[发明专利]激光雷达系统

说明书

描述一种激光雷达系统(1)，所述激光雷达系统包括光学装置，该光学装置包括第一透镜(2)和第二透镜(3)，所述第一透镜优选静态地布置，所述第二透镜关于第一透镜(2)优选能够旋转运动地支承，其中，第一透镜(2)和第二透镜(3)位于共同的光路上，并且第一透镜(2)或第二透镜(3)中的至少一个设置用于能够被置于转动中，以便引起从所述光路到至少一个空间方向上的射束偏转。

技术领域

本发明涉及一种激光雷达系统，所述激光雷达系统包括光学装置，该光学装置包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜优选静态地布置，所述第二透镜关于第一透镜优选能够旋转运动地支承，其中，第一透镜和第二透镜位于共同的光路上。

背景技术

缩写LiDAR代表光探测和测距(Light detection and ranging)。如雷达传感器那样，激光雷达方法基于发送电磁射束到周围环境中。激光雷达传感器可以实现为一种扫描仪并且能够对周围环境中的对象进行距离测量。激光雷达越来越多地用于机动车，以便例如检查周围环境中的交通。例如可以借助激光雷达确定至周围环境中的对象(例如汽车)的距离以及该对象的速度。激光雷达系统通常包括至少一个光源和探测器，该光源通常是激光源。该光源向对象(例如汽车)发送光束(例如激光射束)，并且探测器接收由对象反射的光束。因此，例如也可以求取对象的位置，以便避免碰撞。因此，例如当激光雷达系统安装在机动车中时，该激光雷达系统可以有效地提高机动车的行驶安全性。此外，激光雷达系统可以用于在自主行驶时进行精确的环境检测。

进行扫描的激光雷达系统大多使用转动元件来实现水平的空间分辨率。在此，存在两个常见的方案。在第一方案中，具有激光源和探测器的整个系统转动。这具有如下缺点：必须在旋转的元件上实现至少一个电源供给和至少一个数据传输。第二方案避免第一方案的缺点，其方式是：仅射束偏转光学器件发生转动，其中，激光源(常简称为激光器)以及通常探测器是位置固定的。

在常见系统中，例如由DE102012021831A1和DE102013012789A1已知那样，射束偏转光学器件是镜，其中，无法使用主辐射方向(即激光的原始辐射方向)，因为该激光器位于发送射束的射束路径上。因此，水平的扫描区域通常要么旋转90°(如由DE102012021831A1已知)，要么例如借助镜(例如多面镜)使入射方向从水平的平面倾斜出来。

EP 2 304 489 B1涉及一种用于激光扫描的设备——尤其用于借助聚焦的激光射束扫描激光雷达系统前面的空间区域的设备。该设备在光学射束路径上包括第一能够旋转支承的导向元件和第二能够旋转支承的导向元件，其中，通过导向元件中的至少一个的旋转来使穿过的辐射偏转。为了控制射束偏转，可以通过能够旋转运动地支承的透镜体的旋转来改变外表面之间的角度——即进行棱镜调整。

根据现有技术的一些激光雷达系统的缺点是，由水平扫描区域的旋转产生关于接收孔径的非对称特性。也就是说，随着镜的转动角度增大，接收面减小(即镜的投影面减小)。附加地，出于该原因经常需要较大的镜。

由现有技术已知的一些激光雷达系统的另一缺点是当激光从水平的平面倾斜出来时，竖直扫描在转动上失真。尤其当将大的(例如大于50°的)水平偏转角与大的(例如大于20°的)竖直入射角组合时，这是特别明显的。在朝向边缘区域的方向上，竖直扫描方向倾斜至水平，由此竖直视野减少。

发明内容

根据本发明提供一种激光雷达系统，该激光雷达系统包括光学装置，该光学装置包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜优选静态地布置，所述第二透镜关于第一透镜优选能够旋转运动地支承，其中，第一透镜和第二透镜位于共同的光路上，其中，第一透镜或第二透镜中的至少一个设置用于能够被置于转动中，以便引起从光路到至少一个空间方向上的射束偏转。

根据本发明的激光雷达系统具有如下优点：通过转动光学装置的至少一个透镜，能够实现到一空间方向上的射束偏转。由此，可以借助激光在射束偏转平面中辐射到光学装置上，并且电磁辐射仍能从激光雷达系统出射到主辐射方向上。