[发明专利]激光雷达、自主移动机器人及智能车辆

说明书

本发明提供了一种激光雷达、自主移动机器人及智能车辆，涉及检测技术领域，该激光雷达包括测距单元；测距单元包括光电式接近传感器芯片和准直聚焦元件，准直聚焦元件设置在测距单元的测距光路中；其中，测距光路包括光电式接近传感器芯片的发射窗口与待测物之间的发射光路和待测物与光电式接近传感器芯片的接收窗口之间的接收光路；测距单元通过发射窗口发出激光光束，激光光束经准直聚焦元件的准直或聚焦以及待测物的反射后由接收窗口接收，以实现对待测物的距离测量。这样，通过准直聚焦元件聚焦探测激光束，提高了测距时的角分辨率；通过采用已量产的高度集成的光电式接近传感器芯片，降低了激光雷达的成本和制造难度。

技术领域

本发明涉及检测技术领域，尤其是涉及一种激光雷达、自主移动机器人及智能车辆。

背景技术

对于测量范围较近(例如数米以内)的低价距离传感器，目前常见的解决方案包括超声波测距和红外LED(Light Emitting Diode，发光二极管)三角法测距。超声波测距是通过测量超声波脉冲从发射到经过待测目标反射后返回所需的时间，利用空气声速解算出所测距离。超声波距离传感器低价可靠，技术成熟，但受超声波物理特性限制，它能提供的采样速率较慢，而且角分辨率极低，所得测量结果无法用于点云成像及后续智能处理。常见的低价红外LED三角法通过测量目标点与固定基准线的已知端点的角度来获得目标距离。受光源强度和光电器件尺寸的限制，这种测距方案的测量范围和精度都很有限，也难以用于点云成像。

要获得高空间分辨率点云成像，最佳方案是基于激光测距的激光雷达。目前市场上常见的近距激光雷达都采用分立的光电子元件组装制造，例如分立的激光源、光电检测器、信号处理电路等等，存在成本高昂和制造过程复杂等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种激光雷达、自主移动机器人及智能车辆，以提高测距时的角分辨率，降低激光雷达的成本和制造难度。

第一方面，本发明实施例提供了一种激光雷达，包括测距单元；所述测距单元包括光电式接近传感器芯片和准直聚焦元件，所述准直聚焦元件设置在所述测距单元的测距光路中；其中，所述测距光路包括所述光电式接近传感器芯片的发射窗口与待测物之间的发射光路和待测物与所述光电式接近传感器芯片的接收窗口之间的接收光路；

所述测距单元通过所述发射窗口发出激光光束，所述激光光束经所述准直聚焦元件的准直或聚焦以及待测物的反射后由所述接收窗口接收，以实现对待测物的距离测量。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述准直聚焦元件包括准直元件，所述准直元件设置在所述发射光路中，用于对从所述发射窗口发出的激光光束进行准直；

从所述发射窗口发出的激光光束射入到所述准直元件，经所述准直元件准直后变为准直光束射向待测物。

结合第一方面或其第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述准直聚焦元件还包括聚焦元件，所述聚焦元件设置在所述接收光路中，用于将待测物反射的反射光束聚焦到所述接收窗口。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述激光雷达还包括光束偏转装置，所述光束偏转装置用于对所述测距单元发出的激光光束进行设定范围内的偏转。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述光束偏转装置包括偏转平台；所述测距单元设置在所述偏转平台上；

所述偏转平台用于带动所述测距单元进行偏转。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述光束偏转装置包括偏转反射镜或旋转双棱镜；所述偏转反射镜或所述旋转双棱镜设置在所述发射光路中；