激光雷达的制作方法

1.本技术涉及传感器技术领域，具体涉及一种激光雷达。


背景技术：

2.激光雷达是一种能够较为精确的检测三维空间中物体分布的传感器。它具备抗有源干扰能力强、体积小、质量轻等特点。当前，激光雷达被广泛应用于智慧交通、安防监控、城市规划、农业开发、水利工程、环境监测等方面，为社会发展和科学研究提供了极为重要的原始资料，并取得了显著的经济效益，展示出良好的应用前景。
3.激光雷达通常由激光发射器和激光接收器组成，其检测范围主要受激光接收器的检测范围的影响。激光接收器由多个单点探测器组成。激光雷达的一种常见应用场景是对指定方向上的一个检测范围进行持续性检测。由于每个单点探测器的检测范围都很小，所以，需要基于检测范围的需求在激光雷达中排布足够数量的单点探测器，进行指定方向的检测。
4.上述的激光雷达需要设置非常大量的单点探测器以实现对一个检测范围的检测，使得整个激光雷达所使用的光电元器件的数量大量增加，从而导致激光雷达的生产成本高居不下。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种激光雷达，可以解决相关技术中存在的技术问题，所述激光雷达的技术方案如下：
6.本技术实施例提供了一种激光雷达，激光雷达包括第一旋转座、激光发射器、激光接收器和处理器。第一旋转座包括第一旋转件和第一固定件，第一旋转件安装在第一固定件上。激光发射器和激光接收器安装在第一旋转件上，激光发射器和激光接收器随第一旋转件同步旋转。第一旋转件的第一旋转轴线穿过激光接收器，且第一旋转轴线的一部分位于激光接收器的检测范围内。激光雷达的检测范围在垂直于第一旋转轴线的平面上的投影为圆形。第一旋转座、激光发射器、激光接收器分别与处理器电性连接。
7.在一种可能的实现方式中，激光接收器包括平面阵列式分布的多个单点探测器，激光发射器包括平面阵列式分布的多个单点激光器。
8.在一种可能的实现方式中，激光接收器包括等间距分布在同一直线上的多个单点探测器，激光发射器包括等间距分布在同一直线上的多个单点激光器。
9.在一种可能的实现方式中，等间距分布的多个单点探测器所在直线与第一旋转轴线垂直。
10.在一种可能的实现方式中，第一旋转件的第一旋转轴线与激光接收器的检测范围的中心轴平行，并且第一旋转轴线与激光接收器的检测范围的中心轴的距离不等于n*d/2，其中，d为相邻单点探测器的间距，n为正整数。
11.在一种可能的实现方式中，第一旋转件的第一旋转轴线与激光接收器的检测范围
的中心轴平行且距离等于d/4。
12.在一种可能的实现方式中，第一旋转件的第一旋转轴线与激光接收器的检测范围的中心轴重合。
13.在一种可能的实现方式中，第一旋转件的第一旋转轴线与激光接收器的检测方向的夹角等于激光接收器的检测视场角的一半。
14.在一种可能的实现方式中，上述激光雷达还包括第二旋转座。第二旋转座包括第二旋转件和第二固定件，第二旋转件安装在第二固定件上。上述第一旋转座的第一固定件固定在第二旋转件上，第一固定件随第二旋转件转动。
15.在一种可能的实现方式中，上述第二旋转件的第二旋转轴线与上述第一旋转件的第一旋转轴线垂直。
16.在一种可能的实现方式中，该激光雷达的激光接收器为方向可调式激光接收器。
17.本技术实施例提供了一种激光雷达，该激光雷达的处理器向激光发射器发送激光发射指令，并接收所述激光接收器发送的回光角度信息。处理器获取在接收到回光信息时第一旋转座中第一旋转件相对于基准位置的第一旋转角度信息。基于回光角度信息、旋转角度信息、发光时间点和回光时间点，确定回光信息对应的物点空间位置，其中，发光时间点是发送激光发射指令的时间点，回光时间点为接收回光角度信息的时间点。
18.本技术的实施例提供的技术方案至少包括以下有益效果：
19.本技术实施例提供了一种激光雷达，包括第一旋转座、激光发射器、激光接收器和处理器。该激光雷达的第一旋转座的第一旋转件的第一旋转轴线穿过激光接收器，并且第一旋转轴线的一部分位于激光接收器的检测范围内。该激光雷达绕第一旋转轴线旋转360
°
，每个单点探测器的检测范围由一个小范围扩大到此小范围旋转一周形成的环形范围，整个激光雷达的检测范围在垂直于第一旋转件的第一旋转轴线的平面上的投影为圆形，可以有效增加激光雷达的检测范围。在对较大的目标区域检测时，采用少量单点探测器就可以满足需求。因此，可以有效控制激光接收器内单点探测器的数量，从而有效降低激光雷达的生产成本。
20.同时，该激光雷达可根据被检测目标旋转到不同的角度位置，增加了该激光雷达的灵活性。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本技术实施例示出的一种激光雷达的结构示意图；
23.图2是本技术实施例示出的一种激光雷达的结构示意图；
24.图3是本技术实施例示出的一种激光雷达的结构示意图；
25.图4是本技术实施例示出的一种激光雷达的结构示意图；
26.图5是本技术实施例示出的一种激光雷达的结构示意图；
27.图6是本技术实施例示出的一种激光接收器检测范围示意图；
28.图7是本技术实施例示出的一种激光雷达的结构示意图；
29.图8是本技术实施例示出的一种激光接收器检测范围示意图；
30.图9是本技术实施例示出的一种激光雷达的结构示意图；
31.图10是本技术实施例示出的一种激光接收器检测范围示意图；
32.图11是本技术实施例示出的一种激光雷达的结构示意图。
33.图例说明
34.1、第一旋转座；11、第一旋转件；12、第一固定件；13、壳体；14、轴承；15、直驱电机；16、码盘读头；17旋转码盘、；2、激光发射器；21、单点激光器；22、第一光学器件；23、第一支架；24、第三光学器件；25、反射镜；26、第三支架；3、激光接收器；31、单点探测器；32、第二光学器件；33、第二支架；34、第四光学器件；4、处理器；5、第二旋转座；51、第二旋转件；52、第二固定件。
具体实施方式
35.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
36.本技术实施例提供了一种激光雷达，相应结构如图1所示，该激光雷达包括第一旋转座1、激光发射器2、激光接收器3和处理器4。第一旋转座1包括第一旋转件11和第一固定件12，第一旋转件11安装在第一固定件12上。激光发射器2和激光接收器3安装在第一旋转件11上，激光发射器2和激光接收器3随第一旋转件11同步旋转。第一旋转件11的第一旋转轴线穿过激光接收器3，且第一旋转轴线的一部分位于激光接收器3的检测范围内，激光雷达的检测范围在垂直于第一旋转轴线的平面上的投影为圆形。第一旋转座1、激光发射器2、激光接收器3分别与处理器4电性连接。
37.其中，第一旋转座1还可以包括第一电机和第一角度传感器。第一电机用于驱动第一旋转件11旋转，第一角度传感器用于测量第一旋转件11的旋转角度。第一电机可以通过焊接、卡接等方式直接固定在第一固定件12上。第一旋转件11可以安装在第一电机的第一转轴上。第一角度传感器可以安装在第一旋转件51上。第一角度传感器可以是旋转码盘，旋转码盘是可以选用绝对式编码器，例如，接触编码器、光学编码器等，也可以选用增量编码器。
38.其中，上述激光发射器2的单点激光器21用于发射激光光束，可以选用边发射光器，也可以是垂直腔面发射激光器。
39.其中，上述激光接收器3的单点探测器31用于接收回波光信号，并将其转化成激光触发电信号。单点探测器31中用于将回波光信号转化成激光触发电信号的光敏元件可以选用光电二极管，例如，雪崩光电二极管、p型半导体-杂质-n型半导体光电二极管等，也可以选用集成探测器芯片，例如，电荷藕合器件图像传感器、互补性氧化金属半导体、阵列雪崩光电二极管、阵列单光子雪崩光电二极管等。
40.其中，激光发射器2、激光接收器3安装在第一旋转座1的第一旋转件11上。激光发射器2、激光接收器3与第一旋转件11之间可以通过焊接、螺纹连接、卡接等方式直接连接，也可以通过中间件建立间接连接，中间件可以是连杆、双头螺栓等。激光发射器2、激光接收器3与第一旋转件11之间的连接方式可以相同，也可以不同。例如，激光发射器2、激光接收
器3分别与第一旋转件11通过焊接直接连接，或者，激光发射器2与第一旋转件11通过焊接直接连接，激光接收器3与第一旋转件11通过双头螺栓建立间接连接。
41.其中，处理器4可以是通用逻辑控制器，例如，微控制单元、数字信号处理技术控制器、现场可编程门阵列控制器等。处理器4还可以是计算控制系统，例如，由专用集成电路器件及存储器构成的前嵌入式计算控制系统。
42.本技术实施例中，激光雷达还可以包括壳体13、轴承14、直驱电机15、码盘读头16和旋转码盘17。壳体13用于支撑第一旋转座1、激光发射器2和激光接收器3，轴承14用于支撑激光发射器2和激光接收器3并保证相对于壳体13进行的旋转运动，直驱电机15可以用于驱动激光发射器2和激光接收器3的同步旋转，码盘读头16和旋转码盘17的配合使用可以用于检测第一旋转件11旋转过的角度。激光接收器3和激光发射器2可以是分离的，也可以是一体的。以下给出两种可能的结构：
43.结构一
44.一种可能的激光接收器3和激光发射器2的结构，如图2所示，激光发射器2和激光接收器3是分离的。激光发射器2可以包括多个单点激光器21、第一光学器件22和第一支架23，多个单点激光器21和第一光学器件22分别安装在第一支架23上，其中，多个单点激光器21可以排布在不同直线上，也可以排布在同一直线上。激光接收器3可以包括多个单点探测器31、第二光学器件32和第二支架33，多个单点探测器31和第二光学器件32分别安装在第二支架33上，其中，多个单点探测器31可以分布在不同直线上，也可以排布在同一直线上。上述多个单点激光器21的排布方式和多个单点探测器31的排布方式可以相同，也可以不同，例如，多个单点激光器21、多个单点探测器31可以排布在同一直线上，或者多个单点激光器21排布在同一直线上，多个单点探测器31排布在同一平面内。
45.该激光雷达第一旋转座1第一固定件11固定安装在壳体13上。轴承14的一端固定安装在壳体13上，另一端分别与第一支架23和第二支架33固定连接。直驱电机15的一端固定安装在壳体13上，另一端分别与第一支架23和第二支架33固定连接。码盘读头16固定安装在壳体13上，旋转码盘17安装在第一支架23和第二支架33上。
46.结构二
47.一种可能的激光接收器3和激光发射器2的结构，如图3所示，激光发射器2和激光接收器3是一体的，激光发射器2和激光接收器3共同安装在第三支架26上。激光发射器2可以包括多个单点激光器21、第三光学器件24和反射镜25，多个单点激光器21、第三光学器件24和反射镜25分别安装在第三支架26上，其中，多个单点激光器31可以排布在不同直线上，也可以排布在同一直线上。激光接收器3包括多个单点探测器31、第四光学器件34，多个单点探测器31和第四光学器件34分别安装在第三支架26上，其中，多个单点探测器31可以排布在不同直线上，也可以排布在同一直线上。多个单点激光器21的排布方式和多个单点探测器31的排布方式可以相同，也可以不同，例如，多个单点激光器21、多个单点探测器31可以排布在同一直线上，或者多个单点激光器21排布在同一直线上，多个单点探测器31排布在同一平面内。
48.该激光雷达第一旋转座1第一固定件11固定安装在壳体13上。轴承14的一端固定安装在壳体13上，另一端分别与第三支架26固定连接。直驱电机15的一端固定安装在壳体13上，另一端分别与第三支架26固定连接。码盘读头16固定安装在壳体13上，旋转码盘17安
装在第三支架26上。
49.在上述两种结构中，第一光学器件22和第三光学器件24可以用于对激光光束进行整形，即可以使单点激光器21产生的激光光束在出射时的光束截面为预设的形状，例如，直线、矩形等。上述第一光学器件22和第四光学器件34可以用于增加激光光束的扩散角度，从而扩大激光发射器2的检测范围。上述第二光学器件32和第四光学器件34用于过滤非信号波长的回波光线，并将过滤后的回波光线聚焦到激光接收器3的多个单点探测器31上。其中，第二光学器件32和第四光学器件34的滤光作用可以通过在其表面喷涂滤光涂料实现，也可以通过设置滤光片实现。上述第一光学器件22、第二光学器件32、第三光学器件24和第四光学器件34可以是单片非球面透镜，也可以是由多片非球面透镜组成的透镜组。
50.上述激光发射器2的单点激光器21和激光接收器3的单点探测器31可以等距排布，例如，单点激光器21或单点探测器31等距排布在同一圆直线上，也可以等距排布在同一圆周上，或者阵列排布在同一平面内。上述激光发射器2的单点激光器21和激光接收器3的单点探测器31也可以非等距排布，例如，单点激光器21或单点探测器31非等距排布在同一直线上，或者，单点激光器21或单点探测器31非等距排布在同一圆周上。上述激光发射器2的单点激光器21的排布方式和激光接收器3的单点探测器31的排布方式可以相同，也可以不同，例如，多个单点激光器21、多个单点探测器31等距排布在同一直线上，或者，多个单点激光器21等距排布在同一直线上，多个单点探测器31非等距排布在同一圆周上。
51.上述第一支架23、第二支架33和第三支架26可以选用一端开口的筒形部件，该筒形部件的底面用于安装上述单点激光器11或者单点探测器31，该筒形部件的开口端用于安装上述第一光学器件22、第二光学器件32或者第四光学器件34。该筒形部件的底面形状可以是圆形、矩形等任意形状，其开口端的开口形状可以是圆形、正方形等任意形状。该筒形部件的底面形状与开口形状可以相同，也可以不同。
52.在本技术实施例中，该激光雷达的第一旋转件11的第一旋转轴线穿过激光接收器3，且第一旋转轴线的一部分位于激光接收器3的检测范围内。调节第一旋转件11的第一旋转轴线与激光接收器3的检测范围的中心轴的位置关系，可以获得具有不同的检测效果的激光雷达，例如，高分辨率、高帧率和大视场角。以下给出了几种可能的结构：
53.结构一
54.第一旋转件11的第一旋转轴线与激光接收器3的检测范围的中心轴平行。第一旋转件11的第一旋转轴线与激光接收器3的检测范围的中心轴平行时，激光接收器3绕第一旋转轴线旋转360
°
，形成的圆形检测视场具有高分辨率的效果。
55.可以将单点探测器31沿直线分布，相应结构可以如下：激光雷达的激光接收器3上的多个单点探测器31等间距分布在同一直线上，且该直线与第一旋转座1的第一旋转件11的第一旋转轴线垂直，相应结构如图4。第一旋转轴线与激光接收器3的检测范围的中心轴平行，且第一旋转轴线与激光接收器3的检测范围的中心轴的距离不等于n*d/2，其中，d为相邻单点探测器31的间距，n为正整数。
56.一种可能的实施方式，如图5所示，第一旋转轴线与激光接收器3的检测范围的中心轴平行，并且存在d/4的距离，其中，d为相邻单点探测器31的间距。如图6所示的检测范围，该激光雷达的激光接收器3绕第一旋转件11的第一旋转轴线旋转360
°
，可以形成由多个同心圆环组成的完整圆形视场。该完整圆形视场中，同心圆环的数量等于激光接收器3的单
点探测器31的数量，每个同心圆环分别对应一个单点探测器31，每个同心圆环代表了相应的单点探测器31的检测轨迹，例如，激光接收器3包括10个单点探测器31时，该圆形视场包括10个同心圆环。然而，如果采用第一旋转轴线与激光接收器3的检测范围的中心轴重合的方式，激光接收器3绕第一旋转轴线旋转360
°
，可以形成检测范围大小相近但仅由5个同心圆环组成的圆形视场。由此可知，第一旋转轴线与激光接收器3的检测范围的中心轴平行且存在d/4的距离的方式，相对于第一旋转轴线与激光接收器3的检测范围的中心轴重合的方式，检测范围变化很小且同心圆环的数量翻倍，因此，激光雷达的分辨率也翻倍。
57.一种可能的实施方式，激光接收器3的检测范围的中心轴与第一旋转轴线之间还可以存在不等于d/4且不等于n*d/2的任意间距，例如，d/8、d/3、5*d/9、等，激光接收器3绕第一旋转轴旋转360
°
，也可以形成具有高分辨率检测区域的圆形检测视场，其中，d为相邻单点探测器31的间距，n为正整数。然而，当激光接收器3的检测范围的中心轴与第一旋转轴线之间的间距为d/4时，激光接收器3所形成的高分辨率检测区域的检测范围较大，且激光接收器3上各单点探测器31的检测轨迹分布较为均匀。
58.可以将单点探测器按矩形分布，相应结构可以如下：激光雷达的激光接收器3上的多个单点探测器31分布在同一个矩形平面内，该激光接收器3的检测范围的中心轴穿过该矩形平面的中心点，且垂直于该矩形平面。
59.一种可能的实施方式，单点探测器31等间距分布在同一矩形平面内，即单点探测器31与同一行和同一列相邻的单点探测器31的间距相等。当第一旋转件11的第一旋转轴线平行于激光接收器3的检测范围的中心轴，且存在不等于n*d/2的间距时，激光接收器3绕第一旋转轴线旋转360
°
，可以形成具有高分辨率检测区域的完整圆形检测视场，其中，d为相邻单点探测器31的间距，n为正整数。
60.一种可能的实施方式，单点探测器31非等间距分布在同一矩形平面内，第一旋转轴线与激光接收器3的检测范围的中心轴平行，且矩形平面内每个单点探测器31到第一旋转轴线的距离不相等。同理，激光接收器3绕第一旋转轴线旋转360
°
，可以形成具有高分辨率检测区域的完整圆形检测视场。
61.结构二
62.第一旋转件11的第一旋转轴线与激光接收器3的检测范围的中心轴重合。第一旋转件11的第一旋转轴线与激光接收器3的检测范围的中心轴重合时，激光接收器3绕第一旋转轴线旋转360
°
，形成的完整圆形检测视场具有高帧率的效果。
63.一种可能的实施方式，如图7所示，激光雷达的激光接收器3上的多个单点探测器31可以等间距分布在同一直线上，该直线与第一旋转座1的第一旋转件11的第一旋转轴线垂直。激光接收器3包括多对关于第一旋转轴线对称的单点探测器31，激光接收器3绕第一旋转轴线旋转180
°
，关于第一旋转轴线对称的两个单点探测器31分别形成相对应的半圆环形的检测视场，这两个半圆环形的检测视场可以构成一个完整的圆环形检测视场，从而该激光雷达可以形成由多个同心圆环组成的完整的圆形检测视场，检测效果如图8所示。当单点探测器31的数量为偶数时，可以形成由m/2个同心圆环形视场组成的完整的圆形检测视场，其中，m为单点探测器31的数量，例如，包含10个单点探测器31时，该圆形检测视场由5个同心圆环形视场组成。当单点探测器31的数量为奇数时，可以形成由1个位于中心的圆形视场和m/2个与该圆形视场同心的圆环形视场组成的完整的圆形检测视场，其中，m为单点探
测器31的数量，例如，包含11个单点探测器31时，该圆形检测视场由1个位于中心的圆形视场和5个与该圆形同心的圆环形视场组成。激光接收器3绕第一旋转轴线旋转360
°
，关于第一旋转轴线对称的两个单点探测器31分别形成相对应的圆环形检测视场，这两个圆环形检测视场重合，这两个单点探测器31完成对该圆环形区域的两次检测，即可以获取2帧完整的圆环形检测视场的检测数据。因此，激光接收器3绕第一旋转轴线旋转360
°
，该激光雷达可以获取2帧由多个同心圆环组成的完整的圆形检测视场的检测数据。
64.一种可能的实施方式，激光雷达的激光接收器3上的多个单点探测器31分布在同一个矩形平面内，相邻单点探测器31的间距相等。该激光接收器3的检测范围的中心轴穿过该矩形平面的中心点，且垂直于该矩形平面，且激光接收器3的检测范围的中心轴与第一旋转轴线重合。该矩形平面内，至少存在1对单点探测器31与第一旋转轴线的距离相等，每对单点探测器31均关于第一旋转轴线对称。如上所述，激光接收器3绕第一旋转轴线旋转180
°
时，关于第一旋转轴线对称的每对单点探测器31均可以形成1个完整圆环形检测视场。激光接收器3绕第一旋转轴线旋转360
°
时，每对单点探测器31均可以形成完整的圆环形检测视场，每对单点探测器31可以获取2帧完整的圆环形检测视场的检测数据。因此，激光接收器3绕第一旋转轴线旋转360
°
，该激光雷达至少可以获取2帧完整圆形检测视场的检测数据。
65.结构三
66.第一旋转件11的第一旋转轴线与激光接收器3的检测方向之间具有夹角，其中，检测方向可以认为是检测范围的中心轴。第一旋转件11的第一旋转轴线与激光接收器3的检测范围的中心轴具有一定夹角时，即第一旋转轴线与中心轴的夹角大于0
°
，激光接收器3绕第一旋转轴线旋转360
°
，所形成的完整圆形检测视场可以获得更大的检测视场角，从而扩大检测范围。当上述夹角等于激光接收器3检测视场角的一半时，激光接收器3绕第一旋转轴线旋转360
°
，所形成的检测视场角最大，是激光接收器3旋转前的检测视场角的两倍。
67.相应的结构可以是：第一旋转轴线与激光接收器3的检测范围的边界重合。
68.一种可能的实施方式，如图9所示，激光雷达的激光接收器2和激光接收器3倾斜安装在第一旋转件11上，从而实现对检测范围的检测方向的调整。激光接收器3上的多个单点探测器31分布在同一直线上，该直线与激光接收器3检测范围的中心轴垂直，且与第一旋转轴线不垂直。该激光接收器3的检测范围的检测视场角不发生偏置，检测范围的中心轴穿过多个单点探测器31所构成的线段的中点。当第一旋转轴线与激光接收器3的检测范围的一条边界重合时，第一旋转轴线与另一条边界的夹角的大小等于该激光接收器3的检测范围的视场角，第一旋转轴线与中心轴之间的夹角等于该激光接收器3的检测范围的检测视场角的一半。激光接收器3绕第一旋转轴线旋转360
°
，每个单点探测器31均形成一个完整的圆环形检测视场，每个单点探测器31所对应的完整圆环形检测视场同圆心，且第一旋转轴线穿过该圆心。这时，激光接收器3的检测范围中未与第一旋转轴重合的边界所形成的圆环形检测视场最大，且该边界所形成的圆环形检测视场的视场角是激光接收器3未进行旋转时检测范围视场角的两倍，检测效果如图10所示。
69.以激光接收器3的检测范围的检测视场角为40
°
举例进行效果说明，第一旋转轴线与激光接收器3的检测范围的下边界重合时，第一旋转轴线与激中心轴之间的夹角是20
°
，与上边界之间的夹角是40
°
，激光接收器3绕第一旋转轴线旋转360
°
，可以形成检测范围的检测视场角为80
°
的由多个同心圆环组成的完整圆形检测视场，第一旋转轴线穿过该圆形
检测视场的圆心。因此，第一旋转轴线与激光接收器3的检测范围的边界重合时，激光接收器3绕第一旋转轴线旋转360
°
，增大了激光接收器3的检测范围的视场角，从未扩大了激光接收器3的检测范围。
70.一种可能的实施方式，激光雷达的激光接收器3的检测范围的检测方向通过调整单点探测器31与光学器件之间的位置关系来实现。激光接收器3上的多个单点探测器31可以分布在同一直线上，该直线与激光接收器3检测范围的中心轴不垂直，且与第一旋转轴线垂直。该激光接收器3的检测范围的一条边界与多个单点探测器31所在直线垂直，且第一旋转轴线与该边界重合。这时，第一旋转轴线与检测范围另一条边界的夹角等于该该激光接收器3的检测范围的视场角，且与检测范围的中心轴之间的夹角等于该激光接收器3的检测范围的视场角的一半。同理，该激光接收器3绕第一旋转轴旋转360
°
，形成的由多个同心圆环形检测视场组成的完整圆形检测视场，且该完整圆形检测视场的视场角是激光接收器3未进行旋转时检测范围视场角的两倍。例如，激光接收器3的检测范围的检测视场角为40
°
，激光接收器3绕第一旋转轴旋转360
°
，所形成的完整圆形检测视场的视场角为80
°
。
71.相应的结构还可以是：第一旋转轴线与激光接收器3的检测范围的边界不重合。
72.激光雷达的激光接收器3上的多个单点探测器31可以分布在同一直线上，第一旋转轴线可以与激光接收器3的检测范围内的任意一条不是边界且不是中心轴的检测光线重合，这时，第一旋转轴线与激光接收器3的检测范围的中心轴具有夹角，夹角的角度可以是大于0
°
且小于激光接收器3的检测范围的视场角的一半的任意值。以激光接收器3的检测范围的视场角为40
°
举例说明，上述第一旋转轴线与激光接收器3的检测范围的中心轴夹角的角度可以是大于0
°
且小于20
°
的任意值，例如，5
°
、10
°
或者15
°
。同理，激光接收器3绕第一旋转轴线旋转360
°
，可以形成具有较大视场角度的完整圆形检测视场，且所增加的视场角度是第一旋转轴线与激光接收器3的检测范围的中心轴之间夹角角度的2倍。例如，以激光接收器3的检测范围的视场角为40
°
举例说明，当第一旋转轴线与激光接收器3的检测范围的中心轴之间的夹角为5
°
、10
°
或者15
°
时，激光接收器3可以分别形成视场角为50
°
、60
°
或者70
°
的完整圆形检测视场。
73.在本技术实施例中，激光雷达还包括第二旋转座5，第二旋转座5包括第二旋转件51和第二固定件52，第二旋转件51与处理器4电性连接，其中，处理器4可以安装在第一旋转座1上，也可以安装在第二旋转座5上。第二旋转件51可以与上述第一旋转座1的第一固定件12可以是一体的，即同一个部件。第二旋转件51可以与上述第一旋转座1的第一固定件12也可以是独立的两个部件，第一固定件12固定安装在第二旋转件51上，第一固定件12随第二旋转件51转动。第一固定件12与第二旋转件51之间可以通过焊接、卡接、螺栓连接等方式直接连接，也可以通过中间件建立间接连接，中间件可以是双头螺栓等。上述激光雷达的第一旋转件12的第一旋转轴线与第二旋转件51的第旋转轴线之间存在任意角度值的夹角。例如，第一旋转件11的第一旋转轴线与第二旋转件51的第二旋转轴线垂直，相应结构如图11所示，该激光雷达既可以绕第一旋转轴线旋转完成竖直方向上圆形视场的检测，还可以绕第二旋转轴线旋转完成水平方向上360
°
的检测。
74.第二旋转座5还可以包括第二电机和第二角度传感器。第二电机用于驱动第二旋转件51旋转，第二角度传感器用于测量第二旋转件52的旋转角度。第二电机可以通过焊接、卡接等方式直接固定在第二固定件52上。第二旋转件51可以安装在第二电机的第二转轴
上。第二角度传感器可以安装在第二旋转件51上。第二角度传感器可以是旋转码盘，旋转码盘可以选用绝对式编码器，例如，接触编码器、光学编码器等，也可以选用增量编码器。
75.本技术实施例中，上述激光雷达的激光接收器3的检测范围是可以调节的。
76.一种可能的实施方式，通过调节激光接收器3与第一旋转件11之间的相对位置，从而实现对激光接收器3的检测范围的调节，相应结构如图9所示。激光接收器3的多个单点探测器31分布在同一直线上，其检测范围的中心轴经过多个单点探测器31的中点和第二光学器件的中心点，检测范围的两条边界关于中心轴对称。调节激光接收器3与第一旋转件11之间的相对位置，即调节激光接收器3的检测范围的中心轴与第一旋转件11的第一旋转轴线之间的相对位置，使中心轴与第一旋转轴线之间具有夹角，从而实现对激光接收器3的检测范围的调节。
77.一种可能的实施方式，通过调节激光接收器3中的单点探测器31与光学器件之间的相对位置，从而实现检测范围的偏置，即检测范围的调节。例如，激光接收器3的多个单点探测器31分布在同一直线上，将多个单点探测器31整体向上或者向下移动，使多激光接收器3的检测范围的下边界或者上边界穿过激光接收器3上光学器件的中心点，这时，激光接收器3的检测范围发生最大偏置。其中，单点探测器31的向上或向下移动，可以通过在激光接收器3内部设置滑块，并将单点探测器31安装在该滑块上实现。
78.本技术实施例中，激光雷达的处理器4可以用于控制激光雷达的工作状态和处理相应的检测数据，从而获得点云数据。处理器4实现对第一旋转件11的旋转控制、对激光发射器2的发射控制以及对激光接收器3的接收控制。处理器4获取激光发射器2发射激光时的发光时间点，接收激光接收器3发送的回光角度信息，并获取在接收到回光角度信息时第一旋转座1中第一旋转件11相对于第一基准位置的第一旋转角度信息。该处理器4基于回光角度信息、第一旋转角度信息、发光时间点和回光时间点，确定回光角度信息对应的物点空间位置。
79.其中，回光角度信息是用于指示回波光线与第一旋转轴线之间夹角的信息，回光角度信息可以是接收到回波光线的单点探测器31的标识信息，该标识信息在处理器4中预先存有与之唯一对应的回波光线和第一旋转轴线之间的夹角信息。第一旋转角度信息是第一旋转件11相对于第一基准位置旋转的角度信息，第一旋转角度信息可以是一个角度值，可以由第一角度传感器向处理器实时发送。发光时间点是处理器4向激光发射器2发送激光发射指令的时间点。回光时间点是处理器4接收到激光接收器3发送的回光角度信息的时间点。
80.接下来，结合一种具体情况说明处理器4确定物点的空间位置的过程：
81.激光接收器3中单点探测器31分布在同一直线上，激光接收器3的外表面标有安装定位标记，用于指示单点探测器31所在直线的位置。第一旋转件11的外表面标有安装定位标记，第一固定件12的外表面标有安装定位标记。其中，安装定位标记可以是标记点，也可以是标记线，下面以标记点为例进行方案说明。上述这三个安装定位标记的作用是在安装过程中作为参考标记。
82.激光雷达的内部部件安装过程如下：
83.将第一旋转件11安装在第一固定件12上，使第一旋转件11的安装定位标记与第一固定件12的安装定位标记位置相对应。将激光接收器3安装在第一旋转件11上，使激光接收
器3的安装定位标记与第一旋转件11的安装定位标记位置相对应。在安装第一角度传感器时，在第一固定件12的安装定位标识、第一旋转件11的安装定位标记和激光接收器3的安装定位标记位置相对应的状态下，保证第一角度传感器输出的角度值为0
°
。基于上述激光雷达的内部部件的安装过程，上述安装定位标记的位置相对应时，激光雷达的第一旋转件11位于第一基准位置，第一角度传感器输出的角度值为0
°
。
84.基于第一基准位置，激光雷达的空间坐标系的定义可以如下：将第一旋转件11的第一旋转轴线定义为x轴，将经过第一固定件12的标记点且与第一旋转轴线垂直相交的直线定义为z轴，将与x轴、z轴同时垂直相交的直线定义为y轴。其中，x轴、y轴、z轴的正方向可以根据实际检测需要设定。激光雷达通常检测较远距离的目标物体，因此，可以将激光雷达近似认为是一个点，该点即为坐标原点，激光雷达中的任意一点(如：各个单点探测器31)均可以认为位于坐标原点。
85.处理器4获取回光角度信息、第一旋转角度信息、发光时间点和回光时间点后，具体计算步骤如下：
86.101、根据回光角度信息确定回波光线与第一旋转轴线之间的夹角，即上述坐标原点和物点的连线与x轴的夹角。
87.102、根据发光时间点和回光时间点，确定激光光线从发射到被接收的全过程的传播时间。通过传播时间和激光光线的传播速度，计算出物点与接收到该回波光线的单点探测器31之间的距离，即上述坐标原点与物点之间的距离。
88.103、根据坐标原点与物点之间的距离、坐标原点和物点的连线与x轴的夹角，可以确定出物点到x轴的距离，还可以确定物点在x轴上的投影点a与坐标原定之间的距离。其中，投影点a与坐标原定之间的距离的值是物点对应的x轴的坐标值，记为x1。
89.104、根据第一旋转角度信息，确定第一旋转件11相对于第一基准位置旋转所经过的角度值，记为α。
90.105、过投影点a作与z轴平行的直线l，可知，直线l与该物点在同一平面内，且物点和投影点a的连线与直线l之间的夹角的角度值等于α。
91.106、根据物点到x轴的距离、物点和投影点a的连线与直线l的夹角，可以确定物点到直线l的距离，还可以确定物点在直线l上的投影点b与投影点a之间的距离。其中，物点到直线l的距离的值是物点对应的y轴的坐标值，记为y1，投影点b与投影点a之间的距离的值是物点对应的z轴的坐标值，记为z1。
92.107、根据x1、y1、z1获得该物点在空间坐标系下的空间坐标，记为(x1，y1，z1)，即确定出物点的空间位置。
93.对于该激光雷达包括第二旋转座5的情况，处理器4可以获取接收到回光角度信息时第二旋转座5中第二旋转件51相对于第二基准位置的第二旋转角度信息。基于回光角度信息、第一旋转角度信息、发光时间点、回光时间点和第二旋转角度信息，确定回光角度信息对应的物点空间位置。
94.上述激光雷达还可以包括第二旋转座5，第二旋转件51的外表面标有安装定位标记，第二固定件52的外表面标有安装定位标记。其中，安装定位标记可以是标记点，也可以是标记线，下面以标记点为例进行方案说明。上述多个安装定位标记的作用是在安装过程中作为参考标记。
95.安装时，可以将上述激光雷达的第一固定件12安装在第二旋转座5的第二旋转件51上，第一旋转件11的第一旋转轴线与第二旋转件52的第二旋转轴线垂直相交。将第二旋转件51安装在第二固定件52上，使第二旋转件51的安装定位标记与第二固定件52的安装定位标记位置相对应。在安装第二角度传感器时，在第二固定件52的安装定位标识、第二旋转件51的安装定位标记和激光接收器3的安装定位标记位置相对应的状态下，保证第二角度传感器输出的角度值为0
°
。基于上述激光雷达的安装过程，上述安装定位标记的位置相对应时，激光雷达的第二旋转件51位于第二基准位置，第一角度传感器和第二角度传感器输出的角度值为0
°
。
96.基于第二基准位置，激光雷达的空间坐标系的定义可以如下：将第一旋转件11的第一旋转轴线定义为x轴，将第二旋转件51的第二旋转轴线定义为z轴，将与x轴、z轴同时垂直相交的直线定义为y轴。其中，x轴、y轴、z轴的正方向可以根据实际检测需要设定。同理，可以将激光雷达近似认为是一个点，该点即为坐标原点。
97.处理器4获取回光角度信息、第一旋转角度信息、发光时间点、回光时间点和第二旋转角度信息后，在第二基准位置相应的空间坐标系下，经过相应的几何关系计算，获取物点的空间坐标，即确定物点的空间位置。该几何关系计算的过程与在第一基准位置相应的空间坐标系下的计算过程近似，此处不再赘述。
98.除上述第二旋转轴线与第一旋转轴线垂直外，第二旋转轴线与第一旋转轴线之间的夹角还可以存在任意的角度值。此时，激光雷达的空间坐标系可以根据实际检测情况进行设定，在该坐标系下，物点与坐标原点之间的空间位置的几何关系计算过程与上述过程近似，此处不再赘述。
99.以上所述仅为本技术的可选实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。