[发明专利]激光雷达

说明书

一种激光雷达，包括：光源，所述光源适宜于产生至少一线探测光；发射透镜，所述发射透镜设置于所述光源所产生探测光光路的下游；分光棱镜，所述分光棱镜设置于所述发射透镜的光路上，所述分光棱镜覆盖部分所述发射透镜的孔径光阑；透射所述发射透镜的任一探测光部分透射所述分光棱镜，部分未透射所述分光棱镜；透射所述分光棱镜的部分探测光和未透射所述分光棱镜的部分探测光分别形成相对应的出射光，所述出射光被障碍物反射形成被不同探测器采集的回波光。所述分光棱镜通过光的折射原理实现分光，降低了分光角度对光波长的依赖，从而能够在不增加激光器数量而增加激光线数的同时，提高分光精度和可控性以提高激光雷达垂直角分辨率的精度。

技术领域

本发明涉及激光探测领域，特别涉及一种激光雷达。

背景技术

激光雷达是一种常用的测距传感器，具有探测距离远、分辨率高、受环境干扰小等特点，广泛应用于智能机器人、无人机、无人驾驶等领域。激光雷达的工作原理与微米波雷达的工作原理类似，都是利用光波往返于雷达和目标之间所用的时间来评估距离的大小。

早期的激光雷达是单线激光雷达，也就是只有一个激光器和探测器，其扫描的目标范围和角分辨率有限，容易造成检测目标的缺失。为了弥补单线激光雷达的缺点，多线激光雷达越来越成为研究和商用的焦点。

当前整体旋转的机械式多线激光雷达的线数完全取决于激光器的数量，线数和激光器数量是相等的，增加激光雷达的线数意味着激光器数量的增加，从而会使激光雷达成本成倍的增加，也会使激光雷达的能耗大幅增加。

为了控制激光器数量以控制成本和能耗，会在激光雷达的光路中设置分光器件，但是现有分光器件的设置存在分光角度的可控性较差，从而影响激光雷达的角分辨率的精度。

发明内容

本发明解决的问题是：在设置分光器件以不增加激光器数量而增加激光线数的同时，如何提高分光精度和可控性以提高激光雷达垂直角分辨率的精度。

为解决上述问题，本发明提供一种激光雷达，包括：

光源，所述光源适宜于产生至少一线探测光；发射透镜，所述发射透镜设置于所述光源所产生探测光光路的下游；分光棱镜，所述分光棱镜设置于所述发射透镜的光路上，所述分光棱镜覆盖部分所述发射透镜的孔径光阑；透射所述发射透镜的任一线探测光部分透射所述分光棱镜，部分未透射所述分光棱镜；透射所述分光棱镜的部分探测光和未透射所述分光棱镜的部分探测光分别形成相对应的出射光，所述出射光被障碍物反射形成被不同探测器采集的回波光。

可选的，所述分光棱镜设置于所述发射透镜的孔径光阑的位置。

可选的，所述分光棱镜位于所述发射透镜和所述光源之间、或者所述发射透镜远离所述光源的一侧、或者所述发射透镜的中间。

可选的，所述分光棱镜通过粘结或支架的方式固定。

可选的，所述分光棱镜包括N个楔形棱镜，其中N为大于等于1的整数。

可选的，所述楔形棱镜的楔形角棱线的垂面与所述发射透镜的子午面的夹角不等于90°。

可选的，所述楔形棱镜的楔形角棱线的垂面平行于所述发射透镜的子午面。

可选的，N大于1时，所述N个楔形棱镜沿光路依次层叠设置。

可选的，所述N个楔形棱镜的楔形角棱线的垂面平行。

可选的，第M个楔形棱镜覆盖所述孔径光阑的范围位于第M-1个楔形棱镜覆盖所述孔径光阑的范围之内，其中M为2至N范围内的整数。

可选的，未透射所述楔形棱镜的部分探测光形成第1出射光；透射1个所述楔形棱镜的部分探测光形成第2出射光；透射2个所述楔形棱镜的部分探测光形成第3出射光；……；透射X个所述楔形棱镜的部分探测光形成第X+1出射光，其中X为1至N范围内的整数。