本發(fā)明涉及激光雷達(dá)，特別涉及大視場(chǎng)車載激光雷達(dá)及車輛。

背景技術(shù)：

與超聲波雷達(dá)、微波雷達(dá)相比，激光雷達(dá)具有測(cè)量精度高、測(cè)距遠(yuǎn)、性能優(yōu)異等特點(diǎn)，適用于汽車測(cè)速、測(cè)距和目標(biāo)定位。近年來，應(yīng)用在汽車防撞自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)以及無人駕駛系統(tǒng)中的車載激光雷達(dá)備受矚目。

單線掃描激光雷達(dá)每秒鐘的脈沖數(shù)是有限的，覆蓋面小，在障礙物預(yù)警當(dāng)中很容易造成檢測(cè)的缺失。

為彌補(bǔ)單線掃描激光雷達(dá)的不足缺點(diǎn)，出現(xiàn)了多線激光雷達(dá)，如velodyne的多線激光雷達(dá)，請(qǐng)參見專利US7969558B2、US8767190B2。每個(gè)透鏡后有多個(gè)(16或32個(gè))激光發(fā)射器或接收器疊加排列，每對(duì)發(fā)射/接收器以1/3°或4/3°增量進(jìn)行準(zhǔn)直。該多線激光雷達(dá)的主要不足在于：

1.由于各發(fā)射器或各接收器間距離極小，因此裝配難度高，不適于批量生產(chǎn)，成本高；

2.多線激光雷達(dá)整體結(jié)構(gòu)對(duì)稱性低，旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性差，需要增加配重塊，相應(yīng)地增加了結(jié)構(gòu)復(fù)雜度；

3.垂直視場(chǎng)范圍為26.8°，在上坡或車身起伏較大時(shí)容易造成障礙物探測(cè)誤差，安全風(fēng)險(xiǎn)大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝配復(fù)雜度低、垂直視場(chǎng)角大、旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定好的大視場(chǎng)車載激光雷達(dá)。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種大視場(chǎng)車載激光雷達(dá)；所述激光雷達(dá)包括：

轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)；

至少二個(gè)長(zhǎng)程檢測(cè)單元，所述至少二個(gè)長(zhǎng)程檢測(cè)單元對(duì)稱地設(shè)置在所述轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)上；所述長(zhǎng)程檢測(cè)單元包括：

第一激光器，設(shè)置在第一激光器出射光路上的寬徑準(zhǔn)直器件；

寬徑會(huì)聚器件，設(shè)置在寬徑會(huì)聚器件形成會(huì)聚光路上的第一光電轉(zhuǎn)換器；

至少二個(gè)短程檢測(cè)單元，所述至少二個(gè)短程檢測(cè)單元對(duì)稱地設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)上；所述短程檢測(cè)單元包括：

第二激光器，設(shè)置在第二激光器出射光路上的窄徑準(zhǔn)直器件；

窄徑會(huì)聚器件，設(shè)置在窄徑會(huì)聚器件形成的會(huì)聚光路上的第二光電轉(zhuǎn)換器。

根據(jù)上述的激光雷達(dá)，可選地，所述長(zhǎng)程檢測(cè)單元進(jìn)一步包括：

出射腔，所述出射腔在沿著出射光路方向上的內(nèi)徑逐漸變大，所述寬徑準(zhǔn)直器件設(shè)置在出射腔的端部；

接收腔，所述接收腔在沿著會(huì)聚光路方向上的內(nèi)徑逐漸變小，所述寬徑準(zhǔn)直器件設(shè)置在出射腔的端部。

根據(jù)上述的激光雷達(dá)，可選地，所述長(zhǎng)程檢測(cè)單元進(jìn)一步包括：

第一反射鏡，所述第一反射鏡相對(duì)所述出射腔的中心軸線傾斜設(shè)置，第一激光器的出射光經(jīng)所述第一反射鏡反射后穿過出射腔，之后從寬徑準(zhǔn)直器件射出；

第二反射鏡，所述第二反射鏡相對(duì)所述接收射腔的中心軸線傾斜設(shè)置，外界入射光經(jīng)寬徑會(huì)聚器件會(huì)聚后穿過接收腔，之后被第二反射鏡反射到第一光電轉(zhuǎn)換器。

根據(jù)上述的激光雷達(dá)，可選地，所述短程檢測(cè)單元進(jìn)一步包括：

固定架，所述窄徑準(zhǔn)直器件和窄徑會(huì)聚器件設(shè)置在固定架上。

根據(jù)上述的激光雷達(dá)，優(yōu)選地，所述窄徑準(zhǔn)直器件和窄徑會(huì)聚器件中心間的連線與豎直方向的夾角大于零。

根據(jù)上述的激光雷達(dá)，可選地，所述長(zhǎng)程檢測(cè)單元和/或短程檢測(cè)單元相對(duì)所述轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)的夾角可調(diào)。

根據(jù)上述的激光雷達(dá)，可選地，所述寬徑準(zhǔn)直器件、寬徑會(huì)聚器件上下設(shè)置或左右設(shè)置；所述窄徑準(zhǔn)直器件、窄徑會(huì)聚器件上下設(shè)置或左右設(shè)置。

根據(jù)上述的激光雷達(dá)，可選地，所述激光雷達(dá)進(jìn)一步包括：

組合式反射鏡，所述組合式反射鏡設(shè)置在激光雷達(dá)的出射光光路上。

本發(fā)明的目的還在于提供了一種應(yīng)用上述車載激光雷達(dá)的車輛，該發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：

一種車輛，所述車輛包括：

車載激光雷達(dá)，所述車載激光雷達(dá)采用權(quán)利要求1-7任一所述的車載激光雷達(dá)，并設(shè)置在車頭。

根據(jù)上述的車輛，可選地，所述車載激光雷達(dá)進(jìn)一步包括：

組合式反射鏡，所述組合式反射鏡設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)的一側(cè)，反射面迎著車輛前進(jìn)方向。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為：

1.裝配調(diào)試難度大大降低，適合批量生產(chǎn)，以降低產(chǎn)品成本；

2.通過靈活調(diào)節(jié)組合式反射鏡的夾角，以及各檢測(cè)單元的俯仰角，使車載激光雷達(dá)具有360度的水平視場(chǎng)和-30°-30°的垂直視場(chǎng)，滿足復(fù)雜路況障礙物探測(cè)需求，提高了無人駕駛等車輛行駛的安全性；

3.各檢測(cè)單元對(duì)稱放置，容易實(shí)現(xiàn)重心配置在轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)上，無需額外增加配重塊，降低了系統(tǒng)復(fù)雜度。

附圖說明

參照附圖，本發(fā)明的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是：這些附圖僅僅用于舉例說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非意在對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的車載激光雷達(dá)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的長(zhǎng)程檢測(cè)單元的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的短程檢測(cè)單元的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的車載激光雷達(dá)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4的車載激光雷達(dá)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4的長(zhǎng)程檢測(cè)單元的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4的長(zhǎng)程檢測(cè)單元的另一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；

圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4的短程檢測(cè)單元的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

具體實(shí)施方式

圖1-8和以下說明描述了本發(fā)明的可選實(shí)施方式以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實(shí)施和再現(xiàn)本發(fā)明。為了教導(dǎo)本發(fā)明技術(shù)方案，已簡(jiǎn)化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解源自這些實(shí)施方式的變型或替換將在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本發(fā)明的多個(gè)變型。由此，本發(fā)明并不局限于下述可選實(shí)施方式，而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。

實(shí)施例1：

圖1示意性地給出了本發(fā)明實(shí)施例的一種大視場(chǎng)車載激光雷達(dá)，如圖1所示，所述激光雷達(dá)包括：

轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)11；

至少二個(gè)長(zhǎng)程檢測(cè)單元21，如二個(gè)，所述至少二個(gè)長(zhǎng)程檢測(cè)單元對(duì)稱且均勻地設(shè)置在所述轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)上；如圖2所示，每一長(zhǎng)程檢測(cè)單元21包括：

第一激光器22；

出射腔23，所述出射腔設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)上，且相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)的角度可調(diào)，在沿著第一激光器出射光路方向上的內(nèi)徑逐漸變大；出射腔的非安裝寬徑準(zhǔn)直器件的一端具有缺口；

寬徑準(zhǔn)直器件24，如準(zhǔn)直透鏡，所述寬徑準(zhǔn)直器件設(shè)置在出射腔的端部；

第一反射鏡25，所述第一反射鏡設(shè)置在出射腔的下部，相對(duì)所述出射腔的中心軸線傾斜設(shè)置，第一激光器的出射光經(jīng)所述第一反射鏡反射，反射光經(jīng)缺口進(jìn)入出射腔內(nèi)，后穿過出射腔，最后從寬徑準(zhǔn)直器件射出，即，所述第一激光器的軸線與出射腔的中心軸線間的夾角大于零，如90度；

第一光電轉(zhuǎn)換器26；

接收腔27，所述接收腔設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)上，且相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)的角度可調(diào)，在沿著會(huì)聚光路方向上的內(nèi)徑逐漸變小；出射腔的非安裝寬徑會(huì)聚器件的一端具有缺口；

寬徑會(huì)聚器件28，如會(huì)聚透鏡，所述寬徑會(huì)聚透鏡設(shè)置在接收腔的端部；

第二反射鏡29，所述第二反射鏡設(shè)置在接收腔的下部，相對(duì)所述接收射腔的中心軸線傾斜設(shè)置，外界入射光經(jīng)寬徑會(huì)聚器件會(huì)聚后穿過接收腔，之后經(jīng)缺口射出接收腔，被第二反射鏡反射后被第一光電轉(zhuǎn)換器接收，即，第一光電轉(zhuǎn)換器的軸線與接收腔的中心軸線的夾角大于零，如90度；

至少二個(gè)短程檢測(cè)單元，如四個(gè)，所述至少二個(gè)短程檢測(cè)單元對(duì)稱地設(shè)置在長(zhǎng)程檢測(cè)單元之間的轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)上，所有的長(zhǎng)程檢測(cè)單元和短程檢測(cè)單元均勻地設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)上；如圖3所示，每一短程檢測(cè)單元包括：

固定架33，所述固定架設(shè)置在所述轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)上，且相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)的角度可調(diào)；

第二激光器32；

窄徑準(zhǔn)直器件34，如準(zhǔn)直透鏡，所述窄徑準(zhǔn)直器件設(shè)置在所述固定架上，準(zhǔn)直所述第二激光器的出射光；

窄徑會(huì)聚器件35，如會(huì)聚透鏡，所述窄徑會(huì)聚器件設(shè)置在所述固定架上；

第二光電轉(zhuǎn)換器36，所述第二光電轉(zhuǎn)換器設(shè)置在窄徑會(huì)聚器件的會(huì)聚光路上。

實(shí)施例2：

本發(fā)明實(shí)施例的無人駕駛車輛，所述車輛包括：

車載激光雷達(dá)，如圖4所示，所述車載激光雷達(dá)采用實(shí)施例1中激光雷達(dá)，并設(shè)置在車頭；

組合式反射鏡，如由二個(gè)反射鏡41-42組成，二個(gè)反射鏡間的夾角可調(diào)，所述組合式反射鏡固定設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)的一側(cè)，反射面迎著車輛前進(jìn)方向，不隨轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)。

組合式反射鏡背對(duì)的方向?yàn)椴恍枰獧z測(cè)的方向。當(dāng)檢測(cè)單元旋轉(zhuǎn)至組合式反射鏡方向時(shí)，激光器的出射光被反射鏡41反射至反射鏡42，并由反射鏡42反射后出射至外部物體，被外部物體反射的光照射至反射鏡42，隨后反射至反射鏡41，并由反射鏡41反射后由會(huì)聚器件聚焦至光電轉(zhuǎn)換器。當(dāng)反射鏡41和反射鏡42之間的夾角為90°時(shí)，經(jīng)組合式反射鏡的出射光與初始經(jīng)出射透鏡的出射光平行；當(dāng)其夾角不為90°時(shí)，經(jīng)組合式反射鏡的出射光相對(duì)初始經(jīng)出射透鏡的出射光在旋轉(zhuǎn)臺(tái)垂直平面內(nèi)發(fā)生偏折。通過調(diào)節(jié)組合式反射鏡的夾角，以及各檢測(cè)單元的俯仰角，車載激光雷達(dá)垂直視場(chǎng)角可達(dá)-30°-30°。

實(shí)施例3：

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的車輛的應(yīng)用例。

在本實(shí)施例采用6線激光雷達(dá)，如圖1所示，采用二個(gè)長(zhǎng)程檢測(cè)單元，對(duì)稱且均勻地設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)上(即檢測(cè)單元之間的夾角為180度)，且相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)的俯仰角可調(diào)；寬徑準(zhǔn)直器件和寬徑會(huì)聚器件均采用凸透鏡，出射腔和接收腔左右設(shè)置，且一體成型；第一激光器的軸線與出射腔的軸線間的夾角為90度；采用四個(gè)短程檢測(cè)單元，對(duì)稱地設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)上；固定架設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)上，且相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)的俯仰角可調(diào)；窄徑準(zhǔn)直器件和窄徑會(huì)聚器件均采用凸透鏡，窄徑準(zhǔn)直器件的中心和窄徑會(huì)聚器件的中心間的連線與豎直方向間的夾角為銳角：窄徑會(huì)聚器件在下，窄徑準(zhǔn)直器件在窄徑會(huì)聚器件的左上方或右上方；第二激光器設(shè)置在窄徑準(zhǔn)直器件的焦點(diǎn)處，第二光電轉(zhuǎn)換器設(shè)置在窄徑會(huì)聚透鏡的焦點(diǎn)處；組合式反射鏡由二個(gè)反射鏡組成，二個(gè)反射鏡間的夾角可調(diào)，如銳角、直角。

通過選擇合適的口徑的寬徑準(zhǔn)直器件、寬徑會(huì)聚器件、窄徑準(zhǔn)直器件和窄徑會(huì)聚器件，使得長(zhǎng)程檢測(cè)單元的檢測(cè)距離達(dá)到200m，短程檢測(cè)單元的檢測(cè)距離達(dá)到100m。

實(shí)施例4：

本發(fā)明實(shí)施例4的無人駕駛車輛，所述無人駕駛車輛包括：

車載12線激光雷達(dá)，所述激光雷達(dá)設(shè)置在車頭，如圖5所示，所述激光雷達(dá)包括：

轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)11；

四個(gè)長(zhǎng)程檢測(cè)單元21，所述四個(gè)長(zhǎng)程檢測(cè)單元對(duì)稱且均勻地設(shè)置在所述轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)上，且相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)的俯仰角可調(diào)；如圖6-7所示，每一長(zhǎng)程檢測(cè)單元包括：

第一激光器22，所述第一激光器通過第一安裝板61如電路板固定在出射腔的上部；

出射腔23，所述出射腔設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)上，在沿著第一激光器出射光路方向上的內(nèi)徑逐漸變大；出射腔23的非安裝寬徑準(zhǔn)直器件的一端具有缺口51；

寬徑準(zhǔn)直器件24，如準(zhǔn)直透鏡，所述寬徑準(zhǔn)直器件設(shè)置在出射腔的端部；

第一反射鏡25，所述第一反射鏡設(shè)置在出射腔的下部，相對(duì)所述出射腔的中心軸線傾斜設(shè)置，第一激光器的出射光向下，經(jīng)缺口51進(jìn)入出射腔內(nèi)，經(jīng)所述第一反射鏡反射后穿過出射腔，最后從寬徑準(zhǔn)直器件射出，即，所述第一激光器的軸線與出射腔的中心軸線間的夾角大于零，如90度；

第一光電轉(zhuǎn)換器26，通過第二固定板62如電路板安裝在接收腔下部；

接收腔27，所述接收腔設(shè)置在出射腔下部，并與出射腔一體成型，在沿著會(huì)聚光路方向上的內(nèi)徑逐漸變??；接收腔27的非安裝寬徑會(huì)聚器件的一端具有缺口52；

寬徑會(huì)聚器件28，如會(huì)聚透鏡，所述寬徑會(huì)聚透鏡設(shè)置在接收腔的端部；

第二反射鏡29，所述第二反射鏡設(shè)置在接收腔的上部，相對(duì)所述接收射腔的中心軸線傾斜設(shè)置，外界入射光經(jīng)寬徑會(huì)聚器件會(huì)聚后穿過接收腔，之后經(jīng)缺口52射出接收腔，被第二反射鏡反射后被第一光電轉(zhuǎn)換器接收，即，第一光電轉(zhuǎn)換器的軸線與接收腔的中心軸線的夾角大于零，如90度；

四個(gè)短程檢測(cè)單元31，所述四個(gè)短程檢測(cè)單元對(duì)稱且均勻地設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)上，長(zhǎng)程檢測(cè)單元和短程檢測(cè)單元在轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)上交替、均勻設(shè)置；如圖8所示，每一短程檢測(cè)單元包括：

固定架33，所述固定架設(shè)置在所述轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)上，且相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)的角度可調(diào)；

第二激光器32、第三激光器71；

第一窄徑準(zhǔn)直器件34、第二窄徑準(zhǔn)直器件72，如準(zhǔn)直透鏡，所述第一窄徑準(zhǔn)直器件和第二窄徑準(zhǔn)直器件水平地設(shè)置在所述固定架的中間部分，分別準(zhǔn)直所述第二激光器、第三激光器的出射光；

第一窄徑會(huì)聚器件35、第二窄徑會(huì)聚器件73，如會(huì)聚透鏡，所述第一窄徑會(huì)聚器件和第二會(huì)聚器件上下設(shè)置，分別設(shè)置在所述固定架的上部和下部；

第二光電轉(zhuǎn)換器36、第三光電轉(zhuǎn)換器74，所述第二光電轉(zhuǎn)換器設(shè)置在第一窄徑會(huì)聚器件的會(huì)聚光路上，第三光電轉(zhuǎn)換器設(shè)置在第二窄徑會(huì)聚器件的會(huì)聚光路上。

通過選擇合適的口徑的寬徑準(zhǔn)直器件、寬徑會(huì)聚器件、窄徑準(zhǔn)直器件和窄徑會(huì)聚器件，使得長(zhǎng)程檢測(cè)單元的檢測(cè)距離達(dá)到200m，短程檢測(cè)單元的檢測(cè)距離達(dá)到100m。