【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基于光电探测的激光雷达，特别是涉及一种激光雷达。
技术介绍
1、激光雷达由于其高精度、高分辨率等测量优势已被广泛应用于各个领域。特别是在自动驾驶汽车领域，无论是标定、测试还是实际场景应用，激光雷达作为核心传感器都是必不可少的。
2、激光雷达用于发射激光信号，对环境中的目标进行扫描，激光信号能够快速遍历预定视场范围内的所有点位，实现视场全覆盖，是本领域技术人员对激光雷达性能指标的基础需求。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题在于，提供一种激光雷达，具有平行光路的同轴嵌套光路系统以实现空间高密度扫描。
2、更进一步的，实现扫描点位在扫描视场内倾斜环绕分布，扩展激光扫描的可覆盖点位，加快扫描过程中空间遍历的进程。
3、更进一步的，使得扫描模式侧重于优先进行垂直视场的覆盖，增大轨迹倾斜程度，增强扫描网格细密度，以通过延长扫描时长提升分辨率。
4、本专利技术公开了一种激光雷达，包括：
5、激光发射模组，包括激光发射光路以及n个用于发出激光束的激光光源，该n个激光光源安置于激光发射光路焦平面并围绕激光发射光路光轴圆周分布；
6、光信号接收模组，包括光信号接收光路以及n个光电探测单元，该n个光电探测单元安置于光信号接收光路焦平面并围绕光信号接收光路光轴圆周分布，该激光发射模组与该光信号接收模组设计为光轴重合的嵌套结构，n个激光光源与n个光电探测单元一一对应，共同形成n个平行光路收发对；
7、
8、n个激光束围绕该激光发射光路光轴形成空间汇聚发射模式，基于该n个平行光路收发对、激光发射光路以及光信号接收光路形成n组方向不同大小相同的激光探测指向角。
9、该激光发射模组安置于该光信号接收模组的外围，满足：
10、tan(θt)=tan(θr)=rt/ft=rr/fr ，ft>fr ，rt>rr ；
11、或者，该光信号接收模组安置于该激光发射模组的外围，满足：
12、tan(θt)=tan(θr)=rt/ft=rr/fr ，ft<fr ，rt<rr ；
13、ft为激光发射光路焦距，fr为光信号接收光路焦距，rt为n个激光光源所在圆周半径，rr为n个光电探测单元所在圆周半径，θt为平行光路中激光发射光路的激光探测指向角，θr为平行光路中光信号接收光路的激光探测指向角。
14、该激光发射光路光轴与该光信号接收光路光轴重合，形成同一平行光路收发对的激光光源与光电探测单元相对激光发射光路光轴的相位相同。
15、该光学扫描模组包括透射扫描单元和反射扫描单元。
16、该透射扫描单元采用圆形楔镜，该反射扫描单元采用旋转反射镜。
17、该圆形楔镜旋转带动n个激光束各自进行周期性转动，产生n个闭合扫描轨迹，相邻闭合扫描轨迹实现空间相交或相切；该n个闭合扫描轨迹围绕该激光发射光路光轴排布。
18、该旋转反射镜旋转带动出射于该圆形楔镜的n个激光束在进行360°空间扫描的同时实现像旋扫描。
19、通过该光学扫描模组的旋转，形成n组激光收发探测扫描轨迹，该n组激光收发探测扫描轨迹围绕该激光发射光路光轴排布且该n组激光收发探测扫描轨迹的空间分布方式与该n个激光光源在激光发射光路焦平面上的角度分布方式相关。
20、该旋转反射镜为反射镜或者具有反射面的透光介质体。
21、该光学扫描模组还包括视场调整楔镜单元，设置于该旋转反射镜的激光出射端，用于整体调整该激光雷达的垂直视场。
22、该圆形楔镜包括多个并列排布的子楔镜。
23、多个子楔镜具有至少2种不同楔角。
24、本专利技术的激光雷达可实现扫描点位在扫描视场内倾斜环绕分布扩散，对预定视场的点位进行快速遍历覆盖。本专利技术的扫描模式侧重于大角度的像旋翻转扫描，可优先进行垂直视场的覆盖，增大了轨迹倾斜程度，增强扫描网格细密度，提升分辨率。
25、本专利技术具有收发同轴嵌套光路系统，以实现收发平行视场，配合多个激光束的角度差异，实现更大角度的像旋翻滚，以实现倾斜式的扫描，获得更多目标物细节。同时实现扫描图案均匀分布，提高扫描效率。扩大收光区域，改善光学系统性能。
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1.一种激光雷达，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，N个激光束围绕该激光发射光路光轴形成空间汇聚发射模式，基于该N个平行光路收发对、激光发射光路以及光信号接收光路形成N组方向不同大小相同的激光探测指向角。
3.如权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，该激光发射模组安置于该光信号接收模组的外围，满足：
4.如权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，该激光发射光路光轴与该光信号接收光路光轴重合，形成同一平行光路收发对的激光光源与光电探测单元相对激光发射光路光轴的相位相同。
5.如权利要求1或2所述的激光雷达，其特征在于，该光学扫描模组包括透射扫描单元和反射扫描单元。
6.权利要求5所述的激光雷达，其特征在于，该透射扫描单元采用圆形楔镜，该圆形楔镜旋转带动N个激光束各自进行周期性转动，产生N个闭合扫描轨迹，相邻闭合扫描轨迹实现空间相交或相切；该N个闭合扫描轨迹围绕激光发射光路光轴排布。
7.如权利要求6所述的激光雷达，其特征在于，该反射扫描单元采用旋转反射镜，该旋转反射镜旋转带动出射于该
8.如权利要求7所述的激光雷达，其特征在于，通过该光学扫描模组的旋转，形成N组激光收发探测扫描轨迹，该N组激光收发探测扫描轨迹围绕激光发射光路光轴排布且该N组激光收发探测扫描轨迹的空间分布方式与该N个激光光源在激光发射光路焦平面上的角度分布方式相关。
9.如权利要求7所述的激光雷达，其特征在于，该旋转反射镜为反射镜或者具有反射面的透光介质体。
10.如权利要求7所述的激光雷达，其特征在于，该光学扫描模组还包括视场调整楔镜单元，设置于该旋转反射镜的激光出射端，用于整体调整该激光雷达的垂直视场。
11.如权利要求6所述的激光雷达，其特征在于，该圆形楔镜包括多个并列排布的子楔镜。
12.如权利要求11所述的激光雷达，其特征在于，多个子楔镜具有至少2种不同楔角。
...【技术特征摘要】
1.一种激光雷达，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，n个激光束围绕该激光发射光路光轴形成空间汇聚发射模式，基于该n个平行光路收发对、激光发射光路以及光信号接收光路形成n组方向不同大小相同的激光探测指向角。
3.如权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，该激光发射模组安置于该光信号接收模组的外围，满足：
4.如权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，该激光发射光路光轴与该光信号接收光路光轴重合，形成同一平行光路收发对的激光光源与光电探测单元相对激光发射光路光轴的相位相同。
5.如权利要求1或2所述的激光雷达，其特征在于，该光学扫描模组包括透射扫描单元和反射扫描单元。
6.权利要求5所述的激光雷达，其特征在于，该透射扫描单元采用圆形楔镜，该圆形楔镜旋转带动n个激光束各自进行周期性转动，产生n个闭合扫描轨迹，相邻闭合扫描轨迹实现空间相交或相切；该n个闭合扫描轨迹围绕激光发射光路光轴排布。
【专利技术属性】
技术研发人员：张珂殊，杨燕林，
申请(专利权)人：北京北科天绘科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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