组3固定连接且相对第一电路板7旋转的第二电路板6、红外发射传感器81电连接且固定于第二电路板6，红外接收传感器82电连接且固定于第一电路板7。其中，第二电路板6相对第一电路板7旋转，使红外发射传感器81可相对红外接收传感器82旋转。可选地，第一电路板7固定于定子固定板43，第二电路板6固定于转子固定板42。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。