基于多个激光器的多线激光雷达以及使用其进行探测的方法技术

本发明专利技术提供了一种基于多个激光器的多线激光雷达，所述多线激光雷达包括转子、定子及中轴，所述多线激光雷达进一步包括：承载体，承载体上设置多个激光器，所述承载体设置在所述转子内；光准直器件、光接收器件和光电探测器，所述光准直器件、光接收器件和光电探测器设置在所述转子内；其特征在于：每个激光器发出的检测光被障碍物反射后，经过所述光接收器件后会聚在对应的光电探测器上，且所述激光器在竖直平面上的投影点在上下方向上具有疏密分布；所述多线激光雷达的线束≥16。本发明专利技术具有高垂直角分辨率、高水平角分辨率、高扫描频率、扫描结果更加准确等优点。结果更加准确等优点。结果更加准确等优点。

【技术实现步骤摘要】
基于多个激光器的多线激光雷达以及使用其进行探测的方法
[0001]本申请是2017年6月19日所提出的申请号为201710463616.6、专利技术名称为“基于多个激光器的多线激光雷达”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及激光雷达，特别涉及一种基于多个激光器的多线激光雷达以及使用其进行探测的方法。

技术介绍

[0003]为了尽可能多的获取被扫描区域的三维信息，目前多采用多线激光雷达，可以覆盖更多的垂直视场区域。目前市面上多线激光雷达的线束角度分布都采取在一定角度范围内均分的方法(即垂直角分辨率是确定的值)，如Velodyne的16线、32线及64线激光雷达，其垂直角分辨率分别是2度、1.33度及0.43度，Ibeo的4线、8线激光雷达垂直角分辨率为0.8度。
[0004]车载激光雷达的具体应用场景，主要是检测地面上的行人、车辆等。这就意味着如果在垂直方向上上下均分视场的话，向上发射的激光线束很大程度是被浪费的。
[0005]另外，如果按照目前市场产品的角度划分方案，将所有视场角全部均分，那么达到更高的垂直分辨率就需要更多线，这也就意味着更高的成本、更大的体积和更低的可靠性稳定性。由于受限于以太网的数据容量及车载CPU的处理速度，更高线数的激光雷达(如Velodyne)无法同时兼顾高水平角分辨率和高扫描频率。
[0006]而基于降低成本的原因而减少线数，那么角度间隔又太大，在不远的距离范围(如40米)就无法分辨目标，例如按照总垂直视场角32
°
，2
°
间隔(垂直分辨率)，需要16线，那么40m距离处激光线束间距大约在1.4m，很容易就漏掉一个行人。

技术实现思路

[0007]为解决上述现有技术方案中的不足，本专利技术提供了一种高垂直角分辨率、高水平角分辨率、高扫描速率、扫描结果准确的基于多个激光器的多线激光雷达。
[0008]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0009]一种基于多个激光器的多线激光雷达，所述多线激光雷达包括转子和定子；所述多线激光雷达进一步包括：
[0010]承载体，承载体上设置多个激光器；所述承载体设置在转子内；
[0011]光准直器件，所述承载体上的激光器在包括所述光准直器件的主轴的竖直平面上的投影点在上下方向上具有疏密分布；所述光准直器件设置在所述转子内。
[0012]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果为：
[0013]1.本专利技术通过激光器的疏密设置，使得激光光束非均匀分布设计在较低线束时，能够实现较高的垂直角分辨率，节约成本，减小体积；
[0014]2.本专利技术的激光雷达充分考虑到车辆行驶中需要识别的障碍物(如行人、车辆等)
通常聚集在水平线和靠近地面附近，因此增强了中心激光光束(水平和水平附近)的密度，这种非均匀式激光束分布在现实交通环境下更加科学合理；
[0015]3.本专利技术的激光雷达在垂直角分辨率高的同时，由于减小了线束，能够同时兼顾高水平角分辨率和高扫描频率，扫描结果更加准确；
[0016]4.本专利技术采用同轴(电机、转动腔、上电路板等均绕中轴旋转)传动方式，大大减小传动零件的数量以及占用的空间，提高系统稳定性；
[0017]5.电机顶置(电机可转动地固定在中轴的上部的外缘，转动腔处于电机的下部及沿中轴的径向的外缘，非电机的上部)，可以使得上下电路板距离很近，方便通讯，传动系统的检修也很方便。
附图说明
[0018]参照附图，本专利技术的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本专利技术的技术方案，而并非意在对本专利技术的保护范围构成限制。图中：
[0019]图1是根据本专利技术实施例1的承载体和激光器的结构简图；
[0020]图2是根据本专利技术实施例3的基于多个激光器的多线激光雷达的结构简图；
[0021]图3是根据本专利技术实施例3的承载体和激光器的结构简图；
[0022]图4是根据本专利技术实施例4的承载体和激光器的结构简图；
[0023]图5是根据本专利技术实施例4的多线激光雷达中扫描装置的结构简图；
[0024]图6是根据本专利技术实施例6的固定板和凹槽的结构简图。
具体实施方式
[0025]图1
‑
6和以下说明描述了本专利技术的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本专利技术。为了教导本专利技术技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本专利技术的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本专利技术的多个变型。由此，本专利技术并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
[0026]实施例1：
[0027]本专利技术实施例的一种基于多个激光器的多线激光雷达，所述多线激光雷达包括：
[0028]转子、定子，所述转子的内部被隔离为发射腔和接收腔；所述转子和定子是本领域的现有技术，在此不再赘述；
[0029]图1示意性地给出了本专利技术实施例的承载体和激光器的结构简图，如图1所示；
[0030]仅有一个承载体1，用于承载多个激光器；所述承载体设置在所述发射腔内；
[0031]多个激光器11，如20、40个，具体数量与激光雷达的线数对应；所述激光器自上而下地固定在所述承载体上，并共线；
[0032]光准直器件，如准直透镜，所述承载体上的激光器在包括所述光准直器件的主轴的竖直平面21上的投影点在上下方向上具有疏密分布，也即共线的激光器的上下分布具有疏密，如中间部分密，上部分和下部分疏；激光器发出的检测光穿过所述光准直器件后照射到外界物上，如地面、行人、自行车、公交站牌、汽车等；所述光准直器件设置在所述发射腔
内；
[0033]光接收器件，如聚焦透镜(组)，所述检测光在外界物上的反射光穿过所述光接收器件后被探测器接收；
[0034]探测器，所述探测器的数量与所述激光器的数量相同，所述探测器与激光器关于所述光准直器件和光接收器件的中心连线的中垂面对称设置；所述探测器设置在接收腔内。
[0035]上述多线激光雷达的工作过程为：
[0036]多个激光器发出多束激光，如1号激光器发出检测光，经光准直器件准直后射到外界物上，其中中心激光光束(水平和水平附近)的密度高，提高了垂直角分辨率；
[0037]检测光在外界物上的反射光经过光接收器件会聚到探测器上，如1号激光器发出的检测光被外界物反射后，经过接收器件后会聚在1号探测器上；
[0038]分析设备处理探测器传送来的电信号，从而探测外界物，如障碍物。
[0039]实施例2：
[0040]本专利技术实施例的一种基于多个激光器的多线激光雷达，与实施例1不同的是：
[0041]多个激光器不全部共线，如大部分激光器竖直设置并共线，间距相等，小部分激光器竖直设置并共线，间隔相等；所述大部分激光器和小部分激光器在水平方向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多个激光器的多线激光雷达，所述多线激光雷达包括转子、定子及中轴，所述多线激光雷达进一步包括：承载体，承载体上设置多个激光器，所述承载体设置在所述转子内；光准直器件、光接收器件和光电探测器，所述光准直器件、光接收器件和光电探测器设置在所述转子内；其特征在于：每个激光器发出的检测光被障碍物反射后，经过所述光接收器件后会聚在对应的光电探测器上，且所述激光器在竖直平面上的投影点在上下方向上具有疏密分布；所述多线激光雷达的线束≥16。2.根据权利要求1所述的多线激光雷达，其特征在于：所述竖直平面平行于中轴。3.根据权利要求1所述的多线激光雷达，其特征在于：所述投影点自上而下呈疏
‑
密
‑
疏分布。4.根据权利要求1所述的多线激光雷达，其特征在于：在竖直方向上，处于中间部分的激光器中，部分激光器在所述竖直平面上的投影点处于其它共线的相邻激光器在所述竖直平面上的投影点之间，所述部分激光器和所述相邻激光器非共线。5.根据权利要求1所述的多线激光雷达，其特征在于：所述激光器处于所述光准直器件的焦平面。6.根据权利要求1所述的多线激光雷达，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞，李娜，向少卿，李一帆，
申请(专利权)人：上海禾赛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：