[发明专利]一种激光雷达扫描方法及激光雷达

说明书

本发明公开了一种激光雷达扫描方法，本发明还公开了一种激光雷达通过各激光发射器发出的激光经多面体棱镜以及由N个振镜组成的圆形结构体后形成水平方向和垂直方向的二维扫描光，振镜的振幅为M°，经组合形成M°×360°视场的三维扫描光，实现三维扫描，将N个激光发射器以圆周等分方式设置，对应多面体棱镜的N个面以及圆形结构体上的振镜进行反射，将水平360°视场分割为N个二维扫描光，在保持高水平分辨率及扫描刷新率不变情况下增加每个垂直角度扫描时长，从而降低圆形结构体上振镜的摆动频率，此激光雷达能够实现混合固态式360°的三维扫描。此发明用于检测领域。

技术领域

本发明涉及检测领域，特别是涉及一种激光雷达扫描方法及激光雷达。

背景技术

现有技术中的激光雷达，主要分为三大类，机械式车载激光雷达，混合固态式车载激光雷达，全固态车载激光雷达。

第一类机械式车载激光雷达优点是技术成熟，探测性能优越，分辨率高，360°视场，但由于在垂直方向上的分辨率和激光发射器及接收器数量成正比，量产过程中必须对每个发射器和接收器进行精密的光学对准装配及标定，工作量大，产品良率低，成本高。

第二类混合固态式车载激光雷达，通过镜子或多面体棱镜旋转来控制激光束方向完成扫描，主要技术是采用微型MEMS扫描镜来控制激光束方向完成扫描，优点是MEMS扫描镜比较成熟，可以降低成本，缺点是会受震动影响，且扫描镜偏转角度受限，扫描方向不是360°。

第三类，全固态激光雷达为两种，一为光学相控阵(OPA)方案，采用光学相控阵的技术来控制激光束，而无需任何运动部件；二为泛光(Flash)成像LiDAR，无需光束转向，只需一次闪光即可照明整个场景，再通过类似于数码相机的二维阵列图像传感器探测反射回来的光线。全固态激光雷达其内部没有任何运动部件，可芯片化，量产可大幅降低成本，但技术还不成熟，测距距离短，同样只能扫描一个方向，实现360°视场角需多个拼接。

激光雷达及激光雷达控制方法发明专利CN 107703510 A公开了一种激光雷达及激光雷达控制方法，采用垂直振镜和旋转多面镜配合完成三维扫描，采用一个发射器通过振镜实现垂直方向扫描，代替多个发射器以求降低成本及结构的复杂性，但由于无人驾驶对激光雷达水平分辨率要求0.1°及刷新频率10帧或以上，并且测量距离要达到200m，根据这技术要求水平方向每扫过0.1°的时间为27μs，而每一次测量时间至少2μs，在垂直方向上只能测量13次，即垂直分辨率只能做到2.2°，所以达不到第一类多发射器/接收器激光雷达的技术参数要求，无法完全替代。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现混合固态式的激光雷达扫描方法。

本发明还提供一种激光雷达。

本发明所采取的技术方案是：

根据本发明的第一方面实施例的激光雷达扫描方法，其包括：控制N个按圆周等分设置的激光发射器发射激光到对应N个面的多面体棱镜，经所述多面体棱镜反射后形成N个同步的、扫描角为360°/N扫描光，扫描光出射到由N个振镜组成的圆形结构体，所述振镜的振幅为M/2°，形成水平360°视场上N个360/N°X M°视场的二维扫描光，经组合后形成水平360°视场上M°X 360°视场的三维扫描光，实现360°的三维扫描。

此激光雷达扫描方法，通过各激光发射器发出的激光经多面体棱镜以及由N个振镜组成的圆形结构体后形成水平方向和垂直方向的二维扫描光，振镜的振幅为M/2°，经组合形成M°×360°视场的三维扫描光，实现三维扫描，将N个激光发射器以圆周等分方式设置，对应多面体棱镜的N个面以及圆形结构体上的振镜进行反射，将水平方向分割为N个二维扫描光，在保持高水平分辨率及扫描刷新率不变情况下增加每个垂直角度扫描时长，从而降低圆形结构体上振镜的摆动频率。

根据本发明第二方面实施例的激光雷达，其包括：