CN110678780B - 激光接收阵列、激光雷达和智能感应设备 - Google Patents

激光接收阵列、激光雷达和智能感应设备 Download PDF

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Abstract

本申请涉及激光雷达技术领域，公开了一种激光接收阵列、激光雷达和智能感应设备，所述激光接收阵列包括：激光接收板和挡光板；所述激光接收板一侧设置至少两个激光接收单元；所述挡光板设置在所述激光接收板上有激光接收单元的一侧，所述挡光板上在与激光接收单元相对的位置设有通孔，用于穿过激光信号；所述通孔之间设有挡光条，用于隔离入射所述至少两个激光接收单元的激光信号。通过在挡光板上设置通孔和挡光条，实现了减少激光接收单元接收激光信号时的光串扰的问题。

Description

激光接收阵列、激光雷达和智能感应设备
技术领域
本申请涉及激光雷达技术领域，特别涉及一种激光接收阵列、激光雷达和智能感应设备。
背景技术
随着技术的发展，激光雷达在自动驾驶、智能机器人导航、无人机等智能装备领域使用广泛，应用于环境探测、空间建模等场景。激光雷达是以发射激光光束来探测目标物体的位置、速度等特征量的雷达***，其工作原理是先向目标物体发射探测激光束，然后将接收到的从目标物体反射回来的反射信号与发射信号进行比较，进行处理后，获得目标物体的有关信息，比如目标距离、方位、高度、速度、姿态和形状等参数。
本申请的发明人在研究过程中发现，由于随着激光雷达的线数越来越高，对激光发射面阵和激光接收面阵来说,光的窜扰越来越严重，而进行防串扰的空间越来越小，也越来越困难。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种激光接收阵列、激光雷达和智能感应设备，可以解决或者部分解决上述技术问题。
本发明实施例提出一种激光接收阵列，包括：激光接收板和挡光板；
所述激光接收板一侧设置至少两个激光接收单元；
所述挡光板设置在所述激光接收板上有激光接收单元的一侧，所述挡光板上在与激光接收单元相对的位置设有通孔，用于穿过激光信号；所述通孔之间设有挡光条，用于隔离入射所述至少两个激光接收单元的激光信号。
优选的，所述激光接收板与所述挡光板相对的一侧设置有至少两个激光接收单元阵列；
所述激光接收单元阵列包含至少两个激光接收单元；
所述挡光板上在与所述激光接收单元阵列相对的位置设置通槽，用于穿过激光信号；所述通槽之间设有挡光条，用于隔离入射所述至少两个激光接收单元阵列的激光信号。
优选的，所述挡光板在挡光条相对于所述激光接收板一侧设置定位凸起；
在所述激光接收板上的所述激光接收单元阵列之间设置定位孔；
所述挡光板和所述激光接收板通过所述定位凸起和所述定位孔进行定位。
优选的，所述挡光板相对于所述激光接收板一侧边缘设置边条，所述边条形成第一收容空间，当所述挡光板和所述激光接收板相对固定时，将所述激光接收板收容于所述第一收容空间内。
优选的，所述边条上设置第五固定孔，所述挡光板和所述激光接收板通过所述第五固定孔进行固定。
优选的，所述挡光板上的定位凸起一端设置卡片，所述挡光板和激光接收板通过所述卡片和所述定位孔卡合固定。
优选的，还包括滤光板，所述滤光板设置于所述挡光板远离所述激光接收板一侧。
优选的，所述挡光板远离所述激光接收板一侧边缘设置边条，所述边条形成第二收容空间，当所述挡光板和所述滤光板相对固定时，将所述滤光板收容于所述第二收容空间内。
优选的，所述边条上设置第四固定孔，所述挡光板和所述滤光板通过所述第四固定孔进行固定。
优选的，所述挡光板上设置第二固定孔，所述激光接收板上设置第一固定孔，所述滤光板上设置第三固定孔，所述挡光板、激光接收板和滤光板通过所述第二固定孔、第一固定孔和第三固定孔进行固定。
本发明实施例还提出一种激光雷达，包括外壳、机体、底座和上述激光接收阵列，所述激光接收阵列位于所述机体内。
本发明实施例还提出一种智能设备，包括至少一个激光雷达，所述激光雷达上述激光接收阵列。
通过上述内容，本发明实施例通过在挡光板上设置通孔和挡光条，实现了减少激光接收单元接收激光信号时的光串扰的问题，同时，通过挡光板将激光接收板和滤光板紧凑的结合在一起，形成一个完整的激光接收阵列，使其结构更加紧凑，激光信号接收效果也更好。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例提供的激光接收阵列结构图；
图2是本发明实施例提供的另一激光接收阵列结构图；
图3是本发明实施例提供的激光接收阵列立体图；
图4是本发明实施例提供的激光雷达结构图。
具体实施方式中的附图标号如下：
激光接收阵列1 第一底座184
挡光板10 第二底座183
通孔(101、102) 激光接收板20
挡光条(103、120、140) 激光接收单元(201、202、211、212、213)
定位凸起121、141 激光接收单元阵列(210、230、250)
卡片123 定位孔(221、241)
通槽(110、130、150) 第一固定孔209
第一边条(171、181、191) 滤光板30
第二边条(172、182、192) 第三固定孔309
第二固定孔189 机体2
第四固定孔185 外壳3
第五固定孔186 底座4
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
本发明实施例为了解决现有技术中存在的问题，提出了一种激光接收阵列1，如图1所示，包括激光接收板20和挡光板10；所述激光接收板20一侧设置至少两个激光接收单元201,202；所述挡光板10设置在所述激光接收板20上有激光接收单元201,202的一侧，所述挡光板10上在与激光接收单元201,202相对的位置设有通孔101,102，用于穿过激光信号；所述通孔101,102之间设有挡光条103，用于隔离入射所述至少两个激光接收单元201,202的激光信号。图1中，所述激光接收板20可以为APD板，也可以为其他激光接收板。激光接收板20和挡光板10相互配合，通过在挡光板10上和激光接收板20上的激光接收单元201和激光接收单元202相对应的位置分别设置通孔101和102，保证激光信号能够到达激光接收单元，同时，在通孔101和102之间，设置了挡光条103，当挡光板10和激光接收板20相互贴合固定时，所述挡光条103能够将激光接收单元201和激光接收单元202的入射光线进行隔离，起到很好的防止光串扰的效果。
优选的，对于线数较高的激光雷达，会有多个激光发射单元，同时发射多束激光信号，相应的，在激光接收板20上，也会设置多个激光接收单元，本发明实施例中将多个激光接收单元按照阵列的方式进行排布，形成激光接收单元阵列210，如图1所示，本发明实施例按列的方式，将激光接收单元组成激光接收单元阵列210,230和250，每个激光接收单元阵列包含至少两个激光接收单元，比如激光接收单元阵列210包含激光接收单元211、212和213；在同一激光接收单元阵列中的激光接收单元可以采用分时接收激光信号的方式，因此，他们之间不会产生光串扰。激光接收单元阵列之间会产生光串扰，本发明实施例通过在挡光板10上，对应于激光接收阵列210,230和250的位置，分别设置通槽110、130和150，激光接收阵列210中的激光接收单元211,212,213通过通槽110接收激光信号，激光接收阵列230中的各激光接收单元通过通槽130接收激光信号，激光接收阵列250中的各激光接收单元通过通槽150接收激光信号，依次类推。相应的，在挡光板10上的通槽110,130和150之间分别设置挡光条120和140，分别对入射激光接收单元阵列210,230和250的激光信号进行遮挡，防止激光接收单元阵列之间产生光串扰。由于属于同一激光接收单元阵列内部的激光接收单元分时接收激光信号，不会产生光串扰，因此，在本发明实施例中，没有在通槽内部再设置挡光条，对激光接收单元阵列内部的激光接收单元进行遮挡，简化了挡光板的结构。当然，进一步的，也可以对激光接收单元阵列内部的多个激光接收单元进行遮挡，只需要在挡光板10上对应的通槽内部，在相对于激光接收单元阵列的挡光条垂直的方向，为每个激光接收单元设置挡光条即可。
对于激光发射单元阵列的形成方式，可以有多种方式，比如，可以仅把同列中，相邻的激光发射单元设置为同一激光发射单元阵列，也可以将稍远位置的激光发射单元设置为同一激光发射单元阵列，如图1所示，激光发射单元213虽然没有紧紧的和激光发射单元211和212相邻，但是，由于他们属于同一列，为了方便起见，可以将他们视为同一激光发射单元阵列，相应的，在挡光板10上，可以将通槽110延长即可将激光发射单元213涵盖在内，在结构上更容易实现，也更简单。
在挡光板10上，通孔和通槽可以混合设置，其形状可以多种多样，只要能够起到遮挡光的作用即可，在这里仅举例说明，不做限定。
优选的，在实际应用过程中，为了更好的实现激光接收板20和挡光板10的相互配合和固定，如图2所示，在本发明实施例中，在挡光板10上的挡光条120的相对于所述激光接收板20一侧设置定位凸起121；同时，在激光接收板20上的激光接收单元阵列210,230之间设置定位孔221；挡光板10和所述激光接收板20通过所述定位凸起121和所述定位孔221进行定位。通过定位孔221和定位凸起121的设置，在激光接收板20和挡光板10安装时，可以很好地起到定位的作用，使所述激光发射单元201,202或激光发射单元阵列210,230,250能够很好地位于通孔101,102或者通槽110,130和150中，避免在安装时由于定位不准造成激光发射单元损坏的情况发生。
同时，本发明实施例还通过在所述挡光板10上的定位凸起121一端设置卡片123，所述挡光板10和激光接收板20通过所述卡片123和所述定位孔221卡合固定。卡合的方式有多种，可以在定位孔221侧壁上设置卡槽(未示出)，所述卡片123可以在定位孔221内和卡槽相互卡合，起到固定激光接收板20和挡光板10的作用，这种方式，使其结合更加紧凑，更加节省空间。当然也可以将定位凸起121的长度加长，使卡片123可以穿过所述定位孔221，卡合在激光接收板的另一侧，起到固定激光接收板20和挡光板10的作用。
进一步的，为了使所述激光接收板20和挡光板10更好的结合，结构更加紧凑，如图2所示，本发明实施例在挡光板10相对于激光接收板20一侧边缘设置边条172，182，192，边条相互配合形成第一收容空间，当挡光板10和所述激光接收板20相对固定时，将所述激光接收板20收容于所述第一收容空间内，优选的，所述边条的厚度和所述激光接收板20的厚度一致，这样就可以实现挡光板10和激光接收板20的无缝固定，形成一个平面。当然，上述边条的设置，可以随意组合，可以是1,2,3或4条，在这里不做限定。
优选的，所述边条182上设置第五固定孔186，所述挡光板10和所述激光接收板20通过所述第五固定孔186进行固定，如图2所示，进一步的所述挡光板10还设置第一底座184，在设置边条时，可以将边条182和第一底座184设置在一起，激光接收板20通过所述第五固定孔186和挡光板10相固定，使其结构能够更加的紧凑。同时，所述第一底座184也可以作为激光接收阵列1的底座，通过所述第一底座184和其他装置的固定，比如和激光雷达固定等。
本发明实施例中，所述激光接收阵列1还包括滤光板30，滤光板30设置于所述挡光板10远离所述激光接收板20一侧，滤光板30和激光接收板20分别位于挡光板10的两侧，滤光板30可以实现对入射激光信号的过滤，滤除干扰光，使激光接收单元接收到的信号更加准确。
优选的，在挡光板10远离激光接收板20一侧边缘设置边条171，181，191，所述边条171，181，191形成第二收容空间，当所述挡光板10和所述滤光板30相对固定时，将所述滤光板30收容于所述第二收容空间内。优选的，所述边条的厚度和所述滤光板30的厚度一致，这样就可以实现挡光板10和滤光板30的无缝固定，形成一个平面。当然，上述边条的设置，可以随意组合，可以是1,2,3或4条，在这里不做限定。
优选的，所述边条181上设置第四固定孔185，所述挡光板10和所述滤光板30通过所述第四固定孔185进行固定，如图1所述，所述挡光板10上还设置第二底座183，在设置边条时，可以将边条181和第二底座183设置在一起，滤光板30通过所述第四固定孔185和挡光板10相固定，使其结构能够更加的紧凑。同时，所述第二底座183可以作为激光接收阵列1的第二底座，通过所述第二底座和其他装置的固定，比如和激光雷达固定等。
优选的，还可以采用其他方式将所述挡光板10，激光接收板20和滤光板30进行固定，比如，在所述挡光板10上设置至少一个第二固定孔189，所述激光接收板20上设置至少一个第一固定孔209，所述滤光板30上设置至少一个第三固定孔309，所述挡光板10、激光接收板20和滤光板30通过所述第二固定孔189、第一固定孔209和第三固定孔309进行固定，所述固定孔的位置可以设置在挡光板10，激光接收板20和滤光板30的除了激光接收单元和通孔或通槽的任意位置，其固定方式也可以通过螺钉或铆接等方式进行固定，在这里不做限定。
本发明实施例通过挡光板10将激光接收板20和滤光板30紧凑的结合在一起，形成一个完整的激光接收阵列1，如图3所示，为所述激光接收阵列1的立体图。通过在挡光板10上设置通孔和挡光条，实现了减少激光接收单元接收激光信号时的光串扰的问题，同时，通过该设计，使其结构更加紧凑，激光信号接收效果也更好。
本发明实施例还提出了一种激光雷达，如图4所示，包括机体2、外壳3和底座4，所述机体2包括上述实施例中所述的激光接收阵列1，所示激光接收阵列设置在所述机体2的内部，可以通过激光接收阵列1的第二底座183和第一底座184固定在所述机体2的内部，具体的，在这里不再赘述。
本发明实施例还提供一种智能感应设备，智能感应设备包括至少一个激光雷达，所述激光雷达包括上述实施例中的激光接收阵列1，所述激光接收阵列1的功能和结构同上述实施例中的描述一致，在这里不再赘述。
所述智能感应设备为能够探测周边物体的方位和距离，并且基于周边物体的方位和距离进行决策的设备，例如：智能机器人、智能汽车、智能飞机等等。
需要注意的是，除非另有说明，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请实施例所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本实施新型实施例的描述中，技术术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。
此外，技术术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实施新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
在本实施新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (8)

1.一种激光接收阵列(1)，其特征在于，包括：激光接收板(20)和挡光板(10)及滤光板(30)；
所述激光接收板(20)一侧设置至少两个激光接收单元(201,202)；
所述挡光板(10)设置在所述激光接收板(20)上有激光接收单元(201,202)的一侧，所述挡光板(10)上在与激光接收单元(201,202)相对的位置设有通孔(101,102)，用于穿过激光信号；所述通孔(101,102)之间设有挡光条(103)，用于隔离入射所述至少两个激光接收单元(201,202)的激光信号；
所述滤光板(30)设置于所述挡光板(10)远离所述激光接收板(20)一侧；所述挡光板(10)远离所述激光接收板(20)一侧边缘设置边条(171，181，191)，所述边条(171，181，191)形成第二收容空间，当所述挡光板(10)和所述滤光板(30)相对固定时，将所述滤光板(30)收容于所述第二收容空间内。
2.如权利要求1所述的激光接收阵列，其特征在于，所述激光接收板(20)与所述挡光板(10)相对的一侧设置有至少两个激光接收单元阵列(210,230)；
所述激光接收单元阵列(210,230)包含至少两个激光接收单元(211,212)；
所述挡光板(10)上在与所述激光接收单元阵列(210,230)相对的位置设置通槽(110,130)，用于穿过激光信号；所述通槽(110,130)之间设有挡光条(120)，用于隔离入射所述至少两个激光接收单元阵列(210,230)的激光信号。
3.如权利要求2所述的激光接收阵列，其特征在于，所述挡光板(10)在挡光条(120)相对于所述激光接收板(20)一侧设置定位凸起(121)；
在所述激光接收板(20)上的所述激光接收单元阵列(210,230)之间设置定位孔(221)；
所述挡光板(10)和所述激光接收板(20)通过所述定位凸起(121)和所述定位孔(221)进行定位。
4.如权利要求1所述的激光接收阵列，其特征在于，所述挡光板(10)相对于所述激光接收板(20)一侧边缘设置边条(172，182，192)，所述边条(172，182，192)形成第一收容空间，当所述挡光板(10)和所述激光接收板(20)相对固定时，将所述激光接收板(20)收容于所述第一收容空间内。
5.如权利要求1所述的激光接收阵列，其特征在于，所述边条(182)上设置第五固定孔(186)，所述挡光板(10)和所述激光接收板(20)通过所述第五固定孔(186)进行固定。
6.如权利要求3所述的激光接收阵列，其特征在于，所述挡光板(10)上的定位凸起(121)一端设置卡片(123)，所述挡光板(10)和激光接收板(20)通过所述卡片(123)和所述定位孔(221)卡合固定。
7.如权利要求1所述的激光接收阵列，其特征在于，所述边条(181)上设置第四固定孔(185)，所述挡光板(10)和所述滤光板(30)通过所述第四固定孔(185)进行固定。
8.如权利要求1所述的激光接收阵列，其特征在于，所述挡光板(10)上设置至少一个第二固定孔(189)，所述激光接收板(20)上设置至少一个第一固定孔(209)，所述滤光板(30)上设置至少一个第三固定孔(309)，所述挡光板(10)、激光接收板(20)和滤光板(30)通过所述至少一个第二固定孔(189)、至少一个第一固定孔(209)和至少一个第三固定孔(309)进行固定。
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