[发明专利]一种激光扫描装置以及扫描方法

说明书

本发明公开了一种激光扫描装置，包括激光器阵列和检测器阵列，分别用于发射激光束到目标物体上以及接收经目标物体反射的光束；多层扫描棱镜，所述多层扫描棱镜包括多个子扫描棱镜，每个子扫描棱镜包括多个扫描镜面，所述多个扫描镜面绕同一旋转轴旋转；其中，每个所述扫描镜面的法线与旋转轴形成一空间角，形成的各个空间角的角度不完全相同；控制与处理电路，用于控制激光器阵列发射多个激光束，同时控制驱动所述多层扫描棱镜不间断地旋转以实现对目标物体的扫描。本发明可以有效提高扫描装置的垂直扫描视场角，而且能够有效提高中心扫描视场扫描线的数量，适应不同应用场景的具体需求。

技术领域

本发明涉及激光扫描技术领域，尤其涉及一种激光扫描装置以及扫描方法。

背景技术

激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其具有精准度高、作业速度快和效率高等优势，广泛应用在汽车自动驾驶、机器人定位导航、空间环境测绘、安保安防等领域。

目前，激光雷达系统主要通过内部设置的激光发射单元，将激光信号发射到目标物体上，并通过其内部设置的激光接收单元接收从目标物体反射回来的回波信号，记录激光从发射到接收时的时间差并计算目标物体的深度信息，从回波信号幅值获取目标的强度信息，从而获取目标物体的距离信息，实现对目标物体的三维扫描。

为了提高激光雷达的扫描范围，通常会设置多路激光发射单元进行扫描。现有的机械式扫描激光雷达，每设置一个激光发射单元只能获得一条扫描线，也就是说，为了获得多条扫描线就需要设置多个激光发射单元以及和它对应的激光接收单元，从而导致设备内部需要的部件数量较大，不便于压缩体积，成本较高；另一方面，在现有的激光扫描装置中，通常具有较小的扫描视场，导致扫描范围受限，难以实现大范围甚至360度扫描。因此，如何有效的扩大扫描视场以及实现合理配置的扫描线数，以满足不同应用场景的需要，是目前急需解决的问题。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光扫描装置以及扫描方法，以解决上述背景技术问题中的至少一种。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种激光扫描装置，包括：收发单元，其包括有激光器阵列和检测器阵列，分别用于发射激光束到目标物体上以及接收经目标物体反射的光束；多层扫描棱镜，所述多层扫描棱镜包括多个子扫描棱镜，每个子扫描棱镜包括多个扫描镜面，所述多个扫描镜面绕同一旋转轴旋转；其中，每个扫描镜面的法线与旋转轴形成一空间角，形成的各个空间角的角度不完全相同；控制与处理电路，用于控制激光器阵列发射多个激光束，同时控制驱动所述多层扫描棱镜不间断地旋转以实现对目标物体的扫描。

在一些实施例中，所述多层扫描棱镜包括有两层及其以上的子扫描棱镜，每一个子扫描棱镜包括三个及其以上扫描镜面，所有的扫描镜面围绕一旋转轴z旋转。

在一些实施例中，所述激光器阵列的多个激光器以一定间距垂直排列，所有激光器发射的激光束射入同一方向上的多个扫描镜面。

在一些实施例中，所述多层扫描棱镜包括第一子扫描棱镜、第二子扫描棱镜和第三子扫描棱镜，其中每一个子扫描棱镜包括有三个扫描镜面。

在一些实施例中，在同一个子扫描棱镜中，相邻两个空间角的角度差的绝对值固定相等，而在不同的子扫描棱镜中，空间角的角度差的绝对值不完全相等。

在一些实施例中，所述激光器阵列和检测器阵列的数量和排列方式相同；其中，可设置激光器阵列位于检测器阵列的上方，或者，设置检测器阵列位于激光器阵列的上方。