[发明专利]一种微振镜扫描结构、电能驱动系统及角度检测系统

说明书

本发明涉及激光雷达领域，具体涉及一种微振镜扫描结构、电能驱动系统及角度检测系统。所述微振镜扫描结构包括磁铁、外框架、内框架和镜片框架，所述内框架上设置有第一绕组且自旋转设置在外框架内，所述镜片框架上设置有第二绕组和反射镜片，且自旋转设置在内框架内，所述磁铁设置在外框架外侧，且在外框架内形成磁场。本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过一种微振镜扫描结构、电能驱动系统及角度检测系统，相比于传统的检流计式扫描系统可以提供成本更低、体积更小、功耗更低的振动扫描解决方案，相比较于硅材料MEMS系统可以提供面积更大、扫描角度范围更广、更贴近实用的激光扫描方案。

技术领域

本发明涉及激光雷达领域，具体涉及一种微振镜扫描结构、电能驱动系统及角度检测系统。

背景技术

自动驾驶等技术高速发展，其中一项重要配套传感器激光雷达，为了满足各种特定需求，涌现出各种类型的方案。

目前用于激光雷达扫描的方案主要有以电机带动的旋转扫描系统、检流计式振镜扫描系统以及新兴的硅材料MEMS扫描系统。

电机带动的旋转扫描系统适合于360°大视场扫描，当用于局部视场扫描时其扫描效率明显降低。检流计式振镜扫描系统适合于小视场范围扫描，但是其体积大、功耗高。硅材料MEMS振镜扫描系统体积小、重量轻，目前存在的问题是扫描镜面积偏小，同时扫描视场范围也比较小，导致还不能满足业界的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种微振镜扫描结构、电能驱动系统及角度检测系统，解决现有的检流计式振镜系统体积太大，现有的硅材料MEMS振镜面积小、扫描范围小的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种激光雷达的微振镜扫描结构，所述微振镜扫描结构包括磁铁、外框架、内框架和镜片框架，所述内框架上设置有第一绕组且自旋转设置在外框架内，所述镜片框架上设置有第二绕组和反射镜片，且自旋转设置在内框架内，所述磁铁设置在外框架外侧，且在外框架内形成磁场，所述第一绕组和第二绕组在通电后产生电磁力并在磁场中运动，以带动对应的内框架和镜片框架自旋转。

其中，较佳方案是：所述内框架通过第一扭转轴自旋转设置在外框架内，且所述第一绕组环绕设置在内框架上；所述镜片框架通过第二扭转轴自旋转设置在内框架内，且所述第二绕组环绕设置在镜片框架上，且所述反射镜片的镜面与镜片框架的自旋转轴平行设置。

其中，较佳方案是：所述内框架的自旋转轴与镜片框架的自旋转轴垂直设置。

其中，较佳方案是：所述内框架的自旋转轴与镜片框架的自旋转轴共面设置。

其中，较佳方案是：所述磁铁在外框架内形成的磁场磁力线方向与外框架的结构面平行设置或接近平行设置。

其中，较佳方案是：所述磁场磁力线方向与内框架自旋转轴的方向构成夹角；所述磁场磁力线方向与镜片框架自旋转轴的方向构成夹角。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种微振镜扫描结构的电能驱动系统，包括所述的微振镜扫描结构和电流输入装置，所述电流输入装置分别向微振镜扫描结构的第一绕组和第二绕组输入正负驱动电流，所述第一绕组和第二绕组在通电后产生电磁力并在磁场中往复运动，以带动对应的内框架和镜片框架往复自旋转。

其中，较佳方案是：施加于第一绕组的所述正负驱动电流为连续的电流驱动信号，且扫描频率可控，所述扫描驱动波形包括阶梯波、三角波、锯齿波和正弦波中的一种；以及，施加于第二绕组的所述正负驱动电流的驱动信号波形包括阶梯波、正弦波、三角波和PWM脉冲中的一种，且驱动信号可控。

其中，较佳方案是：所述电流输入装置向第一绕组输入的第一驱动信号和向第二绕组输入的第二驱动信号频率为整数倍时实现固定线数扫描；或者，第二扫描轴驱动信号频率为第一驱动信号的非整数倍，以使各帧扫描线之间产生偏移。