本發(fā)明涉及檢測領(lǐng)域，特別涉及一種多線激光雷達和多線激光雷達控制方法。

背景技術(shù)：

激光雷達是以發(fā)射激光光束來探測目標的位置、速度等特征量的雷達系統(tǒng)，其工作原理是先向目標發(fā)射探測激光光束，然后將接收到的從目標反射回來的信號與發(fā)射信號進行比較，作適當(dāng)處理后，就可獲得目標的有關(guān)信息，例如目標距離、方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù)。

多線激光雷達是激光雷達的一種，是通過半導(dǎo)體激光發(fā)射器發(fā)射激光，并對回波光信號進行探測的，多線激光雷達包括多個激光發(fā)射器，每一個激光發(fā)射器可以測量一個距離。激光激光器的發(fā)射電路器件較為復(fù)雜，體積也較大，因此無法在較小的范圍內(nèi)堆疊足夠多的數(shù)量，單位范圍內(nèi)激光線數(shù)即激光發(fā)射器的堆疊數(shù)量是影響多線激光雷達垂直分辨率的重要因素，因此現(xiàn)有技術(shù)中的多線激光雷達垂直分辨率仍然較低。

可見，現(xiàn)有的多線激光雷達體積龐大，垂直分辨率不高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例中提供了一種多線激光雷達，能減小體積，提高垂直分辨率。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例公開了如下技術(shù)方案：

一方面，提供了一種多線激光雷達，其特征在于，包括：

激光發(fā)射器，用于發(fā)射激光；

壓縮整形單元，用于將所述發(fā)射激光耦合進入發(fā)射端光纖中；

所述發(fā)射端光纖用于導(dǎo)出發(fā)射激光至發(fā)射端光學(xué)準直單元；

所述發(fā)射端光學(xué)準直單元用于將所述發(fā)射激光準直為平行光。

可選的，還包括發(fā)射端光纖頭，設(shè)置與所述發(fā)射端光纖與發(fā)射端光學(xué)準直單元之間。

可選的，所述發(fā)射激光從所述發(fā)射端光纖出射后，出光點位于所述發(fā)射端光學(xué)準直單元的焦平面上。

可選的，還包括：

接收端光學(xué)準直單元，用于接收反射激光；

接收端光纖，用于將所述反射激光導(dǎo)入所述光纖準直單元；

所述光纖準直單元，用于將所述反射激光聚焦；

激光接收器，用于接收所述光纖準直單元聚焦后的反射激光。

可選的，還包括接收端光纖頭，設(shè)置于所述接收端光纖與接收端光學(xué)準直單元之間。

可選的，所述激光發(fā)射器、壓縮整形單元、發(fā)射端光纖以及發(fā)射端光學(xué)準直單元設(shè)置于所述激光雷達的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上。

可選的，所述接收端光學(xué)準直單元、接收端光纖以及激光接收器設(shè)置于所述激光雷達的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上。

第二方面，提供了一種多線激光雷達控制方法，包括：

激光發(fā)射器發(fā)射激光；

壓縮整形單元將所述發(fā)射激光耦合進入發(fā)射端光纖中；

所述發(fā)射端光纖導(dǎo)出所述發(fā)射激光至發(fā)射端光學(xué)準直單元；

所述發(fā)射端光學(xué)準直單元將所述發(fā)射激光準直為平行光。

可選的，所述激光從發(fā)射端光纖出射后，出光點位于所述發(fā)射端光學(xué)準直單元的焦平面上。

可選的，所述方法還包括：

接收端光學(xué)準直單元接收反射激光；

接收端光纖將所述反射激光導(dǎo)入光纖準直單元；

所述光纖準直單元將所述反射激光聚焦；

激光接收器接收所述光纖準直單元聚焦后的反射激光。

本發(fā)明的實施例中公開了一種多線激光雷達，包括激光發(fā)射器，用于發(fā)射激光；壓縮整形單元，用于將所述發(fā)射激光耦合進入發(fā)射端光纖中；發(fā)射端光纖，用于導(dǎo)出發(fā)射激光至發(fā)射端光學(xué)準直單元；發(fā)射端光學(xué)準直單元，用于將發(fā)射激光準直為平行光。本發(fā)明實施例的多線激光雷達，在壓縮整形透鏡與發(fā)射端光學(xué)準直單元之間采用光纖導(dǎo)入發(fā)射激光，光纖的外徑很細，可以較為緊密的安裝，從而可以提高發(fā)射端光學(xué)準直單元的焦平面上出光點的密度，提高激光雷達的垂直空間分辨率，還可以縮小激光雷達的體積。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，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)明實施例的多線激光雷達的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2所示為本發(fā)明實施例的多線激光雷達的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3所示為本發(fā)明實施例的光路示意圖；

圖4所示為本發(fā)明實施例的多線激光雷達的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5所示為本發(fā)明實施例的多線激光雷達的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明如下實施例提供了一種多線激光雷達和多線激光雷達控制方法，能提高多線激光雷達的垂直分辨率，縮小體積。

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

圖1所示為本發(fā)明實施例的多線激光雷達的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，所述多線激光雷達，包括：

激光發(fā)射器101，用于發(fā)射激光；

壓縮整形單元102，用于將所述發(fā)射激光耦合進入發(fā)射端光纖中；

發(fā)射端光纖103，用于導(dǎo)出發(fā)射激光至發(fā)射端光學(xué)準直單元；

發(fā)射端光學(xué)準直單元105，用于將所述發(fā)射激光準直為平行光。

本發(fā)明實施例中，所述激光從發(fā)射端光纖出射后，出光點位于所述發(fā)射端光學(xué)準直單元的焦平面上。

本發(fā)明實施例的多線激光雷達，在壓縮整形透鏡與發(fā)射端光學(xué)準直單元之間采用光纖導(dǎo)入發(fā)射激光，光纖的外徑很細，可以較為緊密的安裝，從而可以提高發(fā)射端光學(xué)準直單元的焦平面上出光點的密度，提高激光雷達的垂直空間分辨率。同時，由于光纖很細，還可以減小激光雷達的體積，降低成本。

圖2所示為本發(fā)明實施例的多線激光雷達的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，多線激光雷達還包括發(fā)射端光纖頭105，設(shè)置于所述發(fā)射端光纖103與發(fā)射端光學(xué)準直單元105之間。

發(fā)射端光纖頭可以提高光在發(fā)射端光纖端面的透射率，提高發(fā)射端光纖端面的可靠性，從而提高整個多線激光雷達的性能。

圖3所示為本發(fā)明實施例的光路示意圖，如圖3所示，激光發(fā)射器(圖3中未示出)發(fā)射激光，壓縮整形單元(圖3中未示出)將發(fā)射激光耦合進入發(fā)射端光纖中，發(fā)射端光纖較細，因此在圖3中未示出，但是可以認為每一條光路301都是由一條光纖導(dǎo)出的。激光從發(fā)射端光纖出射后，出光點位于發(fā)射端光學(xué)準直單元302的焦平面上。

本發(fā)明實施例中，采用的光纖的直徑為125微米，在多線激光雷達的垂直方向上安裝密度靈異高達80路/10mm，是現(xiàn)有技術(shù)中普通激光雷達的十余倍，因此可以大幅度提高激光雷達的垂直分辨率，還可以縮小激光雷達的體積。同時，多路裝配的時候，光纖的體積小、重量輕，在調(diào)試的時候也比較方便，可以提高效率，節(jié)約成本。

圖4所示為本發(fā)明實施例的多線激光雷達的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，所述激光雷達還包括：

接收端光學(xué)準直單元401，用于接收反射激光；

接收端光纖403，用于將所述反射激光導(dǎo)入光纖準直單元；

光纖準直單元404，用于將所述反射激光聚焦；

激光接收器405，用于接收所述光纖準直單元聚焦后的反射激光。

還包括接收端光纖頭402，設(shè)置于連接所述接收端光纖403與接收端光學(xué)準直單元401之間。

多線激光雷達的發(fā)射端采用了發(fā)射端光纖，在接收端可以采用相類似的結(jié)構(gòu)，即采用接收端光纖，可以較為緊密的安裝，減小激光雷達的體積。

圖5所示為本發(fā)明多線激光雷達的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，本發(fā)明實施例的多線激光雷達包括旋轉(zhuǎn)機構(gòu)510、通訊系統(tǒng)520以及固定機構(gòu)530。

旋轉(zhuǎn)機構(gòu)510上設(shè)置有fpga主控系統(tǒng)511、發(fā)射系統(tǒng)512和接收系統(tǒng)513。

發(fā)射系統(tǒng)512包括上述實施例的激光發(fā)射器、壓縮整形單元、發(fā)射端光纖以及發(fā)射端光學(xué)準直單元設(shè)置。發(fā)射系統(tǒng)512的具體結(jié)構(gòu)和功能如上所述，在此不再贅述。

接收系統(tǒng)513包括上述實施例的接收端光學(xué)準直單元、接收端光纖、光纖準直單元以及激光接收器。接收系統(tǒng)513的具體結(jié)構(gòu)和功能如上所述，在此不再贅述。

在本發(fā)明其他實施例中，光纖準直單元也可以不設(shè)置于激光雷達的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上。

通訊系統(tǒng)520可以是帶能量傳輸?shù)臒o線通訊系統(tǒng)或有線通訊系統(tǒng)，用于旋轉(zhuǎn)機構(gòu)510和固定機構(gòu)530之間的通訊。

固定機構(gòu)530上設(shè)置有高精度旋轉(zhuǎn)角測量系統(tǒng)531，fpga數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)532以及多路激光測距數(shù)據(jù)輸出接口532等。

本發(fā)明實施例的多線激光雷達體積小、成本低、垂直分辨率高。

和上述多線激光雷達相對應(yīng)，北發(fā)明實施例還提供了一種多線激光雷達控制方法，包括：

激光發(fā)射器發(fā)射激光；

壓縮整形單元將所述發(fā)射激光耦合進入發(fā)射端光纖中；

所述發(fā)射端光纖導(dǎo)出所述發(fā)射激光至發(fā)射端光學(xué)準直單元；

所述發(fā)射端光學(xué)準直單元將所述發(fā)射激光準直為平行光。

可選的，所述激光從發(fā)射端光纖出射后，出光點位于所述發(fā)射端光學(xué)準直單元的焦平面上。

可選的，所述方法還包括：

接收端光學(xué)準直單元接收反射激光；

接收端光纖將所述反射激光導(dǎo)入光纖準直單元；

所述光纖準直單元將所述反射激光聚焦；

激光接收器接收所述光纖準直單元聚焦后的反射激光。

本發(fā)明實施例的多線激光雷達的控制方法，可以獲得較高的垂直分辨率。

本發(fā)明的實施例中公開了一種多線激光雷達和多線激光雷達的控制方法，在發(fā)射端，壓縮整形透鏡與發(fā)射端光學(xué)準直單元之間采用光纖導(dǎo)入發(fā)射激光，在接收端，也采用光纖導(dǎo)入反射激光。光纖的外徑很細，可以較為緊密的安裝，從而可以提高發(fā)射端光學(xué)準直單元的焦平面上出光點的密度，提高激光雷達的垂直空間分辨率。同時，由于光纖很細，還可以減小激光雷達的體積，降低成本。

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

本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于系統(tǒng)實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實施例的部分說明即可。

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