激光雷达光学系统及激光雷达 |
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| 申请号 | CN201511018733.9 | 申请日 | 2015-12-29 | 公开(公告)号 | CN105652261A | 公开(公告)日 | 2016-06-08 |
| 申请人 | 华勤通讯技术有限公司; | 发明人 | 景磊; 毛湛萌; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 激光雷达 光学系统及激光雷达，所述激光雷达光学系统包括出射 光源 、第一 准直 镜、第二准直镜、平面镜以及反射镜，平面镜上设有反射区域及透射区域；出射光源的出射光经过第一准直镜照射至反射区域，反射区域用于将出射光反射至反射镜，反射镜用于将反射光反射至第二准直镜，第一准直镜和第二准直镜用于对出射光进行准直，并将准直后的出射光照射至被探测物体；第二准直镜还用于接收被探测物体的反射光，并将反射光通过反射镜反射至透射区域。本发明有效降低了出射光和反射光经过平面镜时的光强衰减，提高了探测到的反射光的光强，进而提高了激光雷达光学系统的测量 精度 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种激光雷达光学系统，包括出射光源，其特征在于，还包括第一准直镜、第二准直镜、平面镜以及反射镜，所述平面镜上设有反射区域及透射区域； |
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| 说明书全文 | 激光雷达光学系统及激光雷达技术领域[0001] 本发明涉及激光雷达探测技术领域，特别涉及一种激光雷达光学系统及激光雷达。 背景技术[0002] 在现有技术的激光雷达光学系统，通常采用一块半反半透镜片来对出射光进行反射出来，并对反射光进行透射处理，但是由于出射光和反射光都要经过半反半透镜片而造成光强衰减，导致实际探测的光强经过半反半透镜片后衰减为初始光强的25％左右，从而造成了激光雷达光学系统的测量灵敏度的降低。 发明内容[0005] 所述出射光源的出射光经过所述第一准直镜照射至所述反射区域，所述反射区域用于将所述出射光反射至所述反射镜，所述反射镜用于将所述反射光反射至所述第二准直镜，所述第一准直镜和所述第二准直镜用于对所述出射光进行准直，并将准直后的所述出射光照射至被探测物体； [0006] 所述第二准直镜还用于接收所述被探测物体的反射光，并将所述反射光通过所述反射镜反射至所述透射区域。 [0007] 较佳地，所述激光雷达光学系统还包括光探测器，所述光探测器用于接收经过所述透射区域的所述反射光。 [0008] 较佳地，所述激光雷达光学系统还包括滤波片，所述滤波片用于对经过所述透射区域的所述反射光进行滤波处理，所述光探测器用于接收滤波处理后的所述反射光。 [0009] 较佳地，所述光探测器与所述第二准直镜的焦点共轭。 [0010] 较佳地，所述平面镜反射的所述出射光与所述反射镜反射的所述反射光同轴。 [0011] 较佳地，所述反射区域位于所述平面镜的中心位置处，所述透射区域为所述平面镜中除所述反射区域以外的区域。 [0012] 较佳地，所述反射区域的形状和大小均为可调节的。 [0014] 较佳地，所述激光雷达光学系统还包括电机，所述反射镜与所述第二准直镜固定连接，所述电机用于驱动所述反射镜旋转。 [0016] 本发明的目的在于还提供了一种激光雷达，其特点在于，其包括上述的激光雷达光学系统。 [0017] 本发明的积极进步效果在于：本发明采用具有专门的反射区域和透射区域的平面镜代替现有的激光雷达光学系统中的半反半透镜片，从而有效降低了出射光和反射光经过平面镜时的光强衰减，提高了探测到的反射光的光强，进而提高了激光雷达光学系统的测量精度。附图说明 [0018] 图1为本发明的实施例1的激光雷达光学系统的光路结构示意图。 [0019] 图2为本发明的实施例2的激光雷达光学系统的光路结构示意图。 [0020] 图3为本发明的实施例3的激光雷达光学系统的平面镜的结构示意图。 具体实施方式[0021] 下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。 [0022] 实施例1 [0023] 如图1所示，本实施例的激光雷达光学系统包括出射光源1、第一准直镜2、平面镜3、反射镜4以及第二准直镜5，其中，在所述平面镜3上设有反射区域及透射区域。 [0024] 在本实施例中，所述出射光源1的出射光会通过所述第一准直镜2照射至所述平面镜3上的反射区域，所述反射区域则将所述出射光反射至所述反射镜4，所述反射镜4则将所述反射光反射至所述第二准直镜5，所述第一准直镜2和所述第二准直镜5会对所述出射光进行准直，并且将准直后的所述出射光照射至被探测物体6上； [0025] 所述被探测物体6由于所述出射光的照射而发生反射，所述第二准直镜5还接收所述被探测物体6的反射光，并将所述反射光通过所述反射镜4反射至所述平面镜3的透射区域，从而通过所述透射区域将所述反射光透射出去。其中，具体的出射光和反射光的光学传播路径参见图1中虚线及箭头所示。 [0026] 在本实施例的激光雷达光学系统中，通过采用具有专门的反射区域和透射区域的平面镜3代替现有的激光雷达光学系统中的半反半透镜片，从而有效降低了出射光和反射光经过平面镜3时的光强衰减，提高了探测到的反射光的光强，进而提高了激光雷达光学系统的测量精度。 [0027] 实施例2 [0028] 如图2所示，本实施例的激光雷达光学系统与实施例1中基本相同，其区别在于：在本实施例中，所述激光雷达光学系统还包括光探测器7，所述光探测器7用于接收经过所述平面镜3的透射区域后透射出来的所述反射光，所述光探测器7具体可设置在透射后的所述反射光的传播路径上。 [0029] 优选地，在所述平面镜3与所述光探测器7之间还设有滤波片8，所述滤波片8会对经过所述平面镜3的透射区域的所述反射光进行滤波处理，进而所述光探测器7接收经过所述滤波片8滤波处理后的所述反射光。 [0030] 本实施例中通过所述滤波片8就可以滤除背景光，从而可以提高所述光探测器7对所述反射光的收集和探测精度，其中所述滤波片8的滤波频率可根据实际需要进行选择和设置。 [0031] 在本实施例中，所述出射光源1优选地为可以发射出脉冲激光的激光二极管，所述光探测器7优选地可以为APD探测器(光电探测器)。 [0032] 实施例3 [0033] 本实施例与实施例2的激光雷达光学系统结构基本相同，主要区别在于：在本实施例中，所述光探测器7与所述第二准直镜5的焦点共轭，并且所述平面镜3反射的所述出射光与所述反射镜4反射的所述反射光同轴，从而有效地提高了本实施例的激光雷达光学系统在实际探测时的探测角度和探测范围。 [0034] 同时，在本实施例中，还具体在所述平面镜3的中心位置处设置所述反射区域31，并将所述平面镜3中除所述反射区域以外的外围区域设置为所述透射区域32，具体可在所述反射区域的表面镀反射膜以实现对所述出射光的反射，并在所述透射区域的表面镀增透膜以实现对所述反射光的透射，本实施例的所述平面镜3的具体结构示意图参见图3，利用本实施例的所述平面镜3能够有效地收集被探测物体的反射光，提高了所述光探测器收集到的光强，增强了本发明的激光雷达光学系统的探测距离和探测范围，并且提高了扫描角度和激光分辨能力。 [0035] 另外，本实施例中所述平面镜3中的所述反射区域31的形状和大小均为可调节的，而通过调节所述反射区域31的形状和大小，进而就可以对之后形成的光斑的形状和大小进行精确控制。 [0036] 在本实施例中，所述激光雷达光学系统还包括电机，所述反射镜4还与所述第二准直镜5固定连接，所述电机则用于驱动所述反射镜4旋转，这样所述第二准直镜5也会随着所述反射镜4一起旋转，从而本实施例的激光雷达光学系统可以实现360°无死角地探测，保证了激光雷达光学系统的最大角度的探测范围。 [0037] 本实施例的激光雷达光学系统在保持激光发射脉冲、被探测物体和接收光学系统器件同轴的同时还能大幅度提高激光雷达探测的接收光强和探测距离及范围，同时各光学器件也更加易于加工和装调。 [0038] 本发明还提供了一种包括上述激光雷达光学系统的激光雷达，所述激光雷达可以应用在机器人、移动巡检小车等需要进行激光雷达探测的产品上，这样产品通过本发明的激光雷达可以实现实时搜索障碍物体并实现自动避障。 |
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