[发明专利]一种激光扫描装置、激光雷达、AR设备及激光扫描方法

权利要求书

1.一种激光扫描装置，其特征在于，包括镜鼓(1)和收发组件(2)，所述收发组件(2)用于向所述镜鼓(1)发射激光并接收由所述镜鼓(1)反射回来的激光，所述镜鼓(1)包括基底架(11)、多个反射镜面(12)和镜面连接件(13)，多个所述反射镜面(12)均环绕设置于所述基底架(11)的外侧，多个所述反射镜面(12)的顶端或多个所述反射镜面(12)的底端均所述基底架(11)的底端的对应位置转动连接，所述镜面连接件(13)的数量和所述反射镜面(12)的数量匹配，所述镜面连接件(13)安装于对应的所述反射镜面(12)和所述基底架(11)之间，所述镜面连接件(13)用于调节对应的所述反射镜面(12)和所述基底架(11)之间的俯仰角的大小。

2.根据权利要求2所述的激光扫描装置，其特征在于，不同的所述反射镜面(12)和所述基底架(11)之间的俯仰角不同。

3.一种激光雷达，其特征在于，包括光学收发系统(3)和如权利要求1所述的激光扫描装置。

4.根据权利要求3所述的激光雷达，其特征在于，所述收发组件(2)包括激光发射单元(21)和激光接收单元(22)，所述光学收发系统(3)包括准直发射系统(31)和会聚接收系统(32)；

所述准直发射系统(31)和所述会聚接收系统(32)并排设置；

所述激光发射单元(21)的发射面朝向所述准直发射系统(31)设置，且所述发射面以所述准直发生系统的光轴为基准呈对称分布；

所述激光接收单元(22)的接收面朝向所述会聚接收系统(32)设置，且所述接收面以所述会聚接收系统(32)的光轴为基准呈对称分布。

5.根据权利要求4所述的激光雷达，其特征在于，所述镜鼓(1)包括光发射区和光接收区，所述光发射区有多个所述反射镜面(12)的光反射部构成，所述光接收区有多个所述反射镜面(12)的光接收部构成，所述光发射区与所述准直发射系统(31)相向设置，所述光接收区与所述会聚接收系统(32)相向设置。

6.根据权利要求5所述的激光雷达，其特征在于，所述准直发射系统(31)和所述会聚接收系统(32)之间设有第一隔光板(4)以分隔所述准直发射系统(31)中发出的准直子光束和反射回来的激光经由所述会聚接收系统(32)会聚得到的会聚子光束。

7.根据权利要求6所述的激光雷达，其特征在于，所述镜鼓(1)上设有第二隔光板(5)，所述第二隔光板(5)套设于多个所述反射镜面(12)上以分隔所述光发射区和所述光接收区，所述第二隔光板(5)和所述第一隔光板(4)设于同一平面上。

8.一种AR设备，其特征在于，包括平视显示器和如权利要求2-7任一项所述的激光雷达，所述AR设备用于将所述激光雷达获取的扫描线对应的点云数据转换为3D图像投影至平视显示器上。

9.一种激光扫描方法，所述方法基于如权利要求4-7任一项所述的激光雷达实现的，其特征在于，包括：

调整镜面连接件(13)，以使不同的反射镜面(12)具有不同大小的俯仰角；

基于预设扫描周期控制收发组件(2)和光学收发系统(3)通过按照预设转速转动的镜鼓(1)完成激光扫描过程，以在垂直方向上得到相较于镜鼓(1)的各反射镜面(12)的俯仰角相同的条件下扩展了第一预设倍数的扫描线，所述第一预设倍数与所述反射镜面(12)的数量一致，所述镜鼓(1)按照所述预设转速转动一圈为一个预设扫描周期。

10.一种激光扫描方法，所述方法基于如权利要求4-7任一项所述的激光雷达实现的，镜鼓(1)按照原转速转动一圈为一个原周期，其特征在于，包括：

将镜鼓(1)的预设转速提高至原转速的n倍，n为大于等于2的正整数，以使镜鼓(1)按照所述预设转速转动一圈为1/n个原周期；

调整镜面连接件(13)，以使不同的反射镜面(12)具有不同大小的第一俯仰角；

在第一个1/n原周期内，控制收发组件(2)和光学收发系统(3)通过按照所述预设转速转动的镜鼓(1)完成激光扫描；

调整镜面连接件(13)，以使不同的反射镜面(12)具有不同大小的第二俯仰角，所有的所述第二俯仰角均不等于所述第一俯仰角；

在第二个1/n原周期内，控制收发组件(2)和光学收发系统(3)通过按照所述预设转速转动的镜鼓(1)完成激光扫描；

重复调整镜面连接件(13)以调整不同的反射镜面(12)对应的不同的俯仰角，且所述俯仰角不同于已经完成激光扫描对应的俯仰角，直至完成最后一个1/n预设扫描周期内的激光扫描，以完成原周期的激光扫描过程，以在垂直方向上得到相较于镜鼓(1)的各反射镜面(12)的俯仰角相同的条件下扩展了第二预设倍数的扫描线，所述第二预设倍数等于所述反射镜面(12)的数量*n。