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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光雷达,特别是涉及一种混合固态激光雷达及扫描方法。
技术介绍
1、目前,360度的激光雷达大多为机械式激光雷达,机械式激光雷达通过激光发射和接收系统中镜片、镜头和机械结构进行绕轴旋转运动来实现水平扫描,并通过元器件堆叠来实现竖直方向上的扫描,从而最终实现二维度扫描。常用的机械式激光雷达存在的问题在于,一方面,长期整机旋转可能会造成光学系统失效、电路系统损坏、机械系统磨损等问题,从而使整机稳定性和寿命难以保证;另一方面,竖直方向上堆叠发射组数决定扫描线数和分辨率,要实现n线扫描就需要n组不同垂直方向的发射接收单元,因此分辨率会受到器件的限制。
2、此外传统的机械式激光雷达在进行n线扫描时就要对n组激光发射接收单元分别进行调整,不仅装调难度大,周期长,而且一经固定便无法调整,使用大量重复的激光发射接收单元会使器件成本增高,并且电路设计难度随之增加,主处理芯片性能需求也随之提高,从而整机成本难以下降。当这种激光雷达应用于电动新能源汽车时,由于堆叠使用激光器会使得整机功率过高,不利于在汽车上应用,同时,激光发射器作为高温热源和对温度敏感的光学接收系统紧邻,热量难以散出,使得机内高温,对接收系统产生负面影响,最终使整机性能受损。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题,本专利技术提供了一种混合固态激光雷达及扫描方法,以能够避免机械式激光雷达因器件旋转导致的稳定性和使用寿命风险,以及堆叠使用激光器产生的整机功率过高热量过大的问题,以达到使用更少的激光发射接收元件,实
2、第一方面,本专利技术提供了一种混合固态激光雷达,所述激光雷达包括:
3、多面体转镜、楔形棱镜、若干个反射镜和若干个激光收发系统;
4、若干个所述激光收发系统在水平面上的投影分布在同一圆周上,并以该圆周圆周等分的方式排列在所述楔形棱镜的下方,以使所述楔形棱镜对所述激光收发系统发射的探测激光进行折射,形成一维扫描光;
5、所述反射镜设置在与激光收发系统相对位置的所述楔形棱镜的上方,所述多面体转镜设置在所述楔形棱镜上方的中心轴位置,以使所述反射镜将所述一维扫描光反射形成竖直方向的一维扫描光,并射向所述多面体转镜,并使所述多面体转镜对所述竖直方向的一维扫描光进行反射,形成二维扫描光。
6、进一步地,所述多面体转镜和所述楔形棱镜以预设速度比同向旋转。
7、进一步地,所述多面体转镜的若干个反射面按照多面体转镜横截面的外接圆的圆周等分方式排列。
8、进一步地,所述激光收发系统沿垂直面向上发射探测激光。
9、进一步地,每个所述激光收发系统均包括若干组激光发射单元和激光接收单元。
10、进一步地,所述激光发射单元包括半导体激光器,所述激光接收单元包括apd和/或sipm阵列传感器。
11、进一步地,所述楔形棱镜的数量为若干个,所述若干个楔形棱镜按照预设规则排布,组合成楔形棱镜组。
12、第二方面,本专利技术提供了一种混合固态激光雷达扫描方法,所述方法包括:
13、各个激光收发系统发射探测激光;
14、通过楔形棱镜将所述探测激光进行折射,形成一维扫描光;
15、通过反射镜将所述一维扫描光反射形成竖直方向的一维扫描光,并射向多面体转镜,通过所述多面体转镜对所述竖直方向的一维扫描光进行反射,形成二维扫描光。
16、进一步地,所述通过楔形棱镜将所述探测激光进行折射,形成一维扫描光的步骤包括:
17、将楔形棱镜按照预设速度和方向进行旋转,以使所述探测激光经过所述楔形棱镜的折射,形成环形扫描光。
18、进一步地,所述通过所述多面体转镜对所述竖直方向的一维扫描光进行反射,形成二维扫描光的步骤包括:
19、通过所述多面体转镜对每个激光收发系统的所述竖直方向的一维扫描光进行反射,形成若干个具有预设水平夹角的扫描区域;
20、将各个所述扫描区域进行拼接,形成具有360°扫描区域的二维扫描。
21、本专利技术提供了一种混合固态激光雷达及扫描方法,本专利技术将激光收发系统和所有电路系统均固定不动,能够有效避免激光雷达因器件旋转导致的稳定性和使用寿命风险,并且仅使用少量的激光收发系统,就能够实现比传统激光雷达更高性能的二维扫描,同时少量的元器件可以有效降低整机功耗和产生的热量,从而提高了激光雷达的稳定性。
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1.一种混合固态激光雷达,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的混合固态激光雷达,其特征在于,所述多面体转镜和所述楔形棱镜以预设速度比同向旋转。
3.根据权利要求1所述的混合固态激光雷达,其特征在于,所述多面体转镜的若干个反射面按照多面体转镜横截面的外接圆的圆周等分方式排列。
4.根据权利要求1所述的混合固态激光雷达,其特征在于,所述激光收发系统沿垂直面向上发射探测激光。
5.根据权利要求1所述的混合固态激光雷达,其特征在于,每个所述激光收发系统均包括若干组激光发射单元和激光接收单元。
6.根据权利要求5所述的混合固态激光雷达,其特征在于,所述激光发射单元包括半导体激光器,所述激光接收单元包括APD和/或SIPM阵列传感器。
7.根据权利要求1所述的混合固态激光雷达,其特征在于,所述楔形棱镜的数量为若干个,所述若干个楔形棱镜按照预设规则排布,组合成楔形棱镜组。
8.一种混合固态激光雷达扫描方法,其特征在于,包括:
9.根据权利要求8所述的混合固态激光雷达扫描方法,其特征在于,所述
10.根据权利要求9所述的混合固态激光雷达扫描方法,其特征在于,所述通过所述多面体转镜对所述竖直方向的一维扫描光进行反射,形成二维扫描光的步骤包括:
...【技术特征摘要】
1.一种混合固态激光雷达,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的混合固态激光雷达,其特征在于,所述多面体转镜和所述楔形棱镜以预设速度比同向旋转。
3.根据权利要求1所述的混合固态激光雷达,其特征在于,所述多面体转镜的若干个反射面按照多面体转镜横截面的外接圆的圆周等分方式排列。
4.根据权利要求1所述的混合固态激光雷达,其特征在于,所述激光收发系统沿垂直面向上发射探测激光。
5.根据权利要求1所述的混合固态激光雷达,其特征在于,每个所述激光收发系统均包括若干组激光发射单元和激光接收单元。
6.根据权利要求5所述的混合固态激光雷达,其特征在于...
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