[发明专利]激光成像检测和测距装置

说明书

本发明涉及激光成像检测和测距装置，该激光成像检测和测距装置包括光源(12)、镜(16)、可旋转轴(24)和马达(26)。光源(12)被配置成发射具有预定光束宽度的用于扫描扫描区(SZ)的光束；可旋转轴(24)具有与镜(16)的反射表面(16a)平行的中心轴线(CX)并且可旋转轴(24)连接至所述镜(16)的背表面(16b)。马达(26)被配置成使轴(24)旋转以使镜(16)在第一位置与第二位置之间旋转。光源(12)和镜(16)被布置成具有以下位置关系，该位置关系使得在镜(16)处于第一位置时镜中心(MC)与光束中心(BC)对准，并且当镜(16)在第一位置(不包括第一位置)与第二位置(包括第二位置)之间摆动时，镜中心(MC)在运动区域内移位。

技术领域

本公开内容涉及用于计算到对象的距离的LIDAR装置。

背景技术

代表光检测和测距的LIDAR是用于测量到扫描区域中的对象的距离的远程感测方法。这种LIDAR系统已经被很好地用于各种领域，包括用于自动驾驶区域的领域。LIDAR系统通常使用光发射器、光接收器以及用于将发射的光朝扫描区域反射的镜。通常通过使镜旋转以扩大检测区域来使用扫描镜。

发明内容

本公开内容的一方面是一种LIDAR装置，该LIDAR装置用于测量到预定扫描区中的对象的距离。该装置包括光源、镜、可旋转轴和马达。光源被配置成发射具有预定光束宽度的用于扫描扫描区的光束。镜具有反射表面以及与反射表面相反的背表面。该镜被配置成：使用反射表面将从光源发射的光束朝扫描区反射。可旋转轴具有与镜的反射表面平行的中心轴线。该轴经由例如连接构件连接至镜的背表面。

马达被配置成：使轴旋转以使镜在第一位置与第二位置之间摆动，所述第一位置与预定扫描区的一端对应，所述第二位置与预定扫描区的另一端对应，在镜处于第一位置时光束相对于反射表面的入射角大于在镜处于第二位置时光束相对于反射表面的入射角。

当光束中心被限定为从光源到反射表面的光束的光束宽度的中心时，则将光束中心的包括轴的中心轴线的一侧限定为运动区域。

光源和镜被布置成具有以下位置关系，该位置关系使得当在沿轴的中心轴线的方向上观察时，在镜处于第一位置时，镜中心与光束中心对准，所述镜中心被限定为反射表面上的与轴的中心轴线最接近的点，并且当镜在第一位置(不包括第一位置)与第二位置(包括第二位置)之间摆动时，镜中心在运动区域内移位。

附图说明

根据以下参照附图的详细描述，本公开内容的以上和其他目的、特征和优点将变得更加明显。

图1是根据第一实施方式的LIDAR装置的示意图。

图2是示出发光模块与扫描镜之间的位置关系的俯视图。

图3是LIDAR装置的侧视图。

图4是示出扫描镜在(a)中以-60度、在(b)中以0度以及在(c)中以+60度对激光束进行反射的图。

图5是LIDAR装置的框图。

图6是根据第一实施方式的检测信号、发射控制信号和返回信号的时序图。

图7是由根据第一实施方式的LIDAR装置执行的流程图。

图8是示出发光模块与扫描镜之间的位置关系的比较例的示意图。

图9是检测信号、发射控制信号和返回信号的比较例的时序图。

图10是根据第二实施方式的检测信号、发射控制信号和返回信号的时序图。

图11是由根据第二实施方式的LIDAR装置执行的流程图。

图12是根据第三实施方式的检测信号、发射控制信号和返回信号的时序图。