[發(fā)明專利]單軸旋轉(zhuǎn)的二維掃描系統(tǒng)和多線激光雷達

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010974971.1
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112099024B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林建東;孫亨利;張恒;秦屹
• 申請（專利權(quán)）人: 森思泰克河北科技有限公司
• 主分類號: G01S17/02
• 分類號: G01S17/02;G01S7/481;G01S7/48
• 代理公司: 石家莊國為知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 13120
• 代理人: 秦敏華

1.一種單軸旋轉(zhuǎn)的二維掃描系統(tǒng)，其特征在于，包括：旋轉(zhuǎn)反射鏡和電機，所述旋轉(zhuǎn)反射鏡包括反射鏡和旋轉(zhuǎn)軸；

所述反射鏡為由N條曲線組成N個依次連接的反射曲面構(gòu)成的柱形結(jié)構(gòu)反射鏡，N為大于等于3的正整數(shù)；

所述旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置在所述反射鏡內(nèi)的中心軸處；

所述電機連接所述旋轉(zhuǎn)軸，用于驅(qū)動所述反射鏡繞所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；

所述電機開啟后，當(dāng)多條入射光線以預(yù)設(shè)角度照射到所述旋轉(zhuǎn)反射鏡上的反射曲面時，反射光線以平行光線射出，多條反射光線構(gòu)成一個二維平面。

2.如權(quán)利要求1所述的單軸旋轉(zhuǎn)的二維掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述曲線為

其中，(x,y,z)表示所述曲線在空間坐標(biāo)系的各個坐標(biāo)軸上的值；x₀表示所述旋轉(zhuǎn)軸的坐標(biāo)值，ρ表示所述曲線繞所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)到xoy平面時所述旋轉(zhuǎn)軸的左側(cè)的柱坐標(biāo)系下的極徑，θ表示所述曲線繞所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)到xoy平面時所述旋轉(zhuǎn)軸的左側(cè)的柱坐標(biāo)系下的極角，ω_i表示第一平面與第二平面之間的夾角，所述第一平面為第i條曲線與所述旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成的半平面，i≤N，所述第二平面為所述旋轉(zhuǎn)軸與y軸形成的左半平面，α表示所述反射光線與x軸的夾角，C表示積分常數(shù)。

3.如權(quán)利要求2所述的單軸旋轉(zhuǎn)的二維掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述反射曲面為對應(yīng)的曲線沿著第一平面的垂直方向豎直拉伸角度δ形成；

其中，k表示反射曲面的比例系數(shù)。

4.如權(quán)利要求2所述的單軸旋轉(zhuǎn)的二維掃描系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述反射曲面旋轉(zhuǎn)使ω_i發(fā)生變化時，反射光線的α也隨之變化，且滿足

其中，α₀，α₁分別為所述反射光線與x軸的夾角的最小值和最大值，M為大于等于1的整數(shù)。

5.一種多線激光雷達，其特征在于，包括：上述權(quán)利要求1-4中任一項所述的單軸旋轉(zhuǎn)的二維掃描系統(tǒng)、發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)；

所述發(fā)射系統(tǒng)和所述接收系統(tǒng)設(shè)置在所述單軸旋轉(zhuǎn)的二維掃描系統(tǒng)的同側(cè)；

所述發(fā)射系統(tǒng)，用于發(fā)射激光，使多條入射光線以預(yù)設(shè)角度照射到所述旋轉(zhuǎn)反射鏡上的反射曲面上；

所述接收系統(tǒng)，用于接收回波信號，并對所述回波信號進行解析，得到目標(biāo)的二維掃描圖像；所述回波信號為所述旋轉(zhuǎn)反射鏡反射的反射光線掃描目標(biāo)后反射回來的信號。

6.如權(quán)利要求5所述的多線激光雷達，其特征在于，所述發(fā)射系統(tǒng)包括：激光二極管和快軸預(yù)準(zhǔn)直器；

所述激光二極管，用于發(fā)射激光；

所述快軸預(yù)準(zhǔn)直器設(shè)置在所述激光二極管內(nèi)，用于對所述激光二極管發(fā)出的激光進行處理，得到線性光源。

7.如權(quán)利要求5或6所述的多線激光雷達，其特征在于，所述接收系統(tǒng)包括：接收模塊和探測模塊；

所述接收模塊，用于接收所述回波信號，并將所述回波信號傳輸給所述探測模塊；

所述探測模塊，用于接收所述回波信號，并對所述回波信號進行解析，得到目標(biāo)的二維掃描圖像。

8.如權(quán)利要求7所述的多線激光雷達，其特征在于，所述接收模塊，包括接收透鏡。

9.如權(quán)利要求7所述的多線激光雷達，其特征在于，所述探測模塊包括探測器和處理器；

所述探測器，用于接收所述接收系統(tǒng)發(fā)送的回波信號，并發(fā)送給所述處理器；

所述處理器，用于對所述回波信號進行解析，得到目標(biāo)的二維掃描圖像。