[其他]一种二维扫描装置及具有该二维扫描装置的激光雷达装置

说明书

一种二维扫描装置及具有该二维扫描装置的激光雷达装置，该二维扫描装置包括反射镜(1)和扫描驱动系统(2)和轴线(3)，其中：反射镜(1)用于反射发射激光束(4)，反射镜(1)的法线与该轴线(3)形成固定夹角α，反射镜(1)的法线与入射的发射激光束(4)存在入射夹角θ；该发射激光束(4)以固定指向到达反射镜(1)的反射镜面，该扫描驱动系统(2)通过扫描轴带动反射镜(1)绕轴线(3)进行360°旋转，从而该发射激光束(4)的反射方向随之周期性改变，形成环形的激光扫描轨迹，实现对目标的二维扫描。

技术领域

本发明涉及激光雷达扫描技术领域，尤其涉及一种二维扫描装置及具有该二维扫描装置的激光雷达装置。

背景技术

目前，实现激光扫描的主要方式有光栅扫描、声光扫描、电光扫描和光机扫描四种，光机扫描是当前激光雷达产品采用的最主要扫描方式，而典型的激光雷达光机扫描模式有振镜扫描、转镜扫描和楔镜扫描，即利用光学扫描元件的摆动或转动，不断地周期改变激光的出射方向，达到激光雷达扫描的目的。

振镜扫描通过振镜的机械摆动实现激光雷达扫描，形成垂直于平台运动方向的近似直线轨迹，由于振镜的非均匀摆动，扫描激光点云表现为下方稀疏两边密集，不利于实际作业应用；转镜扫描通过柱镜的均匀旋转实现激光雷达扫描，形成垂直于平台运动方向的近似直线轨迹，为了保证激光雷达点云获取效率，机载设备通常采用三面或四面柱镜，柱镜转动一周可以获取3-4条扫描线，上述技术的主要缺点是：当从一个镜面旋转到另一个镜面时，发射到镜面边缘的激光束无法有效探测目标，降低了发射激光束的有效利用率；振镜扫描和转镜扫描均为一维扫描，会因目标遮挡产生阴影；楔镜扫描的扫描视场小、扫描机构笨重，不利于激光雷达设备的轻型化和小型化。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光雷达的二维扫描装置，通过扫描机构的一维旋转实现了对目标的二维扫描。

更进一步的，本发明利用该装置可以更加有效的对目标进行探测，提高发射激光束的有效利用率。

本发明公开了一种二维扫描装置，所述装置包括反射镜和扫描驱动系统和轴线，其中：

所述反射镜用于反射发射激光束，所述反射镜的法线与所述轴线形成固定夹角α，所述反射镜的法线与入射的发射激光束存在入射夹角θ；

所述发射激光束以固定指向到达所述反射镜的反射镜面，所述扫描驱动系统通过扫描轴带动所述反射镜绕所述轴线进行360°旋转，所述发射激光束的反射方向随之周期性改变，形成环形的激光扫描轨迹，实现对目标的二维扫描。

0°＜α＜45°，0°＜θ＜45°。

所述环形包括圆形或椭圆形。

所述激光扫描轨迹由每束发射激光束探测目标得到的激光点云的设备空间坐标得到；

所述激光点云的设备空间坐标通过反射镜面的倾斜角、反射镜的旋转角度和脉冲激光测距解算得到。

所述装置的扫描视场与所述夹角α和入射夹角θ相关。

所述装置搭载于飞行平台上，实现对目标的前侧面和后侧面双向扫描测量。

所述反射镜能收发光路共用。

所述轴线为所述扫描轴的旋转轴。

本发明还公开了一种激光雷达装置，包括所述的激光扫描装置。

附图说明

图1为本发明实施例所提供激光雷达的二维扫描装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所述装置的一种原理示意图；

图3为本发明实施例所举出的一种扫描装置获取目标侧面激光点云的示意图。

具体实施方式