[发明专利]一种多线激光雷达的扫描系统、多线激光雷达及扫描方法

说明书

本发明涉及一种多线激光雷达的扫描系统、多线激光雷达及扫描方法。扫描系统包括激光发射单元；激光整形单元，用于将脉冲式激光的光斑进行整形；MEMS模组，用于改变整形后的激光在垂直方向上的发射角度；激光接收单元，用于对经被测物返回的激光进行整形；光电转换单元，用于接收经被测物返回的光信号并将其转换为电信号再进行放大后输出；以及，计算单元，用于获取发射角度信息并控制激光发射单元发射激光，同时接收光电转换单元输出的回波信号，并根据激光发射时间与回波信号计算被测物距离。通过选用MEMS模组，从而使得只需一个激光发射单元和一个接收单元就可以实现对激光雷达周围三维环境的探测，降低了扫描系统的成本和结构复杂度。

技术领域

本发明涉及激光探测技术领域，具体涉及一种多线激光雷达的扫描系统、多线激光雷达及扫描方法。

背景技术

激光雷达是一种以发射激光束探测目标的距离、方位等特征量的雷达系统。因其可以得到目标的三维信息，其具有抗干扰能力强、分辨率高等优点，因此，在自动驾驶和机器人领域占据了重要的地位。

传统的机械扫描多线激光雷达一般采用多个激光发射单元来实现多个发射角度的测量，从而导致激光扫描雷达成本高，结构复杂。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的机械扫描多线激光雷达采用多个激光发射单元来实现多个发射角度的测量，从而导致激光扫描雷达成本高，结构复杂缺陷，从而提供一种多线激光雷达的扫描系统、多线激光雷达及扫描方法。

为解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案为：

一种多线激光雷达的扫描系统，包括：

激光发射单元，用于产生脉冲式激光；

激光整形单元，与所述激光发射单元相连，用于将所述脉冲式激光的光斑进行整形；

MEMS模组，用于改变整形后的激光在垂直方向上的发射角度；

激光接收单元，用于对经被测物返回的激光进行整形；

光电转换单元，用于接收经被测物返回的光信号并将其转换为电信号再进行放大后输出；

以及，计算单元，与所述MEMS模组及所述光电转换单元电连接，用于获取发射角度信息并控制所述激光发射单元发射激光，同时接收所述光电转换单元输出的回波信号，并根据所述激光发射时间与所述回波信号计算被测物距离。

本发明还提供一种多线激光雷达，其特征在于，包括：

如上述方案所述的扫描系统；

驱动源，与所述扫描系统相装配，并驱动所述扫描系统沿水平方向旋转扫描；

以及，主控系统，与所述驱动源及所述计算单元电连接，用于控制所述驱动源动作并读取所述扫描系统的转动角度，同时读取所述计算单元输出的发射角度信息以及距离信息，并根据所述转动角度、发射角度信息以及距离信息计算被测物的三维空间坐标信号。

可选的，所述激光接收单元的中心光轴与所述MEMS模组的中心光轴重合，且所述激光接收单元的中心轴处开设有孔，所述孔的尺寸大于位于中心轴位置的激光光斑的大小。

可选的，所述MEMS模组的垂直旋转角度小于所述光电转换单元与激光接收单元组成的接收系统的视场角。

可选的，所述MEMS模组在垂直方向做往返自由振动。

可选的，所述MEMS模组包括MEMS振镜以及角度反馈组件，所述MEMS振镜在0°方向时与水平方向形成45°夹角。

可选的，所述激光发射单元的发射光轴与所述接收透镜的中心光轴形成90°夹角。

可选的，所述光电转换单元为在竖直方向排列的多个APD阵列单元。