[實用新型]激光雷達和車輛

有效

• 申請號: 201822012130.3
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN210626659U
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 陳澤
• 申請（專利權）人: 北京覺醒紀科技有限公司
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S17/931;G01S7/481
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

本實用新型提供了一種激光雷達，其包括：激光發射模塊，其配置為產生出射光；激光掃描模塊，用于改變來自激光發射模塊的出射光的空間取向并將出射光朝向周圍環境引導，激光掃描模塊包括：第一掃描子模塊，其沿第一方向改變來自激光發射模塊的出射光的空間取向；第二掃描子模塊，其沿第二方向改變來自激光發射模塊的出射光的空間取向，其中，第一掃描子模塊包括振鏡和第一驅動器，第一驅動器驅動振鏡的一部分繞第一軸線振動，第二掃描子模塊包括第二驅動器，第二驅動器帶動第一掃描子模塊圍繞第二軸線旋轉。本實用新型還提供了一種車輛，其包括如前所述的激光雷達，車輛能夠基于來自激光雷達的環境數據進行至少半自主操作。

技術領域

本實用新型涉及一種激光雷達和車輛，其特別地應用于至少以半自主模式操作的機動車輛中，用于獲知周圍環境中的一個或多個對象的方位和距離信息。

背景技術

機動車輛可以被配置為以自主模式或半自主模式操作，其中，車輛在具有很少或沒有駕駛員介入的情況下導航通過環境。所述機動車輛可包括配置為檢測關于車輛周圍的環境的信息的一個或多個傳感器，例如激光雷達。

激光雷達可通過快速且重復地發射激光光束來掃描周圍環境，以獲取反映周圍環境中的一個或多個對象的形貌、位置和運動的“點云”數據。具體地，一個或多個對象的反射表面的距離通過如下方式來確定：激光雷達向周圍環境發射激光光束并接收由周圍環境中的對象的反射表面所反射的反射光，通過計算激光光束的發射時間點和反射光的返回時間點之間的時間延遲來確定周圍環境中的反射表面的距離信息。同時，激光雷達可確定描述激光光束的空間取向的角度信息。將反射表面的距離信息和激光光束的角度信息相結合，可生成包括所掃描的周圍環境的點云數據的三維地圖。

現有技術提供了多種結構的激光雷達。例如，多線激光雷達采用豎直方向上排布的多個激光器，利用旋轉結構旋轉多個激光器。多線激光雷達由于結構笨重、成本高昂、耐久性欠佳等問題，其性能難以滿足日益增長的需求。另一種固態激光雷達通過采用數量較少的激光器和掃描結構相結合實現激光束在視場空間的掃描，在成本和可調節視場角等方面提供了諸多優勢。

現有的固態激光雷達多采用MEMS二維振鏡掃描激光。MEMS二維振鏡同時圍繞第一掃描軸線和第二掃描軸線振動，以將出射光在第一方向和第二方向上進行掃描。但由于MEMS二維振鏡的第一掃描軸線和第二掃描軸線均位于振鏡結構的平面內，經由二維振鏡掃描所產生的點云存在明顯的畸變現象。參見圖1，點云在第一方向上呈現出從下往上逐漸收窄的形狀。實踐中，這種點云畸變會導致各種問題。例如，在運用多個固態激光雷達進行視場拼接時，需要對不同激光雷達的點云進行拼接處理，為了覆蓋完整的視場，不同的點云之間不得不設置較大的重疊區域(例如沿第一方向的下部)。一方面，點云數據的利用效率被降低，另一方面，還伴隨有在點云的重疊區域激光能量密度超出人眼安全范圍的風險。

因此，實踐中期望提供一種兼顧低成本、小體積、高性能的全新結構的激光雷達。

發明內容

本實用新型旨在至少提供一種兼顧低成本、小體積、高性能的激光雷達。

根據本實用新型的第一方面，提供了一種激光雷達，其包括：激光發射模塊，其配置為產生出射光；激光掃描模塊，用于改變來自激光發射模塊的出射光的空間取向并將所述出射光朝向周圍環境引導，所述激光掃描模塊包括：第一掃描子模塊，其沿第一方向改變來自激光發射模塊的出射光的空間取向；第二掃描子模塊，其沿第二方向改變來自激光發射模塊的出射光的空間取向，其中，所述第一掃描子模塊包括振鏡和第一驅動器，所述第一驅動器驅動所述振鏡的一部分繞第一軸線振動，所述第二掃描子模塊包括第二驅動器，所述第二驅動器帶動所述第一掃描子模塊圍繞第二軸線旋轉。

根據本實用新型的激光雷達提供了分離的第一掃描子模塊和第二掃描子模塊。與現有技術中二維振鏡的結構相比，第一掃描子模塊的第一軸線和第二掃描子模塊的第二軸線不設置在同一平面內，有效避免了二維振鏡所產生的的點云畸變。