[實用新型]一種基于MEMS微鏡的三維掃描激光雷達

有效

• 申請號: 201820344752.3
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN208283548U
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 王春生;王劍波;高東峰
• 申請（專利權）人: 北京因泰立科技有限公司
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481
• 代理公司: 北京太兆天元知識產權代理有限責任公司 11108
• 代理人: 張洪年

本實用新型公開了一種基于MEMS微鏡的三維掃描激光雷達，包括底座、掃描模塊、控制模塊、發射模塊和接收模塊，掃描模塊設置在底座上，發射模塊和接收模塊設置在掃描模塊上，接收模塊設置在發射模塊的一側，外罩設置在發射模塊和接收模塊的外圍。掃描模塊在水平方向上進行360°旋轉掃描，而且提供在水平方向上的角度方位，發射模塊在垂直方向上連續掃描發射激光束，接收模塊探測和處理回波，控制模塊獲得待測環境的點云陣列。接收模塊包括接收鏡頭、導光元件和接收探測器，接收鏡頭包括3或4個透鏡，導光元件設置在接收鏡頭與接收探測器之間，導光元件的長度范圍為5mm至20mm。本實用新型提供的激光雷達結構緊湊，減小了激光雷達的體積和重量。

技術領域

本實用新型涉及激光探測技術領域，尤其涉及一種基于MEMS微鏡的三維掃描激光雷達。

背景技術

激光掃描測距雷達能夠用于檢測目標位置，輪廓和速度，激光測距雷達的應用領域逐步在拓展，精確測量、導航定位、安全避障，并開始應用于無人駕駛技術，激光掃描雷達是將發射的激光束通過旋轉掃描發射形成掃描截面，從而測試出待測物的特征信息。目前三維掃描激光雷達在垂直方向為多層掃描，水平方向360°，垂直方向可以達到40°，能夠很好的反應待測物的特征信息，適用于多個領域，如無人駕駛的導航，形狀輪廓檢測。

目前的三維掃描激光雷達多采用多線掃描方式，即發射使用多個激光管順序發射，結構為多個激光管縱向排列，每個激光管之間有一定的夾角，垂直發射視場在30-40°，接收模塊在對應角度進行接收，每一個接收探測器對應一個發射角度，結構為接收模塊和發射模塊在兩側對稱排布，內部使用反光鏡進行光路轉折，然后在水平方向旋轉實現三維掃描測距，為滿足要求需要快速得到掃描測試信息，并且采集更多的特征信息提高點陣像素，多線激光雷達采用控制多個發射二極管在垂直方向順序發射，同時對應多個發射二極管安裝同等數量的接收探測器，造成垂直方向體積增大，功耗散熱提高，成本居高不下，制約了多線激光雷達的發展。

實用新型內容

為解決現有技術存在的局限和缺陷，本實用新型提供一種基于MEMS微鏡的三維掃描激光雷達。

為此，本實用新型提供一種基于MEMS微鏡的三維掃描激光雷達，包括底座、掃描模塊、控制模塊、發射模塊和接收模塊，所述掃描模塊設置在所述底座上，所述掃描模塊在水平方向上進行360°旋轉掃描，而且提供在水平方向上的角度方位；

所述發射模塊和所述接收模塊設置在所述掃描模塊上，所述接收模塊設置在所述發射模塊的一側，所述發射模塊在垂直方向上連續掃描發射激光束，所述接收模塊探測和處理回波，所述發射模塊在垂直方向上的掃描視場與所述接收模塊在垂直方向上的接收視場相互對應，所述發射模塊和所述接收模塊固定在所述掃描模塊上而且隨著所述掃描模塊進行旋轉運動；

所述控制模塊控制所述發射模塊的發射、所述接收模塊的接收以及所述掃描模塊的掃描，而且根據所述發射模塊的發射俯仰角度信息、所述掃描模塊的水平旋轉角度信息以及激光雷達與目標物體之間的相應距離獲得待測環境的點云陣列，所述外罩設置在所述發射模塊和所述接收模塊的外圍；

所述接收模塊包括接收鏡頭、導光元件和接收探測器，所述接收鏡頭包括3或4個透鏡，所述導光元件設置在所述接收鏡頭與所述接收探測器之間，所述導光元件的長度范圍為5mm至20mm。

可選的，所述導光元件的前端口設置有狹縫光闌，長度范圍為5mm至20mm，寬度范圍為3um至300um。

可選的，所述導光元件的后端口設置有狹縫光闌，長度范圍為0.5mm至20mm，寬度范圍為5um至300um。

可選的，所述接收探測器的光敏面表面設置有狹縫光闌，長度范圍為0.5mm至20mm，寬度范圍為3um至300um。