[实用新型]激光雷达

说明书

本实用新型涉及一种激光雷达，用于形成关于周围环境的点云图像，其特征在于，所述激光雷达包括激光发射模块、激光接收模块和发射接收共用模块，其中：激光发射模块包括用于产生出射光的激光发生器，所述出射光沿发射路径传输并穿过发射接收共用模块；发射共用模块将所述出射光朝向周围环境引导，并收集周围环境的一个或多个对象反射的反射光且将所述反射光沿接收路径朝向激光接收模块引导；激光接收模块包括激光检测器，所述激光检测器被配置为检测沿接收路径传输的反射光；且其中在所述发射接收共用模块中，所述出射光的发射路径和所述反射光的接收路径至少部分地重合。

技术领域

本实用新型涉及一种激光雷达，其特别地应用于至少以半自主模式操作的机动车辆中，用于获知周围环境中的一个或多个对象的方位和距离信息。

背景技术

机动车辆可以被配置为以自主模式或半自主模式操作，其中，车辆在具有很少或没有驾驶员介入的情况下导航通过环境。所述机动车辆可包括配置为检测关于车辆周围的环境的信息的一个或多个传感器，例如激光雷达。

激光雷达可通过快速且重复地发射激光光束来扫描周围环境，以获取反映周围环境中的一个或多个对象的形貌、位置和运动的“点云”数据。具体地，一个或多个对象的反射表面的距离通过如下方式来确定：激光雷达向周围环境发射激光光束并接收由周围环境中的对象的反射表面所反射的反射光，通过计算激光光束的发射时间点和反射光的返回时间点之间的时间延迟来确定周围环境中的反射表面的距离信息。同时，激光雷达可确定描述激光光束的空间取向的角度信息。将反射表面的距离信息和激光光束的角度信息相结合，可生成包括所扫描的周围环境的点云数据的三维地图。

发明内容

本发明旨在至少提供一种兼顾低成本、小体积、高性能的激光雷达。

根据本发明的一个实施例，提供了一种激光雷达，包括激光发射模块、激光接收模块和发射接收共用模块，其中：激光发射模块包括用于产生出射光的激光发生器，所述出射光沿发射路径传输并穿过发射接收共用模块；发射共用模块将所述出射光朝向周围环境引导，并收集周围环境的一个或多个对象反射的反射光且将所述反射光沿接收路径朝向激光接收模块引导；激光接收模块包括激光检测器，所述激光检测器被配置为检测沿接收路径传输的反射光；且其中在所述发射接收共用模块中，所述出射光的发射路径和所述反射光的接收路径至少部分地重合。

由于这样的光路结构设计，发射接收共用模块可提供发射路径和接收路径的共用空间，从而激光雷达的外形尺寸、制造成本可被压缩。

根据本发明的一个实施例，所述发射接收共用模块包括扫描结构，所述扫描结构改变来自激光发射模块的出射光的空间取向并将出射光朝向周围环境引导，且改变来自由周围环境中的一个或多个对象反射的反射光的空间取向并将反射光沿接收路径朝向激光接收模块引导。由此，扫描结构兼具改变出射光和反射光的空间取向的功能，在发射接收共用模块中，出射光的发射路径和反射光的接收路径基本同轴设置，这有助于消除旁轴光路中存在的光学误差，提高激光测距的精度，并简化结构设计。

根据本发明的一个实施例，所述激光雷达还包括透射反射器件，所述透射反射器件包括透射区域和反射区域，所述透射区域允许由激光发射模块产生的出射光透过并进入发射接收共用模块，所述反射区域反射来自发射接收共用模块的反射光并将所述反射光朝向激光接收模块引导。透射反射器件的设计有助于实现激光发射模块和激光接收模块空间上的合理布局，以更高效的方式利用激光雷达的内部容积。

优选地，所述激光发射模块包括第一反射器件，用于折叠所述出射光的发射路径，和/或所述激光发射模块包括第二反射器件，用于折叠所述反射光的接收路径。由于至少一个反射器件的设置，反射光的发射路径和/或接收路径可被折叠，激光发射模块和/或激光接收模块所占据的空间体积与未包括反射器件的激光发射模块和/或激光接收模块相比可被缩小，并且可将激光接收模块和/或激光接收模块的组成元件更紧凑、灵活地排布在激光雷达内部，从而减小激光雷达的外形尺寸。