[发明专利]激光雷达以及使用该激光雷达进行目标物探测的方法

说明书

本发明提供一种激光雷达，包括：激光发射单元，所述激光发射单元括多个激光器的阵列，配置成可发射出探测激光束用于探测目标物；回波测单元，所述回波探测单元包括多个探测器的阵列，配置成可接收所述探激光束被目标物反射后的回波；和摆镜，所述摆镜可围绕其转轴来回摆动所述摆镜具有反射面，所述反射面配置成可接收来自所述激光发射单元的测激光束并反射到激光雷达外部，用于探测目标物，并且可接收来自目标的回波，并反射到所述回波探测单元。

技术领域

本公开涉及光电技术领域，尤其涉及一种基于往复摆动的摆镜的激光雷达以及使用该激光雷达进行目标物探测的方法。

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，是一种将激光技术与光电探测技术相结合的先进探测方式。激光雷达因其分辨率高、隐蔽性好、抗有源干扰能力强、低空探测性能好、体积小及重量轻等优势，被广泛应用于自动驾驶、交通通讯、无人机、智能机器人、资源勘探等领域。

激光雷达通常由发射系统、接收系统、信息处理等部分组成，其中发射系统通常包括各种形式的激光器和发射光学系统，接收系统通常包括采用各种形式的光电探测器和接收光学系统。如何优化激光雷达的机械和光路结构，从而提高收发效率、提高测程以及使得激光雷达更加小型化，是相关领域技术人员持续需要解决的问题。

背景技术部分的内容仅仅是公开人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

本发明提供一种激光雷达以及利用该激光雷达进行目标物探测的方法。

根据本发明的一个方面，激光雷达包括：

激光发射单元，所述激光发射单元包括多个激光器的阵列，配置成可发射出探测激光束用于探测目标物；

回波探测单元，所述回波探测单元包括多个探测器的阵列，配置成可接收所述探测激光束被目标物反射后的回波；和

摆镜，所述摆镜可围绕其转轴来回摆动，所述摆镜具有反射面，所述反射面配置成可接收来自所述激光发射单元的探测激光束并反射到激光雷达外部，用于探测目标物，并且可接收来自目标物的回波，并反射到所述回波探测单元。

根据本发明的一个方面，所述摆镜具有单个反射面，所述激光雷达还包括依次设置在所述激光器阵列和摆镜之间的折转镜、整形透镜和分光镜，其中所述分光镜配置成接收所述探测激光束并出射到所述整形透镜，经所述整形透镜调制后通过折转镜反射到所述摆镜的反射面上，所述摆镜接收来自目标物的回波并反射到所述折转镜上，经所述折转镜反射到所述整形透镜并出射到所述分光镜上，进而被入射到所述回波探测单元。

根据本发明的一个方面，所述摆镜包括相互平行的第一反射面和第二反射面，其中所述第一反射面用于将接收并反射所述探测激光束，所述第二反射面用于接收并反射所述回波，所述激光雷达还包括发射透镜组、接收透镜组、第一折转镜和第二折转镜，

其中所述发射透镜组设置在所述激光器阵列与所述摆镜之间，所述第一折转镜设置在所述第一反射面的光路下游，从而所述发射透镜组可从所述激光器阵列接收所述探测激光束，整形后使其入射到第一反射面上并被反射到第一折转镜，经第一折转镜反射后出射；

其中所述接收透镜组设置在所述探测器阵列与所述摆镜之间，所述第二折转镜设置在所述第二反射面的光路上游，从而所述折转镜可将所述回波反射到所述第二反射面上，经第二反射面反射、并经接收透镜组汇聚后入射到所述探测器阵列。

根据本发明的一个方面，所述摆镜包括非平行的第一反射面和第二反射面，其中所述第一反射面用于接收并反射所述探测激光束，所述第二反射面用于接收并反射所述回波，所述激光雷达还包括发射透镜组、接收透镜组、第一折转镜和第二折转镜，

其中所述第一折转镜和发射透镜组依次设置在所述激光器阵列与所述摆镜之间，从而所述激光器阵列发出的探测激光束经第一折转镜反射、并经所述发射透镜组整形后入射到第一反射面上；