[发明专利]一种N线激光雷达扫描系统及方法

说明书

本发明公开一种N线激光雷达扫描系统及方法，扫描系统包括：激光光源和二维扫描子系统，二维扫描子系统包括光开关、准直透镜和反射镜，激光光源的输出端和光开关的输入端连接，光开关的输出端与准直透镜的一侧连接，准直透镜的另一侧设置有反射镜。本发明使常规的激光雷达扫描系统结构简单化，大大降低了多线激光雷达的制造成本，并且检修过程简便，为高性能多线激光雷达的普及提供了一种思路。

技术领域

本发明涉及激光扫描技术领域，特别是涉及一种N线激光雷达扫描系统及方法。

背景技术

激光雷达是一种通过激光照射目标并用光电探测器接收反射脉冲信号来计算分析目标位置和速度信息的测量技术，可以根据激光经目标反射后返回时间和频率的差异制作目标的数字三维信息。这是一种将激光技术与先进光电探测技术深度融合的现代目标探测手段。相较于传统的微波雷达，激光雷达的发射光源变成了波长更短的激光，这就使得激光雷达的测距精度可达几个厘米。随着近年来无人驾驶技术对物体探测提出了更高的要求，激光雷达成像开始进入人们的视野。激光雷达有时被称为3D激光扫描，是3D扫描和激光扫描的特殊组合。它在陆地、空中和移动端均有应用。激光雷达通常用于高分辨率三维探测，应用于大地测量学、地理信息学、林业、大气物理学，激光制导、目标跟踪和识别。目前，这项技术因更多的用于自动驾驶汽车的控制和导航而被大众所熟知。

常规的激光雷达扫描系统结构复杂，成本较高，价格随雷达线束的增加呈几何倍数增长，并且一旦损坏之后维修过程十分复杂。

因此，亟需一种结构简单、成本低的高性能多线激光雷达扫描系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种N线激光雷达扫描系统及方法，以解决上述现有技术存在的问题，使常规的激光雷达扫描系统结构简单化，大大降低了多线激光雷达的制造成本，并且检修过程简便，为高性能多线激光雷达的普及提供了一种思路。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种N线激光雷达扫描系统，包括激光光源和二维扫描系统，所述二维扫描系统包括光开关、准直透镜和反射镜，所述激光光源的输出端和所述光开关的输入端连接，所述光开关的输出端与所述准直透镜的一侧连接，所述准直透镜的另一侧设置有反射镜。

优选的，所述光开关包括N个输出通道，所述N个输出通道由上至下依次排列。

优选的，所述N个输出通道的切换速率可控。

优选的，所述准直透镜采用若干透镜组成的透镜组。

优选的，所述准直透镜还能够采用单个透镜。

优选的，所述反射镜可旋转，且所述反射镜的旋转方向、旋转角度和旋转速率可控。

优选的，所述准直透镜的中心与所述光开关的输出通道的中心共轴。

优选的，所述反射镜采用MEMS反射镜。

优选的，所述反射镜还能够采用机械式转镜。

还提供一种N线激光雷达扫描方法，包括以下步骤：

根据扫描任务，选择扫描方式，其中，扫描方式包括第一扫描方式和第二扫描方式；

基于所述第一扫描方式，设置初始纵向扫描通道和横向扫描角度范围；产生激光，利用所述激光，在所述横向扫描角度范围完成一次横向扫描，切换纵向扫描通道，完成下一次横向扫描，依次重复，直至所述纵向扫描通道切换完毕，完成所述扫描任务；

基于所述第二扫描方式，选择初始纵向扫描通道和初始横向扫描角度；产生激光，利用所述激光，在所述初始横向扫描角度下，依次切换纵向扫描通道完成一次纵向扫描，偏转横向扫描角度，依次切换纵向扫描通道完成下一次纵向扫描，依次重复，直至所有所述横向角度偏转完成，完成所述扫描任务。

本发明公开了以下技术效果：