本發(fā)明屬于雷達(dá)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種基于飛行時(shí)間原理的激光雷達(dá)光路系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

激光雷達(dá)具有精準(zhǔn)度高、作業(yè)速度快和效率高等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用與汽車自動(dòng)駕駛、機(jī)器人定位導(dǎo)航、空間環(huán)境測(cè)繪、安保安防等領(lǐng)域。激光雷達(dá)(LiDAR)是通過(guò)發(fā)射激光束來(lái)探測(cè)目標(biāo)位置、速度等特征量的雷達(dá)系統(tǒng)，具有測(cè)量精度高、方向性好等優(yōu)點(diǎn)，在軍事領(lǐng)域以及民用的地理測(cè)繪等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。由于激光雷達(dá)可以形成精度高達(dá)厘米級(jí)的3D環(huán)境地圖，因此在ADAS及無(wú)人駕駛系統(tǒng)中具有重要作用。激光雷達(dá)運(yùn)作時(shí)，只需進(jìn)行非接觸掃描可以在短時(shí)間內(nèi)獲取物體和環(huán)境空間點(diǎn)的三維數(shù)據(jù)和信息，由于收集的數(shù)據(jù)是以點(diǎn)的形式組成，所以這些數(shù)據(jù)被稱作點(diǎn)云數(shù)據(jù)，其最大的特點(diǎn)是可以進(jìn)行后期的處理，依靠獲取的數(shù)據(jù)便能夠建立完整的三維立體模型，而如今隨著商用GPS及IMU(慣性測(cè)量單元)的發(fā)展，通過(guò)LIDAR從移動(dòng)平臺(tái)上(比如在機(jī)器人、飛機(jī)上)獲得高精度的數(shù)據(jù)已經(jīng)成為可能并被廣泛應(yīng)用。

現(xiàn)有的基于飛行時(shí)間原理的激光雷達(dá)一般采用激光發(fā)射和接收模塊并排放置的方式，由于雷達(dá)內(nèi)部結(jié)構(gòu)需要在電機(jī)的帶動(dòng)下進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)才能實(shí)現(xiàn)全方位掃描探測(cè)功能，而雷達(dá)外殼是不允許轉(zhuǎn)動(dòng)的，因而雷達(dá)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外殼的透光罩之間必須保持一定的間距。在激光雷達(dá)的工作過(guò)程中，激光器發(fā)射的部分激光需要穿透外殼的透光罩才能發(fā)射到目標(biāo)物體上，但透光罩并不能保證激光百分百通過(guò)，總會(huì)有少量的光線在透光罩的作用下形成漫反射，進(jìn)而使激光接收模塊產(chǎn)生一定的回光信號(hào)。

所以，現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計(jì)會(huì)增加了激光雷達(dá)的探測(cè)信號(hào)噪聲，進(jìn)而影響激光雷達(dá)的測(cè)距精度，降低設(shè)備的可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于飛行時(shí)間原理的激光雷達(dá)光路系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計(jì)會(huì)增加了激光雷達(dá)的探測(cè)信號(hào)噪聲，進(jìn)而影響激光雷達(dá)的測(cè)距精度，降低設(shè)備的可靠性的問題。

本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于飛行時(shí)間原理的激光雷達(dá)光路系統(tǒng)，所述光路系統(tǒng)包括殼體，以及位于殼體內(nèi)部、可對(duì)目標(biāo)范圍環(huán)境進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)掃描的激光發(fā)射接收裝置；

所述激光發(fā)射接收裝置包括：

激光發(fā)射模塊；以及

設(shè)于所述激光發(fā)射模塊一側(cè)的反射光接收模塊；

其中，所述激光發(fā)射模塊與所述反射光接收模塊的光路之間，設(shè)有用于阻隔發(fā)射激光在殼體上產(chǎn)生對(duì)所述反射光接收模塊的回光干擾的隔光件。

本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)在激光發(fā)射模塊與反射光接收模塊的光路之間，設(shè)置隔光件來(lái)阻隔激光在激光雷達(dá)內(nèi)部產(chǎn)生的漫反射回光，從而降低反射光接收模塊受回光干擾的機(jī)會(huì)，提高激光雷達(dá)的測(cè)距精度及工作過(guò)程中的可靠度。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種激光雷達(dá)光路系統(tǒng)剖面結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種激光雷達(dá)光路系統(tǒng)俯視圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種激光雷達(dá)光路系統(tǒng)剖面結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種激光雷達(dá)光路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)在激光發(fā)射模塊與反射光接收模塊的光路之間，設(shè)置隔光件來(lái)阻隔激光在激光雷達(dá)內(nèi)部產(chǎn)生的漫反射回光，從而降低反射光接收模塊受回光干擾的機(jī)會(huì)，提高激光雷達(dá)的測(cè)距精度及工作過(guò)程中的可靠度。

實(shí)施例一

參見圖1，為本發(fā)明實(shí)施例一中提供的一種激光雷達(dá)光路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，本實(shí)施例僅對(duì)與本發(fā)明相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行敘述，詳述如下：

在本發(fā)明實(shí)施例中，光路系統(tǒng)包括殼體1，以及位于殼體1內(nèi)部、可對(duì)目標(biāo)范圍環(huán)境進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)掃描的激光發(fā)射接收裝置2；激光發(fā)射接收裝置2包括激光發(fā)射模塊21；以及設(shè)于激光發(fā)射模塊21一側(cè)的反射光接收模塊22；其中，激光發(fā)射模塊21與反射光接收模塊22的光路之間，設(shè)有用于阻隔發(fā)射激光在殼體1上產(chǎn)生對(duì)反射光接收模塊22的回光干擾的隔光件3。在激光發(fā)射模塊21及反射光接收模塊22之間設(shè)置隔光件3，一方面可以避免激光發(fā)射光路與激光接收光路相互干擾，還能減少激光發(fā)射過(guò)程中在殼體1上反光所造成的回光干擾，提高激光雷達(dá)的測(cè)距精度。

作為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，激光發(fā)射模塊21包括激光器211；以及對(duì)激光器211的發(fā)射光路進(jìn)行遮光的第一遮光件212；反射光接收模塊22包括激光探測(cè)器221；以及與第一遮光件212相靠，對(duì)所述激光探測(cè)器221的接收光路進(jìn)行遮光的第二遮光件222。第一遮光件212及第二遮光件222內(nèi)表面與外表面均可涂覆吸光材料，以保護(hù)激光發(fā)射及接收光路不受干擾，增強(qiáng)測(cè)距的可靠性?？梢岳斫獾氖牵す馄?11及激光探測(cè)器221均為采用基于飛行時(shí)間原理所現(xiàn)有常用模塊，可以采用光纖激光器211、二極管激光器211等形式的激光器211。而激光探測(cè)器221通常包括聚光模塊及光電探測(cè)模塊。激光器211及激光探測(cè)器221具體的結(jié)構(gòu)、位置及型號(hào)均可參照現(xiàn)有的設(shè)計(jì)，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不作限定。

在本發(fā)明實(shí)施例中，第一遮光件212與第二遮光件222為水平放置的筒狀結(jié)構(gòu)，且所述第一遮光件212與所述第二遮光件222上下相對(duì)。該設(shè)計(jì)可以優(yōu)化激光雷達(dá)的光路結(jié)構(gòu)，提高激光雷達(dá)的精準(zhǔn)度，當(dāng)然，可以理解的是，第一遮光件212與第二遮光件222之間的相對(duì)位置，可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)，例如設(shè)計(jì)成左右相對(duì)等，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不作限定。

參見圖2，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種激光雷達(dá)光路系統(tǒng)俯視結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明實(shí)施例中，殼體1為內(nèi)部形成空腔的柱狀結(jié)構(gòu)，隔光件3為水平設(shè)于殼體1上的環(huán)形板狀結(jié)構(gòu)。可以看出，激光發(fā)射接收裝置2與隔光件3之間設(shè)有一空隙，以方便激光發(fā)射接收裝置2工作過(guò)程中的轉(zhuǎn)動(dòng)掃描，避免激光發(fā)射裝置與隔光件3產(chǎn)生物理摩擦。同時(shí)，環(huán)形板狀結(jié)構(gòu)可以保證激光發(fā)射接收裝置2在轉(zhuǎn)到無(wú)論哪個(gè)角度上，隔光件3均能對(duì)其中的反射光接收模塊22起到隔離回光的作用。

在本發(fā)明實(shí)施例中，隔光件3靠近第一遮光件212及第二遮光件222相靠之處的前端。具體的，隔光件3因其設(shè)于殼體1上，且與第一遮光件212及第二遮光件222的相靠之處抵近，可以保證隔離回光的效果，提高激光雷達(dá)的測(cè)距精準(zhǔn)度。

在本發(fā)明實(shí)施例中，隔光件3表面設(shè)有可吸收激光在殼體1上的回光的吸光層。在隔光件3表面設(shè)置吸光層，可以有效提高回光的吸收效率，同時(shí)可以避免回光在隔光件3上產(chǎn)生二次反射，影響反射光接收模塊22的精確度。

實(shí)施例二

參見圖3，為本發(fā)明實(shí)施例二中提供的一種激光雷達(dá)光路系統(tǒng)的剖面結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，本實(shí)施例僅對(duì)與本發(fā)明相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行敘述，詳述如下：

在本發(fā)明實(shí)施例中，與實(shí)施例一相比，其不同之處在于第一遮光件212、第二遮光件222與隔光件3之間的相互位置關(guān)系。除了以上所說(shuō)的不同之處，其他部分具體實(shí)施方式均可參考實(shí)施例一的描述。

作為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，第一遮光件212位于第二遮光件222上方，第一遮光件212的軸向長(zhǎng)度小于第二遮光件222的軸向長(zhǎng)度，且隔光件3一端的下部與第二遮光件222外側(cè)面頂部相抵近。

在本發(fā)明實(shí)施例中，第一遮光件212的軸向長(zhǎng)度小于第二遮光件222的軸向長(zhǎng)度，便于外殼可以制造成具有一定傾斜度的圓臺(tái)狀結(jié)構(gòu)，使得激光在穿透外殼中的透光罩時(shí)，若產(chǎn)生回光也會(huì)因?yàn)橥鈿さ膬A斜度而斜向下射向隔光板；另一方面，隔光件3一端的下部與第二遮光件222外側(cè)面頂部相抵近，如此設(shè)計(jì)可以使得第一遮光件212、第二遮光件222與隔光件3之間產(chǎn)生相對(duì)位置的錯(cuò)位，使得第二遮光件222與隔光件3所在的空間，與第一遮光件212所在的空間相隔離。實(shí)施例二中隔光板與第一遮光件212、第二遮光件222之間的相對(duì)位置，大大增強(qiáng)隔光件3的隔光效果，使得激光雷達(dá)在工作的過(guò)程中，可以有效避免激光發(fā)射后在殼體1內(nèi)部產(chǎn)生漫反射，從而造成反射光接收模塊22接收到回光噪聲的問題，大大提高激光雷達(dá)的測(cè)距精準(zhǔn)度及可靠度。

在本發(fā)明實(shí)施例中，隔光件3的上表面與第一遮光件212內(nèi)側(cè)面底部位于同一平面?？梢岳斫獾氖牵@樣設(shè)計(jì)可以使得第一遮光件212一端所設(shè)置的激光器211發(fā)射的激光不會(huì)受到隔光件3的阻隔，使得激光雷達(dá)設(shè)置隔光件3不會(huì)影響到其正常的工作性能。

實(shí)施例三

參見圖4，為本發(fā)明實(shí)施例三中提供的一種激光雷達(dá)光路系統(tǒng)的剖面結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，本實(shí)施例僅對(duì)與本發(fā)明相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行敘述，詳述如下：

在本發(fā)明實(shí)施例中，與實(shí)施例一和實(shí)施例二相比，其不同之處在于第一遮光件212、第二遮光件222與隔光件3之間的相互位置關(guān)系。除了以上所說(shuō)的不同之處，其他部分具體實(shí)施方式均可參考實(shí)施例一的描述。

作為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，第一遮光件212位于第二遮光件222下方，第一遮光件212的軸向長(zhǎng)度大于第二遮光件222的軸向長(zhǎng)度，且隔光件3一端的上部與所述第二遮光件222外側(cè)面底部相抵近。如此設(shè)計(jì)可以使得第一遮光件212、第二遮光件222與隔光件3之間產(chǎn)生相對(duì)位置的錯(cuò)位，使得第二遮光件222與隔光件3所在的空間，與第一遮光件212所在的空間相隔離。該設(shè)計(jì)與實(shí)施例二具有相似性，但當(dāng)激光器211與激光探測(cè)器221位置相互置換的時(shí)候，隔光件3的位置同樣需要進(jìn)行調(diào)整，以大大增強(qiáng)隔光件3的隔光效果，使得激光雷達(dá)在工作的過(guò)程中，可以有效避免激光發(fā)射后在殼體1內(nèi)部產(chǎn)生漫反射，從而造成反射光接收模塊22接收到回光噪聲的問題，大大提高激光雷達(dá)的測(cè)距精準(zhǔn)度及可靠度。

在本發(fā)明實(shí)施例中，隔光件3的下表面與第一遮光件212內(nèi)側(cè)面頂部位于同一平面。可以理解的是，這樣設(shè)計(jì)可以使得第一遮光件212一端所設(shè)置的激光器211發(fā)射的激光不會(huì)受到隔光件3的阻隔，使得激光雷達(dá)設(shè)置隔光件3不會(huì)影響到其正常的工作性能。

總而言之，本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)在激光發(fā)射模塊與反射光接收模塊的光路之間，設(shè)置隔光件來(lái)阻隔激光在激光雷達(dá)內(nèi)部產(chǎn)生的漫反射回光，且通過(guò)設(shè)置第一遮光件、第二遮光件與隔光件之間的相對(duì)位置，使得第二遮光件與隔光件所在的空間，與第一遮光件所在的空間相隔離，大大增強(qiáng)隔光件的隔光效果，使得激光雷達(dá)在工作的過(guò)程中，可以有效避免激光發(fā)射后在殼體內(nèi)部產(chǎn)生漫反射，從而造成反射光接收模塊接收到回光噪聲的問題，大大提高激光雷達(dá)的測(cè)距精準(zhǔn)度及可靠度。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。