[发明专利]全景激光雷达

说明书

本发明公开了一种全景激光雷达，包括光偏转单元，所述光偏转单元偏转发射光以引向目标物，以及偏转所述目标物的反射光以引向光接收单元，其包括楔形折射镜和倒锥形反射镜，所述楔形折射镜和倒锥形反射镜在所述反射光的传播方向上依次设置，所述楔形折射镜和倒锥形反射镜两者的中心光轴均与进入所述楔形折射镜的入射光共线设置，所述楔形折射镜绕自己的中心光轴转动。本发明的全景激光雷达，通过楔形折射镜与倒锥形反射镜配合偏转发射光和反射光以实现激光雷达360°全景扫描，结构简单，性价比高。

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，具体涉及一种全景激光雷达。

背景技术

激光雷达是以发射激光光束来探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是先向目标发射探测激光光束，然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，例如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。

目前，国内外激光雷达公司生产的激光雷达大多无法做到360°扫描，限定了其在全景扫描中的应用。而部分激光雷达为了能够支持360°扫描，采用导电滑环来实现能量及信号的传输，但导电滑环的质量和体积比较大，大大增加雷达系统的复杂程度，而且价格昂贵。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种全景激光雷达，通过楔形折射镜与倒锥形反射镜配合偏转发射光和反射光以实现激光雷达360°全景扫描，结构简单，性价比高。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种全景激光雷达，包括光偏转单元，所述光偏转单元偏转发射光以引向目标物，以及偏转所述目标物的反射光以引向光接收单元，其包括楔形折射镜和倒锥形反射镜，所述楔形折射镜和倒锥形反射镜在所述反射光的传播方向上依次设置，所述楔形折射镜和倒锥形反射镜两者的中心光轴均与进入所述楔形折射镜的入射光共线设置，所述楔形折射镜绕自己的中心光轴转动。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述倒锥形反射镜的的锥角θ满足θ＝90°+sin^-1(n_g(sin(α)-α))，其中，α为楔形折射镜的楔角，n_g为楔形折射镜的折射率。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述倒锥形反射镜的底面直径D满足D＞2*T*tan((n_g-1)*α)，其中，T为楔形折射镜的折射光到达倒锥形反射镜表面的垂直距离，α为楔形折射镜的楔角。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述楔形折射镜连接驱动部件，所述驱动部件驱动所述楔形折射镜绕自己的中心光轴转动。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括其还包括角度编码器，所述角度编码器用于记录发射光跟随楔形折射镜偏转的角度值。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括其还包括光环形器，所述光环形器包括a端口、b端口和c端口，光源产生的发射光自所述a端口进入，并从b端口输出进入所述楔形折射镜；所述目标物的反射光经所述倒锥形反射镜反射后进入所述楔形折射镜，所述楔形折射镜折射后的所述反射光自所述b端口输入，并从所述c端口输出。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括其还包括光学透镜，所述光学透镜设置在所述b端口和楔形折射镜之间，且所述光学透镜的中心光轴与所述楔形折射镜的中心光轴共轴线设置。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括其还包括光接收单元，所述光接收单元用于接收从所述c端口输出的所述反射光。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括其还包括光发射单元，所述光发射单元用于产生所述发射光。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括其还包括防护罩，所述全景激光雷达的所有部件均设置在所述防护罩内部。

本发明的有益效果：