[發明專利]激光收發模塊及激光雷達系統

在審

• 申請號: 201910182514.6
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN109814087A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 吳世祥;向少卿
• 申請（專利權）人: 上海禾賽光電科技有限公司
• 主分類號: G01S7/483
• 分類號: G01S7/483;G01S7/486
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 吳敏

本發明提供了一種激光收發模塊和激光雷達系統。所述激光收發模塊包括：發射模塊，適于發射激光束；傳輸模塊，適于將所述激光束傳輸至三維空間、以及接收和傳輸三維空間的障礙物反射所述激光束形成的回波信號；探測模塊，適于探測所述傳輸模塊傳輸的激光束的回波信號；其中，所述發射模塊和所述探測模塊設置于所述傳輸模塊的同一側，且所述發射模塊和所述探測模塊之間有預設距離；所述傳輸模塊包括：第一光學組件，所述第一光學組件適于對所述發射模塊發射的激光束進行準直，以及對所述傳輸模塊接收的三維空間的障礙物反射所述激光束形成的回波信號進行會聚；以及光偏轉裝置，所述光偏轉裝置適于改變經所述第一光學組件準直的激光束的傳輸方向。

技術領域

本發明涉及激光探測技術領域，尤其涉及一種激光收發模塊及激光雷達系統。

背景技術

激光雷達作為一種主動探測傳感器，通過發射光路發射激光束、接收光路探測目標的回波信號來測量目標的距離信息，其中光學系統在激光雷達的探測過程中起到光束發射和會聚接收的重要功能。

根據發射光路與接收光路的布局方式的不同，可將激光雷達分為非同軸系統和同軸系統，非同軸系統的發射光路和接收光路相互獨立，通常采用不同的鏡組實現，分別承擔激光的發射和接收功能，而同軸系統的發射光路和接收光路共光軸，往往共用一個收發鏡組，通過分光元件(如分光鏡、小孔反射鏡等)來實現發射光束和接收光束的分離和交合。

非同軸系統由于需要具備兩個獨立的發射和接收模塊，往往造成激光雷達的體積較大、結構不緊湊；此外，非同軸系統還存在裝調復雜，成本較高的問題。而傳統的分光式同軸方案，由于分光元件處的雜散光難以避免，導致激光雷達存在較大的近場盲區。

發明內容

為了優化激光雷達的結構設計，提高激光雷達的綜合性能，本發明實施例提供一種激光收發模塊，包括：發射模塊，適于發射激光束；傳輸模塊，適于將所述激光束傳輸至三維空間、以及接收和傳輸三維空間的障礙物反射所述激光束形成的回波信號；探測模塊，適于探測所述傳輸模塊傳輸的激光束的回波信號；其中，所述發射模塊和所述探測模塊設置于所述傳輸模塊的同一側，且所述發射模塊和所述探測模塊之間有預設距離；所述傳輸模塊包括：第一光學組件，所述第一光學組件適于對所述發射模塊發射的激光束進行準直，以及對所述傳輸模塊接收的三維空間的障礙物反射所述激光束形成的回波信號進行會聚；以及光偏轉裝置，所述光偏轉裝置適于改變經所述第一光學組件準直的激光束的傳輸方向。

可選地，所述光偏轉裝置適于通過折射改變經所述第一光學組件準直的激光束的傳輸方向。

可選地，所述光偏轉裝置與所述第一光學組件之間有預定距離。

可選地，所述光偏轉裝置的孔徑小于所述第一光學組件的孔徑。

可選地，所述光偏轉裝置和所述第一光學組件同軸，且所述發射模塊和所述探測模塊相對于所述軸對稱設置。

可選地，所述傳輸模塊還包括第二光學組件，設置于所述發射模塊與所述第一光學組件之間，適于壓縮所述發射模塊發射的激光束的快軸發散角。

可選地，所述發射模塊和所述探測模塊設置于平行于所述第一光學組件的主平面的同一平面內。

可選地，所述激光收發模塊還包括設置于所述發射模塊和探測模塊之間的隔離裝置。

本發明實施例還提供一種激光雷達系統，包括：多個本發明實施例的激光收發模塊，所述多個激光收發模塊適于同軸轉動。

可選地，每個激光收發模塊的發射模塊包括一列或多列激光器，每列激光器包括沿所述三維空間的豎直方向間隔排列的多個激光器，所述多個激光器被設置為使得每個激光收發模塊具有預設豎直視場角范圍。

可選地，至少兩個所述激光收發模塊具有不同的預設豎直視場角范圍，且所述至少兩個激光收發模塊的預設豎直視場角范圍具有重疊區域。