[发明专利]一种激光雷达系统及相关测量方法

说明书

本申请提供了一种激光雷达系统及相关测量方法。本申请实施例的激光雷达系统包括：发射端和接收端；其中，发射端包括：激光光源以及发射透镜，接收端包括：接收透镜、第一滤光组件、成像模块以及光电接收模块。可见本申请实施例中通过设置成像模块，并通过接收透镜对视场区域内的目标物体进行拍摄。本申请实施例不仅通过一种具体的光路设计实现同时测量目标物体的距离信息和图像信息，由于距离信息和图像信息是相互对应的，从而避免了标定、同步触发等过程，因此减少了误差；而且本申请实施例结构非常简单、成本低、便于推广应用。

技术领域

本申请涉及激光测量技术领域，尤其是涉及一种激光雷达系统及相关测量方法。

背景技术

激光雷达系统是一种采用激光测距技术的扫描式传感器，其工作原理与一般的雷达系统类似，通过发射激光光束来探测目标，并通过搜集反射回来的光束来形成点云并获取数据，这些数据经光电处理后可生成为精确的三维立体图像。激光雷达系统已广泛应用于汽车自动驾驶、无人驾驶、定位导航、空间测绘、机器人等领域。

目前的激光雷达系统一般只支持测量与目标物体之间的距离信息。然而在无人驾驶等应用场景中，除距离信息之外，还需要结合目标物体的图像信息进行目标识别。目前的解决办法是用户在使用激光雷达系统时，通过相机额外测量图像信息。

然而，由于用户需要对相机和激光雷达系统进行标定，如果标定不准或者使用过程中激光雷达和相机之间的位置有所偏离，将会导致出现点云和图像不匹配的现象；此外，在使用时还需要对相机和激光雷达系统进行同步触发，如果任何一方出现不确定的延迟都会对测量结果造成影响。

发明内容

本申请解决的技术问题在于提供一种激光雷达系统及相关测量方法，不仅通过一种具体的光路设计实现同时测量目标物体的距离信息和图像信息，避免了标定、同步触发等过程造成的误差，而且结构简单、成本低、便于推广应用。

为此，本申请解决技术问题的技术方案是：

本申请提供了一种激光雷达系统，包括：发射端和接收端；

所述发射端包括：激光光源以及发射透镜；

所述接收端包括：接收透镜、第一滤光组件、成像模块以及光电接收模块；

其中，所述激光光源用于发射激光光束；所述发射透镜设置在所述激光光源的发射光路上，用于将所述激光光源发射的所述激光光束准直成平行光束后向目标物体发射；

所述接收透镜用于对所述目标物体的回波光束进行汇聚并输出汇聚光束，所述第一滤光组件设置在所述接收透镜和所述光电接收模块之间，用于对所述接收透镜输出的汇聚光束滤光后透射并输出透射光束，以及对所述汇聚光束进行反射输出反射光束，所述光电接收模块用于接收所述第一滤光组件输出的透射光束，所述成像模块用于接收所述第一滤光组件输出的反射光束。

可选的，所述发射端还包括：补偿光源；

所述补偿光源用于输出补偿光束以对所述成像模块的视场区域进行光补偿。

可选的，所述补偿光源设置在所述发射透镜的内侧，所述激光雷达系统还包括：第二滤光组件；

所述补偿光源用于向所述第二滤光组件输出补偿光束；

所述第二滤光组件设置在所述激光光源和所述发射透镜之间，用于对所述激光光源发射的所述激光光束滤光后透射并输出透射光束，以及对所述补偿光源输出的补偿光束进行反射并输出反射光束；所述第二滤光组件输出的透射光束和反射光束经所述发射透镜准直成平行光束后向目标物体发射。

可选的，所述补偿光源设置在所述发射透镜的外侧，向所述发射透镜的发射方向输出补偿光束。

可选的，所述补偿光源包括白光光源和/或彩色光源组合。

可选的，所述补偿光源包括匀光器件。