[發(fā)明專利]一種360°掃描單線激光雷達結(jié)構(gòu)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210983539.8
• 申請日: 2022-08-16
• 公開（公告）號: CN115327508A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖崗;肖偉;張帥;劉鵬;陳杰
• 申請（專利權(quán)）人: 上海星秒光電科技有限公司;山東星秒光電科技有限公司
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481
• 代理公司: 成都頂峰專利事務(wù)所(普通合伙) 51224
• 代理人: 王袁輝

本發(fā)明屬于單線激光雷達結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種360°掃描單線激光雷達結(jié)構(gòu)，包括激光器、透鏡組件、旋轉(zhuǎn)反射鏡、遮光筒、接收器、光學(xué)外罩、旋轉(zhuǎn)電機、供電線以及電機安裝座等部件；以及供電線從遮光筒的下方伸至遮光筒的上方并為旋轉(zhuǎn)電機供電；該供電線包括有外包層和線芯；所述線芯呈扁平狀并設(shè)置在外包層內(nèi)，線芯的厚度方向垂直于所述水平光柱；所述外包層采用可透過水平光柱和回波信號的透明材質(zhì)。透明的外包層減少了供電線激光的遮擋，線芯采用疊層設(shè)計的扁平結(jié)構(gòu)，能夠有效的減少激光掃描線芯時產(chǎn)生的回波信號，從而使得激光能夠穿過供電線對目標(biāo)進行雷達掃描，從而使得帶供電線的單線激光雷達獲得360°的掃描范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于單線激光雷達結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種360°掃描單線激光雷達結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

激光雷達是一種以發(fā)射激光束探測目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達系統(tǒng)。激光雷達作為一種有效的距離測量手段，具有測量速度快、獲取的數(shù)據(jù)精度高、實時性強等優(yōu)點，能適應(yīng)光照、雨雪等天氣復(fù)雜的環(huán)境，被廣泛用于各個領(lǐng)域中。此外，激光雷達與普通微波雷達還具有分辨率高的特點，通常角分辨率不低于0.1mard也就是說可以分辨3千米距離上相距0.3米的兩個目標(biāo)(這是微波雷達無論如何也辦不到的)，并可同時跟蹤多個目標(biāo)；距離分辨率可達0.1米；速度分辨率能達到10米/s以內(nèi)。距離和速度分辨率高，意味著可以利用距離——多譜勒成像技術(shù)來獲得目標(biāo)的清晰圖像。同時，由于激光直線傳播、方向性好、光束非常窄，只有在其傳播路徑上才能接收到，因此敵方截獲非常困難，且激光雷達的發(fā)射系統(tǒng)(發(fā)射望遠鏡)口徑很小，可接收區(qū)域窄，有意發(fā)射的激光干擾信號進入接收機的概率極低；另外，與微波雷達易受自然界廣泛存在的電磁波影響的情況不同，自然界中能對激光雷達起干擾作用的信號源不多，因此激光雷達抗有源干擾的能力很強，適于工作在日益復(fù)雜和激烈的信息戰(zhàn)環(huán)境中。

由于激光雷達存在的諸多優(yōu)點，激光雷達的應(yīng)用領(lǐng)域也非常多，而激光雷達按照線束可分為單線激光雷達以及多線激光雷達，單線激光雷達是目前成本最低的激光雷達，成本低，也意味著最接近量產(chǎn)，因此單線激光雷達的往往應(yīng)用性也較好。這種單束激光的工作原理是發(fā)射器在激光雷達內(nèi)部進行勻速的旋轉(zhuǎn)，每旋轉(zhuǎn)一個小角度即發(fā)射一次激光，輪巡一定的角度后，就生成了一幀完整的數(shù)據(jù)。由于激光雷達在測距因為其優(yōu)異的特性，在智能運動領(lǐng)域的感知環(huán)節(jié)中起著不可或缺的作用；而由于成本原因，在測距時多選用單線激光雷達的產(chǎn)品。

目前，一些已有的單線激光雷達的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，用于旋轉(zhuǎn)機構(gòu)往往是位于掃描激光的上方的，因此就需要供電線從激光的下方延伸至激光的上方，從而實現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的供電，而當(dāng)激光照射到供電線上時，就會產(chǎn)生回波信號并被接收器感知到，因此當(dāng)這種掃描結(jié)構(gòu)在供電線所在區(qū)域進行掃描時，所掃描到的目標(biāo)是供電線而不是遠處的目標(biāo)，同時，也正是由于這種原因，造成了激光雷達的掃描結(jié)構(gòu)的其掃描角度范圍在280°左右，而無法實現(xiàn)360°掃描。

針對這一問題，部分單線激光雷達所采用的方式，是利用無線傳輸?shù)姆绞絹砜刂菩D(zhuǎn)機旋轉(zhuǎn)，從而規(guī)避帶供電線這種掃描結(jié)構(gòu)帶來的掃描角度限制的問題，但是這種方式的缺陷在于需要將整個測距模塊都放置在轉(zhuǎn)動部件上，如此則增加了旋轉(zhuǎn)電機的負載，導(dǎo)致整體掃描速率的下降；同時由于需要采用無線供電技術(shù)、無線信號傳輸技術(shù)，大大增加整體技術(shù)的復(fù)雜度和生產(chǎn)成本，嚴重的限制了單線激光雷達的適用場景和量產(chǎn)化進程；為此，有必要設(shè)計一種能夠結(jié)構(gòu)簡單并且能夠?qū)崿F(xiàn)360°掃描的單線激光雷達。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有單線激光雷達部分掃描范圍被供電線遮擋的問題，本方案提供了一種360°掃描單線激光雷達結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種360°掃描單線激光雷達結(jié)構(gòu)，包括：

激光器，能夠朝上發(fā)射激光；

透鏡組件，設(shè)置于激光器的上方，并能夠?qū)⒓す庾優(yōu)橐皇叫星邑Q向朝上的準直光柱；