本發(fā)明涉及檢測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種激光雷達(dá)及激光雷達(dá)控制方法。

背景技術(shù)：

激光雷達(dá)是以發(fā)射激光光束來(lái)探測(cè)目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達(dá)系統(tǒng)，其工作原理是先向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)激光光束，然后將接收到的從目標(biāo)反射回來(lái)的信號(hào)與發(fā)射信號(hào)進(jìn)行比較，作適當(dāng)處理后，就可獲得目標(biāo)的有關(guān)信息，例如目標(biāo)距離、方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)中的激光雷達(dá)，如果要實(shí)現(xiàn)三維掃描，即實(shí)現(xiàn)360范圍的掃描，需要多個(gè)激光發(fā)射器。激光雷達(dá)中使用的激光發(fā)射器的成本較高，因此現(xiàn)有技術(shù)中的使用多個(gè)激光發(fā)射器的激光雷達(dá)的成本也很高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例中提供了一種激光雷達(dá)，包括：

一個(gè)激光發(fā)射器，用于發(fā)射出射激光；

半透半反鏡，用于使所述來(lái)自激光發(fā)射器的出射激光透過(guò)至所述一維振鏡；

一維振鏡，用于在垂直方向上改變所述出射激光的光路方向；

旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，用于在水平方向上改變所述出射激光的光路方向。

可選的，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)用于在水平方向上改變所述出射激光的光路方向，包括：

所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)帶動(dòng)激光發(fā)射器、半透半反鏡及以為memes振鏡旋轉(zhuǎn)，在水平方向上改變所述出射激光的光路方向；或

所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)自身轉(zhuǎn)動(dòng)，在水平方向上改變所述出射激光的光路方向。

可選的，所述一維振鏡還用于在垂直方向上改變反射激光的光路方向，其中，所述反射激光為出射激光經(jīng)被測(cè)物體反射后的激光。

可選的，所述半透半反鏡還用于使所述來(lái)自所述一維振鏡的反射激光反射至接收器。

可選的，所述激光雷達(dá)還包括接收器，用于接收來(lái)自半透半反鏡的反射激光，所述反射激光為被測(cè)物體反射后的激光。

可選的，所述接收器為面陣式接收器。

可選的，所述激光雷達(dá)還包括準(zhǔn)直單元，設(shè)置于所述激光發(fā)射器與所述半透半反鏡之間，用于準(zhǔn)直所述激光發(fā)射器發(fā)射的出射激光。

可選的，所述激光雷達(dá)還包括聚焦單元，設(shè)置于所述接收器與半透半反鏡之間，用于聚焦所述來(lái)自半透半反鏡的反射激光，所述聚焦后的反射激光由所述接收器接收。

第二方面，提供了一種激光雷達(dá)控制方法，包括：

一個(gè)激光發(fā)射器發(fā)射出射激光；

半透半反鏡使所述來(lái)自激光發(fā)射器的出射激光透過(guò)至一維振鏡；

一維振鏡在垂直方向上改變所述出射激光的光路方向；

旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)在水平方向上改變所述出射激光的光路方向。

可選的，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)在水平方向上改變所述出射激光的光路方向，包括：

所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)帶動(dòng)激光發(fā)射器、半透半反鏡及以為memes振鏡旋轉(zhuǎn)，以在水平方向上改變所述出射激光的光路方向；或

所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)自身轉(zhuǎn)動(dòng)，以在水平方向上改變所述出射激光的光路方向。

可選的，所述方法還包括：

所述一維振鏡在垂直方向上改變反射激光的光路方向，其中，所述反射激光為出射激光經(jīng)被測(cè)物體反射后的激光。

可選的，所述方法還包括：

所述半透半反鏡使所述來(lái)自所述一維振鏡的反射激光反射至接收器。

可選的，所述方法還包括：

接收器接收來(lái)自半透半反鏡的反射激光，所述反射激光為被測(cè)物體反射后的激光。

可選的，所述方法還包括：

所述接收器為面陣式接收器。

可選的，所述方法還包括：

準(zhǔn)直單元，準(zhǔn)直所述激光發(fā)射器發(fā)射的出射激光，所述準(zhǔn)直單元設(shè)置于所述激光發(fā)射器與所述半透半反鏡之間。

可選的，所述方法還包括：

聚焦單元聚焦所述來(lái)自半透半反鏡的反射激光，所述聚焦后的反射激光由所述接收器接收，所述聚焦單元設(shè)置于所述接收器與半透半反鏡之間。

本發(fā)明的實(shí)施例中公開(kāi)了一種激光雷達(dá)，包括一個(gè)激光發(fā)射器、一維振鏡、半透半反鏡和旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，由于本發(fā)明實(shí)施例只使用了一個(gè)激光發(fā)射器，因?yàn)榭梢怨?jié)約成本；同時(shí)，本發(fā)明激光雷達(dá)采用一維振鏡使一個(gè)激光發(fā)射器發(fā)射的一條出射激光在垂直方向上改變光路，由于一維振鏡的扭轉(zhuǎn)速度極快，因此在垂直方向上分布的激光光束可以很多，從而可以提高激光雷達(dá)的垂直分辨率；此外，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)可以在水平方向上改變出射激光的光路方向，從而實(shí)現(xiàn)三百六十度的三維掃描。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例的激光雷達(dá)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2所示為單點(diǎn)激光通過(guò)一維振鏡后的光斑圖；

圖3所示為本發(fā)明實(shí)施例的激光雷達(dá)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4所示為本發(fā)明實(shí)施例的激光雷達(dá)控制方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明如下實(shí)施例提供了一種激光雷達(dá)，能降低激光雷達(dá)的成本，提高激光雷達(dá)的垂直分辨率。

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例的激光雷達(dá)的示意圖，如圖1所示，所述激光雷達(dá)包括：

一個(gè)激光發(fā)射器110，用于發(fā)射出射激光；

半透半反鏡120，用于使所述來(lái)自激光發(fā)射器的出射激光透過(guò)至一維振鏡；

一維振鏡130，用于在垂直方向上改變所述出射激光的光路方向；

旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)140，用于在水平方向上改變所述出射激光的光路方向。

一維振鏡130在工作時(shí)需加載驅(qū)動(dòng)，工作在諧振頻率下，一維振鏡130的鏡面在一個(gè)軸方向上高速扭轉(zhuǎn)，將激光光束由點(diǎn)掃描成面。

常用的振鏡可以是mems振鏡(mems,micro-electro-mechanicalsystem)，或可以是機(jī)械式振鏡，或可以是具有相同或相似功能的其他功能單元。

圖2所示為激光發(fā)射器110發(fā)射的出射激光經(jīng)過(guò)一維振鏡130之后的光斑圖，理論上，經(jīng)過(guò)一維振鏡后130的出射激光在垂直方向上可以有無(wú)數(shù)條，即在垂直方向上分布的激光光束可以有很多條。垂直方向上的激光光束的條數(shù)決定了激光雷達(dá)的垂直分辨率，條數(shù)越多，垂直分辨率越高，因此，使用一維memes振鏡130的激光雷達(dá)的垂直分辨率可以很高。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)用于在水平方向上改變所述出射激光的光路方向，包括：

所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)帶動(dòng)激光發(fā)射器、半透半反鏡及一維memes振鏡旋轉(zhuǎn)，在水平方向上改變所述出射激光的光路方向；或

所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)自身轉(zhuǎn)動(dòng)，在水平方向上改變所述出射激光的光路方向。

圖1中的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)140僅為示例性地示出，并非旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)140的具體結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明實(shí)施例中，激光發(fā)射器110、半透半反鏡120及一維memes振鏡130可以設(shè)置于旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)140上，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)帶動(dòng)上述功能單元轉(zhuǎn)動(dòng)，從而在水平面上改變出射激光的光路方向。此類(lèi)型的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)可以是轉(zhuǎn)動(dòng)軸與轉(zhuǎn)動(dòng)底盤(pán)的方式，也可以是磁環(huán)等結(jié)構(gòu)，在此不再贅述。

本發(fā)明的實(shí)施例中，激光發(fā)射器110、半透半反鏡120及一維memes振鏡130可以保持靜止，僅由旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)140自身轉(zhuǎn)動(dòng)以在水平方向上改變所述出射激光的光路方向，此時(shí)旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)可以是旋轉(zhuǎn)反射鏡、旋轉(zhuǎn)透鏡等。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述一維振鏡130還用于在垂直方向上改變反射激光的光路方向，其中，所述反射激光為出射激光經(jīng)被測(cè)物體反射后的激光。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述半透半反鏡還用于使所述來(lái)自所述一維振鏡的反射激光反射至接收器。

由于激光的傳播速度很快，因此本發(fā)明實(shí)施例中，發(fā)射激光經(jīng)被測(cè)物體100反射后在10us內(nèi)反射激光已從原路返回了，因此，對(duì)于一維mems透鏡130來(lái)說(shuō)，出射激光和該出射激光對(duì)應(yīng)的反射激光的光路方向相反、路徑相同，所以反射激光可以通過(guò)一維mems透鏡130到達(dá)半透半反鏡120，而半透半反鏡120可以將反射激光反射至接收器。

圖1中，出射激光用實(shí)線表示，反射激光用虛線表示。為了更清楚的顯示出射激光和反射激光，兩條線之間拉開(kāi)了一定的距離。實(shí)際中，出射激光和反射激光無(wú)限接近于重合，兩條線也應(yīng)該是無(wú)限接近于重合的。

本發(fā)明的實(shí)施例中公開(kāi)了一種激光雷達(dá)，包括一個(gè)激光發(fā)射器、一維振鏡、半透半反鏡和旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，由于本發(fā)明實(shí)施例只使用了一個(gè)激光發(fā)射器，因?yàn)榭梢怨?jié)約成本；同時(shí)，本發(fā)明激光雷達(dá)采用一維振鏡使一個(gè)激光發(fā)射器發(fā)射的一條出射激光在垂直方向上改變光路，由于一維振鏡的扭轉(zhuǎn)速度極快，因此在垂直方向上分布的激光光束可以很多，從而可以提高激光雷達(dá)的垂直分辨率；此外，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)可以在水平方向上改變出射激光的光路方向，從而實(shí)現(xiàn)三百六十度的三維掃描。

圖3所示為本發(fā)明實(shí)施例的激光雷達(dá)的示意圖，如圖3所示，所述激光雷達(dá)還

本發(fā)明實(shí)施例中，一維振鏡120還用于在垂直方向和水平方向上改變反射激光的光路方向，其中，所述反射激光為出射激光經(jīng)被測(cè)物體100反射后的激光。

所述半透半反鏡120還用于使所述來(lái)自所述一維振鏡的反射激光反射至接收器。

由于激光的傳播速度很快，因此本發(fā)明實(shí)施例中，發(fā)射激光經(jīng)被測(cè)物體100反射后在10us內(nèi)反射激光已從原路返回了，因此，對(duì)于一維mems透鏡130來(lái)說(shuō)，出射激光和該出射激光對(duì)應(yīng)的反射激光的光路方向相反、路徑相同，所以反射激光可以通過(guò)一維mems透鏡130到達(dá)半透半反鏡120，而半透半反鏡120可以將反射激光反射至接收器。

圖1中，出射激光用實(shí)線表示，反射激光用虛線表示。為了更清楚的顯示出射激光和反射激光，兩條線之間拉開(kāi)了一定的距離。實(shí)際中，出射激光和反射激光無(wú)限接近于重合，兩條線也應(yīng)該是無(wú)限接近于重合的。

圖3所示為本發(fā)明實(shí)施例的激光雷達(dá)的示意圖，如圖3所示，所述激光雷達(dá)還包括：接收器150，準(zhǔn)直單元160以及聚焦單元170。

接收器150，用于接收來(lái)自半透半反鏡120的反射激光，所述反射激光為被測(cè)物體100反射后的激光。

可選的，所述接收器150為面陣式接收器。

面陣式接收器可以是apd(avalanchephotodiode，雪崩二極管)陣列。apd在一個(gè)平面上均勻排列，當(dāng)反射激光被apd陣列接收后，經(jīng)處理器運(yùn)算后生成3d圖像。

準(zhǔn)直單元160，設(shè)置于所述激光發(fā)射器110與所述半透半反鏡120之間，用于準(zhǔn)直所述激光發(fā)射器110發(fā)射的出射激光。

本發(fā)明實(shí)施例中，準(zhǔn)直單元160可以是準(zhǔn)直鏡，準(zhǔn)直鏡可以是單透鏡，也可以是由多片透鏡組成的透鏡組。

聚焦單元170，設(shè)置于所述接110收器與半透半反鏡120之間，用于聚焦所述來(lái)自半透半反鏡120的反射激光，所述聚焦后的反射激光由所述接收器150接收。

本發(fā)明實(shí)施例中，聚焦單元170可以是聚焦鏡，聚焦鏡可以是單透鏡，也可以是由多片透鏡組成的透鏡組。

若激光器110的發(fā)出的出射激光經(jīng)一維振鏡130的偏轉(zhuǎn)后再到準(zhǔn)直單元160，由于一維振鏡會(huì)將單點(diǎn)激光偏轉(zhuǎn)成一條線的激光光束，相當(dāng)于進(jìn)入準(zhǔn)直鏡的是大角度的入射光，要校正大角度入射光需要多片鏡片來(lái)校正，增加了產(chǎn)品成本，也增加了設(shè)計(jì)難度，還會(huì)造成出射激光的衰減。因此本發(fā)明實(shí)施例中，發(fā)射激光直接經(jīng)準(zhǔn)直單元160準(zhǔn)直后在由一維振鏡130來(lái)偏轉(zhuǎn)，光的反射不引入像差等因素，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)難度，也無(wú)需引入多片鏡片來(lái)校正，可以節(jié)約成本。

本發(fā)明實(shí)施例的激光雷達(dá)能降低激光雷達(dá)的成本，提高激光雷達(dá)的垂直分辨率。

和上述激光雷達(dá)相對(duì)應(yīng)，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種激光雷達(dá)控制方法。圖4所示為本發(fā)明實(shí)施例的激光雷達(dá)控制方法的流程圖，如圖4所示，所述方法包括：

步驟410，一個(gè)激光發(fā)射器發(fā)射出射激光；

步驟420，半透半反鏡使所述來(lái)自激光發(fā)射器的出射激光透過(guò)至一維振鏡；

步驟430，一維振鏡在垂直方向上改變所述出射激光的光路方向；

步驟440，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)在水平方向上改變所述出射激光的光路方向。

可選的，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)在水平方向上改變所述出射激光的光路方向，包括：

所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)帶動(dòng)激光發(fā)射器、半透半反鏡及以為memes振鏡旋轉(zhuǎn)，以在水平方向上改變所述出射激光的光路方向；或

所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)自身轉(zhuǎn)動(dòng)，以在水平方向上改變所述出射激光的光路方向。

可選的，所述方法還包括：

所述一維振鏡在垂直方向上改變反射激光的光路方向，其中，所述反射激光為出射激光經(jīng)被測(cè)物體反射后的激光。

可選的，所述方法還包括：

所述半透半反鏡使所述來(lái)自所述一維振鏡的反射激光反射至接收器。

可選的，所述方法還包括：

接收器接收來(lái)自半透半反鏡的反射激光，所述反射激光為被測(cè)物體反射后的激光。

可選的，所述方法還包括：

所述接收器為面陣式接收器。

可選的，所述方法還包括：

準(zhǔn)直單元，準(zhǔn)直所述激光發(fā)射器發(fā)射的出射激光，所述準(zhǔn)直單元設(shè)置于所述激光發(fā)射器與所述半透半反鏡之間。

可選的，所述方法還包括：

聚焦單元聚焦所述來(lái)自半透半反鏡的反射激光，所述聚焦后的反射激光由所述接收器接收，所述聚焦單元設(shè)置于所述接收器與半透半反鏡之間。

本發(fā)明實(shí)施例的激光雷達(dá)控制方法能降低激光雷達(dá)的成本，提高激光雷達(dá)的垂直分辨率。

本發(fā)明的實(shí)施例公開(kāi)了一種激光雷達(dá)和激光雷達(dá)控制方法，本發(fā)明的實(shí)施例中公開(kāi)了一種激光雷達(dá)，包括一個(gè)激光發(fā)射器、一維振鏡、半透半反鏡和旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，由于本發(fā)明實(shí)施例只使用了一個(gè)激光發(fā)射器，因?yàn)榭梢怨?jié)約成本；同時(shí)，本發(fā)明激光雷達(dá)采用一維振鏡使一個(gè)激光發(fā)射器發(fā)射的一條出射激光在垂直方向上改變光路，由于一維振鏡的扭轉(zhuǎn)速度極快，因此在垂直方向上分布的激光光束可以很多，從而可以提高激光雷達(dá)的垂直分辨率；此外，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)可以在水平方向上改變出射激光的光路方向，從而實(shí)現(xiàn)三百六十度的三維掃描。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)可借助軟件加必需的通用硬件的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，通用硬件包括通用集成電路、通用cpu、通用存儲(chǔ)器、通用元器件等，當(dāng)然也可以通過(guò)專(zhuān)用硬件包括專(zhuān)用集成電路、專(zhuān)用cpu、專(zhuān)用存儲(chǔ)器、專(zhuān)用元器件等來(lái)實(shí)現(xiàn)，但很多情況下前者是更佳的實(shí)施方式?；谶@樣的理解，本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中，如只讀存儲(chǔ)器(rom，read-onlymemory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram，randomaccessmemory)、磁碟、光盤(pán)等，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例或者實(shí)施例的某些部分所述的方法。

本說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其，對(duì)于系統(tǒng)實(shí)施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。

以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。