[发明专利]异轴激光雷达

说明书

本发明涉及异轴激光雷达，包括发射单元、接收单元以及透光外罩，发射单元包括激光发射器。接收单元包括探测器和聚光透镜组，探测器位于激光发射器沿第一方向的一侧，聚光透镜组设置在探测器的沿第二方向的一侧，聚光透镜组的焦点位置位于聚光透镜组的主光轴远离激光发射器的一侧，探测器位于聚光透镜组的焦点位置。扫描单元设置在探测器与激光发射器沿第二方向的一侧，聚光透镜组位于扫描单元与探测器之间。即由于聚光透镜偏心设置，可在保持扫描单元的尺寸不变的情况下，增加激光发射器和探测器之间的距离，从而能够减少激光二极管产生瞬时大电流时对探测器产生电磁干扰，增大探测精度。

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，特别是涉及一种异轴激光雷达。

背景技术

激光雷达包括激光发射器、探测器以及扫描单元。激光发射器向目标发射光束(即发射光束),探测器将接收到的从目标反射回来的光束(即探测光束)与发射光束进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标的距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，其中扫描单元位于发射光束和探测光束的光路上，用于增大扫描角度，以获得更大的视场角。

激光雷达一般采用TOF原理测距。激光发射器为激光二极管，激光二极管经窄脉冲驱动技术驱动，并在短时间内流过大电流产生瞬时高峰值功率，以用于形成激光。然而，激光二极管产生瞬时的大电流时会对探测器产生电磁干扰，从而导致探测器接收到的探测信号误差较大。

发明内容

基于此，有必要针对探测器接收到的探测信号误差较大的问题，提出一种异轴激光雷达。

一种异轴激光雷达，包括：

发射单元，包括激光发射器，所述激光发射器用于产生发射光束；

扫描单元，设置在所述发射单元沿第二方向的一侧，所述扫描单元对所述发射器发射的发射光束进行偏转，使其射向目标物体；以及

接收单元，包括探测器和聚光透镜组，所述探测器位于所述激光发射器沿第一方向的一侧，所述聚光透镜组位于所述扫描单元与所述探测器之间，所述聚光透镜组的焦点位置位于所述聚光透镜组的主光轴远离所述激光发射器的一侧，所述探测器位于所述聚光透镜组的焦点位置，所述聚光透镜组接收目标物体反射的探测光束，并将所述探测光束汇聚至所述探测器，所述第一方向与所述第二方向垂直。

在其中一个实施例中，所述聚光透镜组包括光学角锥和双锥透镜，所述光学角锥和双锥透镜沿第二方向分别设置在所述探测光束上；且沿着激光发射器到探测器的方向，所述光学角锥沿第二方向的厚度逐渐递增。

在其中一个实施例中，所述双锥透镜设置在所述光学角锥远离所述探测器的一侧，所述双锥透镜远离所述光学角锥的侧面为双锥面。

在其中一个实施例中，所述聚光透镜组沿第二方向的横截面的形状为弓形。

在其中一个实施例中，所述扫描单元包括动力机构和反射镜，所述动力机构用于带动所述反射镜旋转，所述反射镜的反射面与所述第一方向呈角度设置，所述反射镜用于接收所述发射光束，并将所述发射光束反射至目标物体。

在其中一个实施例中，所述反射镜的旋转中心位于所述聚光透镜组的主光轴的延长线上。

在其中一个实施例中，所述异轴激光雷达还包括透光外罩，所述发射单元、接收单元以及所述扫描单元位于所述透光外罩内。

在其中一个实施例中，所述透光外罩的内壁为曲面结构。

在其中一个实施例中，所述发射单元还包括准直透镜，所述准直透镜位于所述发射光束的路径上，且设置于所述激光发射器和所述扫描单元之间。

在其中一个实施例中，所述准直透镜沿第二方向的横截面为矩形结构，所述激光发射器的快轴方向沿矩形结构的长边方向，所述激光发射器的慢轴方向沿矩形结构的短边方向。