[发明专利]一种多线扫描激光雷达装置及控制方法

说明书

本发明涉及激光测量领域，特别是涉及一种多线扫描激光雷达装置及控制方法。装置包括：包括发射部件、接收部件、第一可移动结构、第二可移动结构和控制部件：发射部件包括发射光源和发射角度调整器件，发射部件固定在第一可移动结构上，发射角度调整器件改变发射光源的出射光方向，发射光源和第一可移动结构分别与控制部件连接；接收部件包括接收探测器和接收角度调整器件，接收部件固定在第二可移动结构上，接收角度调整器件将反射光的光路正对接收探测器，接收探测器和第二可移动结构分别与控制部件连接。本发明可以解决现有多线扫描雷达多个发射光源和探测器互相干涉的问题，也降低了加工和控制的复杂度，也解决了发热大功耗高的问题。

【技术领域】

本发明涉及激光测量领域，特别是涉及一种多线扫描激光雷达装置及控制方法。

【背景技术】

按照扫描线数进行分类，激光雷达可以分为单线和多线扫描激光雷达。单线激光雷达仅能通过扫描电机的旋转获取单个扫描平面内的点云数据，如需探测三维立体的点云数据，则需要另外增加一个维度的旋转或平面移动设备，用于探测另外一个维度的数据。在单线激光雷达上增加移动设备，可以通过扫描电机和移动设备的配合运动实现三维点云数据探测，但也存在一些局限性，例如探测时间过长、不能实时探测等等。因此，在要求点云实时探测的应用场景，多线扫描激光雷达是必须的选择。

目前主要的多线扫描激光雷达的实现技术方案，是将多个发射光源和探测器进行集成，形成发射和接收的阵列分布，每组发射光源和探测器进行一个扫描平面的扫描。该方案中使用多个不同位置的发射光源和探测器进行扫描，发射光源和探测器无需移动，因此扫描速度快，可实现实时扫描，可应用在自动驾驶等特殊场景，具有突出的探测优势。但是，在这种方案中，每个发射光源和对应的探测器均需进行一一对应的位置设计和调整，以保证发射光源和探测器之间的一一对应。因此，该方案也存在一定的技术缺陷：(1)多个光源之间存在互相干涉的情况，需要通过时序控制发射和接收的顺序，避免同时发射；(2)发射光源和探测器阵列的元件密集程度过高，存在散热、功耗等应用问题，有可能会影响其长期可靠性；(3)该技术方案的光学调试和生产流程较为复杂，生产效率偏低，造成激光雷达的生产成本较高。

鉴于此，如何克服现有技术所存在的缺陷，解决现有多线扫描激光雷达技术方案的缺陷，是本技术领域待解决的问题。

【发明内容】

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明解决了现有多线激光扫描雷达控制难度高、使用稳定性差且成本较高的问题。

本发明实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种多线扫描激光雷达装置，包括发射部件1、接收部件2、第一可移动结构3、第二可移动结构4和控制部件5，具体的：发射部件1包括发射光源11和发射角度调整器件12，发射部件1固定在第一可移动结构3上，发射角度调整器件12改变发射光源11的出射光方向，发射光源11和第一可移动结构3分别与控制部件5连接；接收部件2包括接收探测器21和接收角度调整器件22，接收部件2固定在第二可移动结构4上，接收角度调整器件22将反射光的光路正对接收探测器21，接收探测器21和第二可移动结构4分别与控制部件5连接。

优选的，发射角度调整器件12具体包括发射透镜，发射透镜位于发射光源11的出射光路上，发射光源11位于发射透镜的焦平面上，出射光经过发射透镜后由发散光转换为平行光，出射光路通过发射透镜的不同位置后出射角度不同；接收角度调整器件22具体包括接收透镜，接收透镜位于接收探测器21的入射光路上，接收光源11位于接收透镜的焦平面上，平行的入射光经过发射透镜后被折射并聚焦至接收探测器21的受光部件上。

优选的，第一可移动结构3和第二可移动结构4具体包括旋转移动结构、一维移动结构和二维平面移动结构中的一种或多种，第一可移动结构3和第二可移动结构4带动发射部件1和接收部件2同步移动。