一种360度激光雷达的制作方法

1.本技术涉及雷达技术领域，具体而言，涉及一种360度激光雷达。


背景技术：

2.激光雷达是通过发射激光束来探测目标位置、速度等特征量的雷达系统，是一种将激光技术与光电探测技术相结合的先进探测方式。激光雷达因其分辨率高、隐蔽性好、抗有源干扰能力强、低空探测性能好、体积小及重量轻等特点，被广泛应用于无人驾驶、无人机、智能机器人、交通通讯、能源安全检测、资源勘探等领域。随着近年来自动驾驶技术的迅猛发展，激光雷达作为自动驾驶领域中距离感知的核心传感器，已不可或缺。
3.在自动驾驶领域中，车载激光雷达作为自动驾驶汽车的“眼睛”，是最重要的传感器之一，对于保证自动驾驶汽车行车安全具有重要意义。激光雷达能够采用多束激光脉冲绕轴旋转一定的角度以对周围环境进行距离检测，并结合软件绘制点云图，从而为自动驾驶汽车提供足够多的环境信息。
4.转镜式车载激光雷达通常设置于车辆的前端或侧面。但是传统的转镜式车载激光雷达的扫描线比较稀疏，导致激光雷达的扫描精度和扫描质量不高。而在激光雷达技术的发展过程中，如何激光雷达的缩小体积，提高其扫描精度，一直都是亟待解决的问题。
5.对此，中国专利申请号为cn202020695953.5，公开了用于激光雷达的转镜单元和相应的激光雷达，该方案主要通过对多面转镜部的多个反射面与底面设置相应的夹角，优化了目标测距范围内的垂直扫描线密度与扫描帧率，同时保持水平角分辨率。同时，通过对发射透镜组和/或接收透镜组的镜筒采用部分切边的结构，提高了收发效率，增加了激光雷达在大角度范围内的测距能力。
6.但本技术发明人在实现本技术实施例中的技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：
7.1.扫描角度有限，不超过180度，使用范围受限；
8.2.扫描平面不可调整，使用范围受限。


技术实现要素：

9.为了弥补以上不足，本技术提供了一种360度激光雷达，旨在改善上述背景技术中提到的问题。
10.本技术提供了一种360度激光雷达，包括支撑组件和光学组件。
11.所述支撑组件包括有支撑盘、立柱和偏转座，所述支撑盘设置有三个，三个所述支撑盘纵列设置，相邻两个所述支撑盘通过两个所述立柱固定连接，所述偏转座与对应的所述支撑盘固定连接，所述光学组件包括有转镜和激光雷达，所述转镜与所有所述支撑盘转动连接，每个所述立柱上均固定连接有一个所述激光雷达，所述转镜上轴向设置有四个反射层面，每个反射层面上以旋转轴心为圆心圆形阵列分布有四个反射面。
12.在上述方案中，激光雷达包括发射镜头、激光管及eel或vcsel类型的单颗或是多
颗阵列排布方式的电路板、接收镜头、接收管以apd、spad、sipm类型的单颗或是多颗阵列排布方式的电路板，其中，发射镜头和接收镜头为单片或多片的非球面或球面镜，激光雷达整体安装在立柱上，三个支撑盘将转镜分隔形成上下两层，其中每一层设置有不相邻的两个激光雷达，两个激光雷达通过转镜的旋转和反射实现扫描角度大于180度，上下两层扫描角度交错互补，拼接形成360度全周的扫描视场，偏转座可以使整个光学组件在一定锥形范围内自由偏转，进一步增大了扫描视场，综上，光学组件通过上下分层角度互补的光路设计，配合多面转镜的旋转，实现全周360度的扫描测量，支撑组件可以使整个光学组件在一定锥形范围内自由偏转，进一步增大了扫描视场。
13.进一步的，所述偏转座包括有球座和底座，所述球座与所述底座活动连接，所述球座与对应的所述支撑盘固定连接，所述底座上开设有安装孔。
14.在上述方案中，球座上设置有球头，与底座活动连接，形成球铰的状态，为上部光学组件提供一定锥形范围内的自由偏转范围，进一步增大了扫描视场。
15.进一步的，所述偏转座还包括有垫片，所述垫片位于所述底座内，所述垫片活动贴合于所述球座。
16.进一步的，所述偏转座还包括有螺丝所述螺丝贯穿螺接于所述底座，所述螺丝活动抵紧于所述垫片。
17.在上述方案中，当调节好适宜的偏转角度后，将螺丝旋紧通过垫片抵紧于球座，由此整个结构的偏转角度被固定。
18.进一步的，所述光学组件还包括有隔光板，所述隔光板设置有两个，两个所述隔光板活动套于所述转镜与对应的所述立柱固定连接。
19.在上述方案中，激光雷达的发射镜头和接收镜头上下设置，隔光板的设置在于实现发射接收光路的完全隔离可有效减少信号的串扰。
20.进一步的，所述光学组件还包括有电机，所述电机的转子与所述转镜内壁固定连接，所述电机的定子与对应的所述支撑盘固定连接。
21.在上述方案中，采用无刷直流电机，外壳为转子与转镜内壁固定了连接，内芯为定子与支撑盘固定连接，用于驱动转镜旋转，电机内置的设置在于结构紧凑，减小整体体积。
22.进一步的，所述光学组件还包括有编码器，所述编码器与对应的所述支撑盘固定连接，所述编码器的输入轴与所述转镜固定连接。
23.进一步的，所述支撑盘上设置有刻度码盘。
24.在上述方案中，编码器用于监测转镜的偏转角度，与激光雷达配合，实现图像的时序定位功能，刻度码盘用于调试时，确认转镜的旋转角度。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式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技术的某些实施例，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。
26.图1是本技术实施方式提供的360度激光雷达结构示意图；
27.图2为本技术实施方式提供的转镜与支撑盘连接关系结构示意图；
28.图3为本技术实施方式提供的偏转座结构示意图；
29.图4为本技术实施方式提供的其中一层的两个激光雷达与转镜连接关系结构示意图。
30.图中：100-支撑组件；110-支撑盘；120-立柱；130-偏转座；131-球座；132-底座；133-垫片；134-螺丝；200-光学组件；210-转镜；220-激光雷达；230-隔光板；240-电机；250-编码器。
具体实施方式
31.下面将结合本技术中的附图，对本技术中的技术方案进行描述。
32.为使本技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，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方式，都属于本技术保护的范围。
33.请参阅图1，本技术提供一种360度激光雷达包括支撑组件100和光学组件200。
34.其中，光学组件200通过上下分层角度互补的光路设计，配合多面转镜210的旋转，实现全周360度的扫描测量，支撑组件100可以使整个光学组件200在一定锥形范围内自由偏转，进一步增大了扫描视场。
35.请参阅图1-4，支撑组件100包括有支撑盘110、立柱120和偏转座130，支撑盘110设置有三个，三个支撑盘110纵列设置，相邻两个支撑盘110通过两个立柱120固定连接，偏转座130与对应的支撑盘110固定连接，光学组件200包括有转镜210和激光雷达220，转镜210与所有支撑盘110转动连接，每个立柱120上均固定连接有一个激光雷达220，转镜210上轴向设置有四个反射层面，每个反射层面上以旋转轴心为圆心圆形阵列分布有四个反射面。激光雷达220包括发射镜头、激光管及eel或vcsel类型的单颗或是多颗阵列排布方式的电路板、接收镜头、接收管以apd、spad、sipm类型的单颗或是多颗阵列排布方式的电路板，其中，发射镜头和接收镜头为单片或多片的非球面或球面镜，激光雷达220整体安装在立柱120上，三个支撑盘110将转镜210分隔形成上下两层，其中每一层设置有不相邻的两个激光雷达220，两个激光雷达220通过转镜210的旋转和反射实现扫描角度大于180度，上下两层扫描角度交错互补，拼接形成360度全周的扫描视场，偏转座130可以使整个光学组件200在一定锥形范围内自由偏转，进一步增大了扫描视场，综上，光学组件200通过上下分层角度互补的光路设计，配合多面转镜210的旋转，实现全周360度的扫描测量，支撑组件100可以使整个光学组件200在一定锥形范围内自由偏转，进一步增大了扫描视场。
36.请参阅图1-3，偏转座130包括有球座131和底座132，球座131与底座132活动连接，球座131与对应的支撑盘110固定连接，底座132上开设有安装孔。球座131上设置有球头，与底座132活动连接，形成球铰的状态，为上部光学组件200提供一定锥形范围内的自由偏转范围，进一步增大了扫描视场。
37.偏转座130还包括有垫片133，垫片133位于底座132内，垫片133活动贴合于球座131。偏转座130还包括有螺丝134螺丝134贯穿螺接于底座132，螺丝134活动抵紧于垫片133。当调节好适宜的偏转角度后，将螺丝134旋紧通过垫片133抵紧于球座131，由此整个结
构的偏转角度被固定。
38.请参阅图1-2，光学组件200还包括有隔光板230，隔光板230设置有两个，两个隔光板230活动套于转镜210与对应的立柱120固定连接。激光雷达220的发射镜头和接收镜头上下设置，隔光板230的设置在于实现发射接收光路的完全隔离可有效减少信号的串扰。
39.请参阅图2-4，光学组件200还包括有电机240，电机240的转子与转镜210内壁固定连接，电机240的定子与对应的支撑盘110固定连接。采用无刷直流电机240，外壳为转子与转镜210内壁固定了连接，内芯为定子与支撑盘110固定连接，用于驱动转镜210旋转，电机240内置的设置在于结构紧凑，减小整体体积。
40.光学组件200还包括有编码器250，编码器250与对应的支撑盘110固定连接，编码器250的输入轴与转镜210固定连接。支撑盘110上设置有刻度码盘。编码器250用于监测转镜210的偏转角度，与激光雷达220配合，实现图像的时序定位功能，刻度码盘用于调试时，确认转镜210的旋转角度。
41.该360度激光雷达的工作原理：三个支撑盘110将转镜210分隔形成上下两层，其中每一层设置有不相邻的两个激光雷达220，两个激光雷达220通过转镜210的旋转和反射实现扫描角度大于180度，上下两层扫描角度交错互补，拼接形成360度全周的扫描视场，偏转座130可以使整个光学组件200在一定锥形范围内自由偏转，进一步增大了扫描视场，综上，光学组件200通过上下分层角度互补的光路设计，配合多面转镜210的旋转，实现全周360度的扫描测量，支撑组件100可以使整个光学组件200在一定锥形范围内自由偏转，进一步增大了扫描视场。
42.需要说明的是，螺丝134、激光雷达220、电机240和编码器250具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。
43.激光雷达220、电机240和编码器250的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。
44.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。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。
45.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。