[實用新型]線掃式三維激光雷達

有效

• 申請號: 201820446926.7
• 申請日: 2018-04-01
• 公開（公告）號: CN208224483U
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 冷雨泉;馬維斯;占志鵬;任利學
• 申請（專利權）人: 深圳慎始科技有限公司
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型屬于光電技術領域，特別涉及線掃式三維激光雷達。包括：激光發射模塊，發射出射激光；激光發射透鏡模塊，聚焦出射激光為線形發射或單點發射；反射鏡模塊，反射發射激光至目標區域內，及反射目標區域內目標反射物的反射激光至激光接收模塊內；電機旋轉模塊，驅動反射鏡模塊繞出射激光的光軸旋轉；激光接收模塊，接收目標區域內目標反射物的反射激光并轉化為光電信號；電子電路模塊，用于為激光發射模塊、電機旋轉模塊及激光接收模塊供電及控制。本實用新型將發射的單點激光變為線形激光，從而減少了大量的機械結構件和裝配工作；且為了避免滑環的壽命問題，本實用新型采用轉動光學部件的方法。

技術領域

本實用新型屬于光電技術領域，特別涉及線掃式三維激光雷達。

背景技術

傳統的圖像技術多指二維平面圖像，其單張圖像不具備深度信息，隨著技術的發展，越來越多的應用場景希望能夠獲得三維信息，例如，無人駕駛汽車、服務機器人、倉儲機器人等，相應的方案包括：雙目視覺方案、紅外結構光方案、脈沖式激光掃描方案等。

雙目視覺方案在圖像處理過程中需要大量的計算實現特征點的匹配等，且當距離較遠的時候，雙目無法實現三維的構建；紅外結構光等紅外方案適合近距離的三維構建；脈沖式激光方案能夠同時測量的距離較遠和較近的地方，且具有高精度的特點。

對于利用脈沖激光三維建模的方式是現階段主要分為三種方式：相控陣的全固態激光雷達、利用MEMS的半固態激光雷達、機械式旋轉掃描式激光雷達，其中全固態激光雷達利用波的相干性進行控制雷達的掃描，半固態激光雷達利用MEMS振動進行激光的偏振掃描，采用同光路接受時，面臨MEMS振鏡尺寸小，難以做大的困擾，采用非同光路方式的單點接受時，將接收大量的環境光，引起信號噪聲，不利于進行信號處理。采用機械式旋轉掃描式激光雷達則由于引入機械零件，為實現掃描，其機械結構比較復雜，且壽命受到滑環的限制。

實用新型內容

針對上述問題，本實用新型的目的在于提供線掃式三維激光雷達，其對傳統的機械式三維激光雷達結構進行了改進，不是通過對單點發射和接收方式進行復制，達到三維測量的目的，而是將發射的單點激光變為線形激光，從而減少了大量的機械結構件和裝配工作；且為了避免滑環的壽命問題，本實用新型采用轉動光學部件的方法。

為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

線掃式三維激光雷達，包括：激光發射模塊，發射出射激光；激光發射透鏡模塊，聚焦所述出射激光為線形發射或單點發射；反射鏡模塊，反射所述發射激光至目標區域內，及反射所述目標區域內目標反射物的反射激光至激光接收模塊內；電機旋轉模塊，驅動反射鏡模塊繞所述出射激光的光軸旋轉；激光接收模塊，接收所述目標區域內目標反射物的反射激光并轉化為光電信號；電子電路模塊，為所述激光發射模塊、電機旋轉模塊及激光接收模塊供電及控制。

所述反射鏡模塊包括小反射鏡和大反射鏡，所述小反射鏡設置于所述激光發射模塊與所述激光發射透鏡模塊之間，或沿光路設置于所述激光發射透鏡模塊的前端，所述小反射鏡用于反射所述出射激光至所述目標區域內；所述大反射鏡用于反射所述目標區域內目標反射物的反射激光至激光接收模塊內。

所述小反射鏡和大反射鏡垂直設置，所述小反射鏡將所述出射激光90度轉向反射。

所述的線掃式三維激光雷達，還包括支撐保護和濾鏡模塊，所述激光發射模塊、激光發射透鏡模塊、激光接收模塊、反射鏡模塊、電機旋轉模塊及電子電路模塊均設置于所述支撐保護和濾鏡模塊內，所述電子電路模塊固定于所述支撐保護和濾鏡模塊上，所述激光發射模塊固定在所述電子電路模塊上或所述支撐保護和濾鏡模塊上；所述激光發射透鏡模塊固定于所述電機旋轉模塊上或者所述激光發射模塊上或者反射鏡模塊上；所述激光接收模塊固定于所述電子電路模塊上或支撐保護和濾鏡模塊上。

所述電機旋轉模塊包括定子單元和轉子單元，其中定子單元與支撐保護和濾鏡模塊固定連接，所述轉子單元與所述反射鏡模塊固定連接。