[发明专利]一种多线激光雷达

说明书

本发明涉及激光雷达技术领域，公开了一种多线激光雷达。通过本发明创造，提供了一种可简化光路结构的新型多线激光雷达方案，即一方面通过在激光依次出射光路中配置激光振镜、衍射光栅、腔镜和反射光栅，可以实现利用单个激光发射器时分地发出不同波长的激光，并出射多线激光来照射外部物体的目的，另一方面通过在激光依次回射光路中配置所述反射光栅和聚焦镜，可以使具有不同波长的回射激光聚焦至同一个激光探测器上，进而可利用单个的激光发射器和单个的激光探测器，也能够实现多线激光雷达的探测功能，不但可以减少所需器件数量，还可以大幅度降低光学装调难度和整机生产成本，提高生产效率。

技术领域

本发明属于激光雷达技术领域，具体地涉及一种多线激光雷达。

背景技术

激光雷达是以发射激光光束来探测目标物体的距离、位置及速度等特征量的雷达系统。激光雷达测距因为其优异的特性，在智能运动领域的感知环节中起着不可或缺的作用。多线激光雷达由于可以提供实时的三维环境信息，因此可以更好的辅助智能设备在感知环节中做出准确判断。

现有主流的多线激光雷达多采用机械旋转式结构，即是以发射器与接收器一一对应的方式进行测量，并利用电机带动整个光学系统旋转来测量三维环境信息。但是这种现有方案采用的器件较多，所需要的光学装调比较复杂，严重影响了整机的生产成本。

发明内容

为了解决现有多线激光雷达方案所存在所需器件较多、光学装调复杂及整机生产成本高的问题，本发明目的在于提供一种新型的多线激光雷达，可利用单个的激光发射器和单个的激光探测器，也能够实现多线激光雷达的探测功能，不但可以减少所需器件数量，还可以大幅度降低光学装调难度和整机生产成本，提高生产效率，便于实际应用和推广。

本发明提供了一种多线激光雷达，包括有单个激光发射器、激光振镜、衍射光栅、腔镜、反射光栅、聚焦镜和单个激光探测器，其中，所述腔镜具有部分反射功能；

所述单个激光发射器用于发出激光，并使该激光入射至所述激光振镜进行反射；

所述激光振镜用于通过扫描作用使入射激光时分地以不同入射角反射至所述衍射光栅进行衍射，其中，针对具有不同波长的激光，按照如下公式确定对应的光栅入射角：

式中，α_k表示与具有第k个波长的激光对应的光栅入射角，k为正整数，j_max表示所述衍射光栅的最大衍射级数，λ_k表示所述第k个波长，d表示所述衍射光栅的光栅周期，β_max表示所述衍射光栅的最大衍射角度；

所述腔镜布置在所述衍射光栅的且具有最大衍射级数的衍射方向上，用于将经过所述衍射光栅的衍射激光部分透射至所述反射光栅，以及还用于将所述衍射激光部分反射回所述单个激光发射器内，以便形成外腔振荡且波长锁定的激光发射装置，其中，所述激光发射装置用于随着所述激光振镜的扫描作用时分地发出不同波长的激光；

所述反射光栅用于使具有不同波长的入射激光以不同出射角度射出，以便使具有不同出射角度的出射激光照射不同物体，以及还用于将由该物体反射回的回射激光反射至所述聚焦镜；

所述聚焦镜用于将所述回射激光聚焦至所述单个激光探测器上。

基于上述发明内容，可提供一种可简化光路结构的新型多线激光雷达方案，即一方面通过在激光依次出射光路中配置激光振镜、衍射光栅、腔镜和反射光栅，可以实现利用单个激光发射器时分地发出不同波长的激光，并出射多线激光来照射外部物体的目的，另一方面通过在激光依次回射光路中配置所述反射光栅和聚焦镜，可以使具有不同波长的回射激光聚焦至同一个激光探测器上，进而可利用单个的激光发射器和单个的激光探测器，也能够实现多线激光雷达的探测功能，不但可以减少所需器件数量，还可以大幅度降低光学装调难度和整机生产成本，提高生产效率。