[發(fā)明專利]掃描組件和激光雷達

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811463792.0
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN109557556A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳澤
• 申請（專利權(quán)）人: 北京覺醒紀科技有限公司
• 主分類號: G01S17/93
• 分類號: G01S17/93;G01S7/481
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

本發(fā)明提供了一種掃描組件，包括支架；反射鏡，其安裝在所述支架上，并反射來自激光器的發(fā)射光；驅(qū)動器，其安裝在所述支架上，并驅(qū)動反射鏡圍繞第一軸線相對于支架在正的第一角度位置和負的第一角度位置之間往復(fù)轉(zhuǎn)動，從而在垂直于所述第一軸線的方向上掃描發(fā)射光。另外，本發(fā)明提供了一種包括該掃描組件的激光雷達，激光雷達能夠兼顧低成本、小體積、高性能等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及掃描組件，具體涉及用于在激光雷達裝置中掃描光束的掃描組件，還涉及包括該掃描組件的激光雷達。

背景技術(shù)

車輛可以被配置為以自主模式操作，其中，車輛在具有很少或沒有駕駛員介入的情況下導(dǎo)航通過環(huán)境。這種自主車輛可以包括配置為檢測關(guān)于車輛周圍的環(huán)境的信息的一個或多個傳感器，例如激光雷達。

激光雷達具有激光器和探測器，探測器可以探測由激光器發(fā)出、并由反射對象反射的激光，通過測量激光的飛行時間可以確定反射對象的距離。利用激光雷達快速且重復(fù)地掃描一定區(qū)域，可以獲得該區(qū)域中的全部反射對象的距離的連續(xù)實時信息。結(jié)合距離、激光取向和測量時間，可以生成反映各種反射對象的形貌、位置和運動的“點云”數(shù)據(jù)，通過分析該“點云”數(shù)據(jù)，可以輔助或?qū)崿F(xiàn)車輛的自主操作。

現(xiàn)有技術(shù)提供了多種結(jié)構(gòu)的激光雷達，其具有各種不同的掃描組件。例如，固態(tài)激光雷達采用MEMS二維振鏡組件掃描激光，其具有結(jié)構(gòu)緊湊、掃描速度快等優(yōu)點，但限于半導(dǎo)體工藝的制約，MEMS振鏡的成本十分高昂，限制了固態(tài)激光雷達的應(yīng)用。多線式激光雷達采用豎直方向上排成一列的多個激光器，利用旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)多個激光器實現(xiàn)在水平方向上的掃描，這種結(jié)構(gòu)雖然可降低成本，但具有體積大、線束受限等問題，其性能難以滿足日益增長的需求。

因此，實踐中亟待提供兼顧低成本、小體積、高性能的全新結(jié)構(gòu)的激光雷達，為此需要改進激光雷達中的掃描組件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的激光雷達的缺陷，提供一種全新結(jié)構(gòu)的掃描組件，使得激光雷達能夠兼顧低成本、小體積、高性能。

在本發(fā)明的第一方面，提供了一種掃描組件，包括：支架；反射鏡，其安裝在所述支架上，并反射來自激光器的發(fā)射光；驅(qū)動器，其安裝在所述支架上，并驅(qū)動反射鏡圍繞第一軸線相對于支架在正的第一角度位置和負的第一角度位置之間往復(fù)轉(zhuǎn)動，從而在垂直于所述第一軸線的方向上掃描發(fā)射光。基于這一技術(shù)方案，采用同一支架安裝反射鏡和驅(qū)動器，可縮減體積并方便安裝。

可選地，反射鏡的背面設(shè)置有磁體，并且，驅(qū)動器為電磁鐵；其中，在電磁鐵中通入交變電流，電磁鐵在磁體上施加方向交變的磁性作用力，帶動反射鏡往復(fù)轉(zhuǎn)動。基于這一技術(shù)方案，磁體可以例如粘接在反射鏡上，而電磁鐵則遠離反射鏡設(shè)置，這一設(shè)置方式簡單有效，對反射鏡的干擾小。

可選地，所述磁體包括第一磁體和第二磁體，第一磁體和第二磁體位于第一軸線的兩側(cè)，并且距第一軸線的距離相等；所述電磁鐵包括第一電磁鐵和第二電磁鐵，其各自鄰近第一磁體和第二磁體布置，從而在第一磁體和第二磁體上分別施加第一磁性作用力和第二磁性作用力，第一磁性作用力和第二磁性作用力大小相等、方向相反。基于這一技術(shù)方案，第一磁體和第二磁體可協(xié)同地驅(qū)動反射鏡圍繞第一軸線在對稱的角度位置之間做擺動振動。

可選地，第一磁體臨近第一電磁鐵的磁性和第二磁體臨近第二電磁鐵的磁性相反，第一電磁鐵臨近第一磁體的磁性和第二電磁鐵臨近第二磁體的磁性相同；或者可選地，第一磁體臨近第一電磁鐵的磁性和第二磁體臨近第二電磁鐵的磁性相同，第一電磁鐵臨近第一磁體的磁性和第二電磁鐵臨近第二磁體的磁性相反。

可選地，所述掃描組件還包括：光源，其安裝于所述支架上，所述光源的發(fā)射光照射在所述反射鏡的背面而產(chǎn)生反射光；探測器，其安裝于所述支架上，所述探測器具有線性探測區(qū)域，該線性探測區(qū)域垂直于第一軸線，并且，所述探測器基于反射光照射在線性探測區(qū)域上的位置，輸出表示反射鏡相對于第一軸線的轉(zhuǎn)動角度的信號。基于這一技術(shù)方案，掃描組件在同一支架上集成了反射鏡、電磁鐵、光源和探測器等多種部件，結(jié)構(gòu)緊湊。