[實用新型]一種激光雷達系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820519971.0
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN208188336U
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發(fā)明（設計）人: 孫偉偉;王海瑛
• 申請（專利權）人: 無錫流深光電科技有限公司
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S7/481
• 代理公司: 深圳市六加知識產權代理有限公司 44372
• 代理人: 李平英

本實用新型提供一種激光雷達系統(tǒng)。該激光雷達系統(tǒng)包括：激光掃描部件和旋轉部件；上述激光掃描部件包含發(fā)射組件、發(fā)射透鏡、接收透鏡和接收組件。其中，上述發(fā)射組件包含多個激光發(fā)射器和第一光纖陣列，上述接收組件包含多個接收器和第二光纖陣列。本實用新型提供的上述激光雷達系統(tǒng)，通過將光纖陣列作為發(fā)射組件的激光發(fā)射端和接收組件的反射光入射端，可減小激光雷達的體積，降低生產和調校成本。

技術領域

本實用新型涉及激光探測和測距技術領域，尤其涉及一種激光雷達系統(tǒng)。

背景技術

激光探測和測距(Light Detection And Ranging，LiDAR)系統(tǒng)通常被稱為激光雷達系統(tǒng)。激光雷達的基本工作原理是激光發(fā)射器發(fā)射激光到目標物體，接收器接收目標物體的發(fā)射光，激光雷達根據激光測距原理計算從激光雷達到目標物體的距離。其中，一個激光發(fā)射器和一個接收器組成一個激光測距通道。當激光對目標物體不斷地掃描，可獲得該目標物體上全部目標點的數據，對該數據進行成像處理后可得到該目標物體的三維立體圖像。

常見的三維激光雷達是機械旋轉式激光雷達，其包含多對激光發(fā)射器和接收器，每對激光發(fā)射器和接收器朝向不同的空間角度位置，形成扇面覆蓋，然后用單軸旋轉機構，驅動上述多對激光發(fā)射器和接收器整體旋轉，實現(xiàn)三維激光掃描。

由于上述機械旋轉式激光雷達的激光發(fā)射器和接收器的數量多、尺寸大，因此相鄰激光測距通道間存在較大的物理間距，從而導致整個激光雷達的尺寸較大、角分辨率較低。同時，由于每個激光測距通道的激光發(fā)射器和接收器都需要進行精確校準，以保證對焦準確、發(fā)射和接收光軸精確平行，且需要保證相鄰激光測距通道之間微小而精確的角度間隔，使得這類激光雷達組裝和調校的工作量大、生產效率低，從而導致很高的生產成本。另外，當各激光測距通道的調校工作完成后，需要將所有激光發(fā)射器和接收器膠合固定，因此，一旦出現(xiàn)某個或某幾個激光測距通道損壞時，需要對所有激光測距通道重新進行組裝和調校，維修成本極大。

發(fā)明內容

有鑒于此，本實用新型提供一種激光雷達系統(tǒng)，包含：激光掃描部件和旋轉部件，上述旋轉部件用于旋轉上述激光掃描部件；上述激光掃描部件包含：發(fā)射組件、發(fā)射透鏡、接收組件和接收透鏡。進一步地，上述發(fā)射組件包含多個激光發(fā)射器和第一光纖陣列，上述多個激光發(fā)射器與多條光纖一一對應，其中每個激光發(fā)射器發(fā)射的激光進入對應的光纖，上述多個激光發(fā)射器對應的多條光纖與上述第一光纖陣列連接；上述發(fā)射透鏡用于將來自上述第一光纖陣列的激光準直后發(fā)射；上述接收組件包含多個接收器和第二光纖陣列，上述多個接收器與多條光纖一一對應，其中每個接收器接收對應光纖傳導的反射光，上述多個接收器對應的多條光纖與上述第二光纖陣列連接；上述接收透鏡用于接收上述激光的反射光，并將該反射光匯聚到上述第二光纖陣列。

可選地，上述發(fā)射組件還包含第一多芯光纖連接器，用于將上述多個激光發(fā)射器對應的多條光纖連接到上述第一光纖陣列；上述接收組件還包含第二多芯光纖連接器，用于將上述多個接收器對應的多條光纖連接到上述第二光纖陣列。

進一步地，上述發(fā)射組件還包含多個光束整形器，上述多個光束整形器與上述多個激光發(fā)射器一一對應，上述光束整形器用于將激光發(fā)射器發(fā)射的激光耦合到對應的光纖中。可選地，上述光束整形器可以是雙柱面透鏡，該雙柱面透鏡的兩個柱面的母線相互正交。

或者，上述光束整形器可以是一種基于光學衍射的光束整形器，包括：準直透鏡、第一衍射元件和第二衍射元件。其中，上述準直透鏡用于將激光發(fā)射器發(fā)射的光束在快軸方向進行準直，變成細長條形光束；上述第一衍射元件用于將上述細長條形光束分成若干光束，除中心光束外，其余各光束分別偏轉向不同的空間方位；上述第二衍射元件用于對上述其余各光束進行校正，使上述其余各光束與上述中心光束重疊，并聚焦到對應光纖的端面。