本發(fā)明涉及檢測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種激光雷達(dá)及激光雷達(dá)控制方法。

背景技術(shù)：

激光雷達(dá)是以發(fā)射激光光束來(lái)探測(cè)目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達(dá)系統(tǒng)，其工作原理是先向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)激光光束，然后將接收到的從目標(biāo)反射回來(lái)的信號(hào)與發(fā)射信號(hào)進(jìn)行比較，作適當(dāng)處理后，就可獲得目標(biāo)的有關(guān)信息，例如目標(biāo)距離、方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)中的激光雷達(dá)，如果要實(shí)現(xiàn)三維掃描，即實(shí)現(xiàn)360范圍的掃描，需要多個(gè)激光發(fā)射器。激光雷達(dá)中使用的激光發(fā)射器的成本較高，因此現(xiàn)有技術(shù)中的使用多個(gè)激光發(fā)射器的激光雷達(dá)的成本也很高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例中提供了一種激光雷達(dá)，包括：

一個(gè)激光發(fā)射器，用于發(fā)射出射激光；

半透半反鏡，用于使所述來(lái)自激光發(fā)射器的出射激光透過(guò)至二維振鏡；

二維振鏡，用于在垂直方向上和水平方向上改變所述出射激光的光路方向。

可選的，所述二維振鏡還用于在垂直方向和水平方向上改變反射激光的光路方向，其中，所述反射激光為出射激光經(jīng)被測(cè)物體反射后的激光。

可選的，所述半透半反鏡還用于使所述來(lái)自所述二維振鏡的反射激光反射至接收器。

可選的，所述激光雷達(dá)還包括接收器，用于接收來(lái)自半透半反鏡的反射激光，所述反射激光為被測(cè)物體反射后的激光。

可選的，所述接收器為面陣式接收器。

可選的，所述激光雷達(dá)還包括準(zhǔn)直單元，設(shè)置于所述激光發(fā)射器與所述半透半反鏡之間，用于準(zhǔn)直所述激光發(fā)射器發(fā)射的出射激光。

可選的，所述激光雷達(dá)還包括聚焦單元，設(shè)置于所述接收器與半透半反鏡之間，用于聚焦所述來(lái)自半透半反鏡的反射激光，所述聚焦后的反射激光由所述接收器接收。

第二方面，公開(kāi)了一種激光雷達(dá)控制方法，包括：

一個(gè)激光發(fā)射器發(fā)射出射激光；

半透半反鏡使所述來(lái)自激光發(fā)射器的出射激光透過(guò)至二維振鏡；

二維振鏡在垂直方向上和水平方向上改變所述出射激光的光路方向。

可選的，所述方法還包括：

所述二維振鏡在垂直方向和水平方向上改變反射激光的光路方向，其中，所述反射激光為出射激光經(jīng)被測(cè)物體反射后的激光。

可選的，所述方法還包括：

所述半透半反鏡使所述來(lái)自所述二維振鏡的反射激光反射至接收器。

可選的，所述方法還包括：

接收器接收來(lái)自半透半反鏡的反射激光，所述反射激光為被測(cè)物體反射后的激光。

可選的，所述方法還包括：

所述接收器為面陣式接收器。

可選的，所述方法還包括：

準(zhǔn)直單元，準(zhǔn)直所述激光發(fā)射器發(fā)射的出射激光，所述準(zhǔn)直單元設(shè)置于所述激光發(fā)射器與所述半透半反鏡之間。

可選的，所述方法還包括：

聚焦單元，聚焦所述來(lái)自半透半反鏡的反射激光，所述聚焦后的反射激光由所述接收器接收，所述聚焦單元設(shè)置于所述接收器與半透半反鏡之間。

本發(fā)明的實(shí)施例中公開(kāi)了一種激光雷達(dá)，包括一個(gè)激光發(fā)射器、二維振鏡和半透半反鏡，由于本發(fā)明實(shí)施例只使用了一個(gè)激光發(fā)射器，可以節(jié)約成本；同時(shí)，本發(fā)明激光雷達(dá)采用二維振鏡使一個(gè)激光發(fā)射器發(fā)射的一條出射激光在垂直方向上改變光路，由于二維振鏡的扭轉(zhuǎn)速度極快，因此在垂直方向上分布的激光光束可以很多，從而可以提高激光雷達(dá)的垂直分辨率；二維振鏡可以使單個(gè)激光發(fā)射器發(fā)射的出射激光在水平方向上改變光路，從而實(shí)現(xiàn)三百六十度的三維掃描。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例的激光雷達(dá)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2所示為單點(diǎn)激光通過(guò)二維振鏡后的光斑圖；

圖3所示為本發(fā)明實(shí)施例的激光雷達(dá)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4所示為本發(fā)明實(shí)施例的激光雷達(dá)控制方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明如下實(shí)施例提供了一種激光雷達(dá)，能降低激光雷達(dá)的成本，提高激光雷達(dá)的垂直分辨率。

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例的激光雷達(dá)的示意圖，如圖1所示，所述激光雷達(dá)包括：

一個(gè)激光發(fā)射器110，用于發(fā)射出射激光；

半透半反鏡120，用于使所述來(lái)自激光發(fā)射器的出射激光透過(guò)至二維振鏡；

二維振鏡130，用于在垂直方向上和水平方向上改變所述出射激光的光路方向。

二維振鏡130在工作時(shí)需加載驅(qū)動(dòng)，工作在諧振頻率下，二維振鏡130的鏡面在二個(gè)軸方向上高速扭轉(zhuǎn)，將激光光束由點(diǎn)掃描成面。

常用的振鏡可以是振鏡(mems,micro-electro-mechanicalsystem)，或可以是機(jī)械式振鏡，或可以是具有相同或相似功能的其他功能單元。

圖2所示為單點(diǎn)激光通過(guò)二維振鏡后的光斑圖，如圖2所示，每?jī)蓷l曲線的交點(diǎn)處即一個(gè)光斑。

本發(fā)明的實(shí)施例中公開(kāi)了一種激光雷達(dá)，包括一個(gè)激光發(fā)射器、二維振鏡和半透半反鏡，由于本發(fā)明實(shí)施例只使用了一個(gè)激光發(fā)射器，因?yàn)榭梢怨?jié)約成本；同時(shí)，本發(fā)明激光雷達(dá)采用二維振鏡使一個(gè)激光發(fā)射器發(fā)射的一條出射激光在垂直方向上改變光路，由于二維振鏡的扭轉(zhuǎn)速度極快，因此在垂直方向上分布的激光光束可以很多，從而可以提高激光雷達(dá)的垂直分辨率；二維振鏡可以使單個(gè)激光發(fā)射器發(fā)射的出射激光在水平方向上改變光路，從而實(shí)現(xiàn)三百六十度的三維掃描。

本發(fā)明實(shí)施例中，二維振鏡120還用于在垂直方向和水平方向上改變反射激光的光路方向，其中，所述反射激光為出射激光經(jīng)被測(cè)物體100反射后的激光。

所述半透半反鏡120還用于使所述來(lái)自所述二維振鏡的反射激光反射至接收器。

由于激光的傳播速度很快，因此本發(fā)明實(shí)施例中，發(fā)射激光經(jīng)被測(cè)物體100反射后在10us內(nèi)反射激光已從原路返回了，因此，對(duì)于二維mems透鏡130來(lái)說(shuō)，出射激光和該出射激光對(duì)應(yīng)的反射激光的光路方向相反、路徑相同，所以反射激光可以通過(guò)二維mems透鏡130到達(dá)半透半反鏡120，而半透半反鏡120可以將反射激光反射至接收器。

圖1中，出射激光用實(shí)線表示，反射激光用虛線表示。為了更清楚的顯示出射激光和反射激光，兩條線之間拉開(kāi)了一定的距離。實(shí)際中，出射激光和反射激光無(wú)限接近于重合，兩條線也應(yīng)該是無(wú)限接近于重合的。

圖3所示為本發(fā)明實(shí)施例的激光雷達(dá)的示意圖，如圖3所示，所述激光雷達(dá)還包括接收器140，準(zhǔn)直單元150和聚焦單元160。

接收器140用于接收來(lái)自半透半反鏡120的反射激光，所述反射激光為被測(cè)物體100反射后的激光。

所述接收器140為面陣式接收器。

面陣式接收器可以是apd(avalanchephotodiode，雪崩二極管)陣列。apd在一個(gè)平面上均勻排列，當(dāng)反射激光被apd陣列接收后，經(jīng)處理器運(yùn)算后生成3d圖像。

準(zhǔn)直單元150，設(shè)置于所述激光發(fā)射器110與所述半透半反鏡120之間，用于準(zhǔn)直所述激光發(fā)射器110發(fā)射的出射激光。

本發(fā)明實(shí)施例中，準(zhǔn)直單元150可以是準(zhǔn)直鏡，準(zhǔn)直鏡可以是單透鏡，也可以是由多片透鏡組成的透鏡組。

若激光器110的發(fā)出的出射激光經(jīng)二維振鏡130的偏轉(zhuǎn)后再到準(zhǔn)直單元150，由于二維振鏡會(huì)將單點(diǎn)激光偏轉(zhuǎn)成一個(gè)面的激光光束，相當(dāng)于進(jìn)入準(zhǔn)直鏡的是大角度的入射光，要校正大角度入射光需要多片鏡片來(lái)校正，增加了產(chǎn)品成本，也增加了設(shè)計(jì)難度，還會(huì)造成出射激光的衰減。因此本發(fā)明實(shí)施例中，發(fā)射激光直接經(jīng)準(zhǔn)直鏡150準(zhǔn)直后在由二維振鏡130來(lái)偏轉(zhuǎn)，光的反射不引入像差等因素，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)難度，也無(wú)需引入多片鏡片來(lái)校正，可以節(jié)約成本。

本發(fā)明實(shí)施例中，聚焦單元160設(shè)置于所述接收器140與半透半反鏡120之間，用于聚焦所述來(lái)自半透半反鏡120的反射激光，所述聚焦后的反射激光由所述接收器接收140。

本發(fā)明實(shí)施例中，聚焦單元160可以是聚焦鏡，聚焦鏡可以是單透鏡，也可以是由多片透鏡組成的透鏡組。

本發(fā)明實(shí)施例的激光雷達(dá)能降低激光雷達(dá)的成本，提高激光雷達(dá)的垂直分辨率。

和上述激光雷達(dá)相對(duì)應(yīng)，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種激光雷達(dá)控制方法。圖4所示為本發(fā)明實(shí)施例的激光雷達(dá)控制方法的流程圖，如圖4所示，所述方法包括：

步驟410，一個(gè)激光發(fā)射器發(fā)射出射激光；

步驟420，半透半反鏡使所述來(lái)自激光發(fā)射器的出射激光透過(guò)至二維振鏡；

步驟430，二維振鏡在垂直方向上和水平方向上改變所述出射激光的光路方向。

可選的，所述方法還包括：

所述二維振鏡在垂直方向和水平方向上改變反射激光的光路方向，其中，所述反射激光為出射激光經(jīng)被測(cè)物體反射后的激光。

可選的，所述方法還包括：

所述半透半反鏡使所述來(lái)自所述二維振鏡的反射激光反射至接收器。

可選的，所述方法還包括：

接收器接收來(lái)自半透半反鏡的反射激光，所述反射激光為被測(cè)物體反射后的激光。

可選的，所述方法還包括：

所述接收器為面陣式接收器。

可選的，所述方法還包括：

準(zhǔn)直單元，準(zhǔn)直所述激光發(fā)射器發(fā)射的出射激光，所述準(zhǔn)直單元設(shè)置于所述激光發(fā)射器與所述半透半反鏡之間。

可選的，所述方法還包括：

聚焦單元，聚焦所述來(lái)自半透半反鏡的反射激光，所述聚焦后的反射激光由所述接收器接收，所述聚焦單元設(shè)置于所述接收器與半透半反鏡之間。

本發(fā)明實(shí)施例的激光雷達(dá)控制方法能降低激光雷達(dá)的成本，提高激光雷達(dá)的垂直分辨率。

本發(fā)明的實(shí)施例公開(kāi)了一種激光雷達(dá)和激光雷達(dá)控制方法，所述激光雷達(dá)包括一個(gè)激光發(fā)射器、二維振鏡和半透半反鏡，由于本發(fā)明實(shí)施例只使用了一個(gè)激光發(fā)射器，因?yàn)榭梢怨?jié)約成本；同時(shí)，本發(fā)明激光雷達(dá)采用二維振鏡使一個(gè)激光發(fā)射器發(fā)射的一條出射激光在垂直方向上改變光路，由于二維振鏡的扭轉(zhuǎn)速度極快，因此在垂直方向上分布的激光光束可以很多，從而可以提高激光雷達(dá)的垂直分辨率；二維振鏡可以使單個(gè)激光發(fā)射器發(fā)射的出射激光在水平方向上改變光路，從而實(shí)現(xiàn)三百六十度的三維掃描。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)可借助軟件加必需的通用硬件的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，通用硬件包括通用集成電路、通用cpu、通用存儲(chǔ)器、通用元器件等，當(dāng)然也可以通過(guò)專用硬件包括專用集成電路、專用cpu、專用存儲(chǔ)器、專用元器件等來(lái)實(shí)現(xiàn)，但很多情況下前者是更佳的實(shí)施方式。基于這樣的理解，本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中，如只讀存儲(chǔ)器(rom，read-onlymemory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram，randomaccessmemory)、磁碟、光盤(pán)等，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例或者實(shí)施例的某些部分所述的方法。

本說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其，對(duì)于系統(tǒng)實(shí)施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。

以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、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)。