[发明专利]一种机械式激光雷达

说明书

本发明提供了一种机械式激光雷达，涉及激光雷达领域。包括用于收容旋转机构、同轴光学系统和控制电路板的底座，以及用于收容扫描机构的顶部。本申请提供的机械式激光雷达，由控制电路板控制旋转机构绕旋转机构的中心轴旋转，从而带动扫描机构同步转动。扫描机构将同轴光学系统发射的经接收透镜到达扫描机构的激光光束反射至目标物，并将经目标物返回的到达扫描机构的反射激光光束反射至接收透镜进行聚焦。最后同样由控制电路板对同轴光学系统发送的反射激光光束对应的电压信号进行信号处理。控制电路板集算法板和控制板的功能于一体，相比于传统的机械式激光雷达减少了一块电路板和一个连接排线，降低了成本，也降低了系统的复杂度。

技术领域

本发明涉及激光雷达领域，尤其涉及一种机械式激光雷达。

背景技术

激光雷达，是以发射激光光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是向目标发射探测激光束，然后将接收到的从目标反射回来的信号激光与发射激光进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。而机械式激光雷达则是通过旋转，实现对水平视场角的360°方向的探测。

目前的机械式激光雷达主要是通过无刷电机将算法电路板、发射电路板、接收电路板和光学元件等进行360°旋转，将激光发射出去，再由接收的光电转换器件获取电压信号，给到算法板进行信号处理，从而获得距离值，再将数据通过无线传信号系统把数据传输给到控制板，由控制板通过以太网向外部设备发送。然而，算法板和控制板的存在使得上述系统的内部结构复杂，成本高。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本申请提供一种机械式激光雷达。

本申请提供的一种机械式激光雷达，包括用于收容旋转机构、同轴光学系统和控制电路板的底座，以及用于收容扫描机构且位于所述底座的竖直方向的上方的顶部；

所述同轴光学系统包括接收透镜，所述接收透镜设置于所述旋转机构的中心通孔中；

所述扫描机构与所述旋转机构连接，所述扫描机构用于将所述同轴光学系统发射的经所述接收透镜到达所述扫描机构的激光光束反射至目标物，并将经目标物返回的到达所述扫描机构的反射激光光束反射至所述接收透镜进行聚焦；

所述控制电路板分别与所述旋转机构和所述同轴光学系统电连接，所述控制电路板用于控制所述旋转机构绕所述旋转机构的中心轴旋转，从而带动所述扫描机构同步转动，以及用于对所述同轴光学系统发送的所述反射激光光束对应的电压信号进行信号处理。

在一种可能的实施方式中，所述同轴光学系统还包括：

激光发射模块，与所述控制电路板电连接，并用于发射所述激光光束；

接收棱镜，位于所述接收透镜背向所述扫描机构的一侧，所述接收棱镜用于将所述激光发射模块发射的所述激光光束反射至所述接收透镜，以及允许经所述接收透镜聚焦的所述反射激光光束透射；和

一个激光接收器，位于所述接收棱镜背向所述接收透镜的一侧，所述激光接收器与所述控制电路板电连接，所述激光接收器用于接收自所述接收棱镜上透射而过的所述反射激光光束，并将对应的所述电压信号发送至所述控制电路板。

在一种可能的实施方式中，所述激光发射模块包括：

至少一个激光发射器，用于发射所述激光光束，所述激光发射器与所述控制电路板电连接；和

发射透镜，位于所述激光发射器与所述接收棱镜之间，并用于对所述激光发射器发射的所述激光光束进行准直。

在一种可能的实施方式中，当所述激光发射模块包括至少两个所述激光发射器时，所述控制电路板采用脉冲编码方式驱动至少两个所述激光发射器发射所述激光光束。

在一种可能的实施方式中，所述底座还设置有散热组件。