激光测量系统、激光发射接收模组以及单线激光扫描雷达的制作方法

本发明属于光学测量、光学扫描，尤其是激光雷达扫描测距，具体涉及一种激光测量系统、激光发射接收模组以及单线激光扫描雷达。

背景技术：

1、如中国专利文献cn211674058u所示，激光雷达包括旋转平台和激光测距组件，激光测距组件包括激光发射器、激光接收器、安装壳、激光电路板、数据处理电路板，其中数据处理电路板用于对激光测距组件的激光信号进行数据处理，以及检测激光测距组件的转速和位置信号，激光电路板用于控制激光发射器以及激光接收器。

2、激光电路板固定在安装壳上，激光发射器和激光接收器均设置在安装壳上并与激光电路板电连接，激光电路板与数据处理电路板电连接。数据处理电路板与旋转平台的顶盘固定连接，安装壳与旋转平台的定位柱固定连接，从而实现激光测距组件牢固地安装在旋转平台的顶盘上。

3、在上述方案中，只有一个激光发射器和一个激光接收器，在激光雷达转速不变的情况下，不能提高激光扫描速度以及扫描精度。

4、中国专利文献cn108318886a公开了一种激光雷达，包括两个激光测距机构，每个激光测距机构分别包括一个激光发射器和激光接收器，虽然可以提高测量速度，但是大幅增加结构体积以及成本。

5、另外，激光发射器和激光接收器需要沿水平方向设置以使得激光路径处于同一水平面上，并且激光发射器和激光接收器可以随着旋转平台旋转运动。因此，在上述技术方案中，激光发射器和激光接收器与竖直设置的激光电路板垂直设置，激光发射器和激光接收器与水平设置的数据处理电路板平行设置，难以实现激光雷达结构更紧凑、体积更小的效果。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供激光测量系统、激光发射接收模组以及单线激光扫描雷达，以解决现有技术的激光雷达，包括两个激光测距机构，每个激光测距机构分别包括一个激光发射器和激光接收器，虽然可以提高测量速度，但是大幅增加结构体积以及成本，并且难以实现激光雷达结构更紧凑、体积更小的问题。

2、本发明其中一实施例提供了一种激光测量系统，所述激光测量系统包括：

3、光源发射模块，用于发出发射光；

4、第一光学元件，用于将所述光源发射模块的发射光反射为第一部分发射光、第二部分发射光；

5、第一接收模块，用于会聚第一部分发射光被探测物反射后的第一部分接收光，并输出第一测量数据；以及

6、第二接收模块，用于会聚第二部分发射光被探测物反射后的第二部分接收光，并输出第二测量数据；

7、所述第一部分发射光、所述第二部分发射光、所述第一部分接收光、所述第二部分接收光位于同一水平面上。

8、在其中一个实施例中，所述光源发射模块包括光源、第一反射镜、第一透镜；所述光源的光轴与水平面垂直，所述第一反射镜与水平面成倾斜设置，所述第一透镜的光轴沿与水平面平行的方向设置，所述光源的光轴及第一透镜的光轴相交于所述第一反射镜同一交点并形成第一垂直面，所述第一反射镜将所述光源向上发出的垂直光反射为水平光并射向所述第一透镜。

9、在其中一个实施例中，所述第一光学元件为棱镜，所述第一光学元件具有沿竖直方向设置的第一反射面、第二反射面，且所述第一反射面、第二反射面均与水平面垂直，所述第一反射面和第二反射面相交成棱边，所述棱边与水平面垂直，所述棱边位于所述第一垂直面内，且所述棱边与所述光源的光轴平行；所述第一反射面和所述第二反射面相对于所述第一垂直面对称分布。

10、在其中一个实施例中，所述第一光学元件为镜片组件，第一光学元件包括第一镜片、第二镜片，所述第一镜片上镀有第一光学膜，所述第二镜片上镀有第二光学膜；

11、所述发射光的一部分被所述第一光学膜反射并得到具有第一偏转角度的第一部分发射光，所述发射光的另一部分穿过所述第一光学膜；

12、所述第二光学膜用于将穿过所述第一镜片的所述发射光的另一部分全部反射并得到具有第二偏转角度的第二部分发射光。

13、在其中一个实施例中，所述第一光学膜为半反射半透过膜，所述第二光学膜为全反射膜；和/或，所述第一镜片、所述第二镜片分别与水平面垂直，所述第一镜片与第二镜片之间的夹角为锐角，所述第一部分发射光和所述第二部分发射光的夹角为钝角。

14、在其中一个实施例中，所述第一接收模块包括第二透镜、第二反射镜、第一接收端，所述第二透镜的光轴平行于水平面，第二反射镜相对于水平面倾斜设置，所述第一接收端位于所述第二反射镜下方，且所述第一接收端为长条状，所述第二反射镜的垂直投影为一个平面，平面的面积远大于长条状的面积；所述第一部分发射光被探测物反射后的第一部分接收光经过所述第二透镜射向所述第二反射镜，并经过所述第二反射镜反射至所述第一接收端。

15、所述第二接收模块包括第三透镜、第三反射镜、第二接收端，所述第三透镜的光轴平行于水平面，第三反射镜相对于水平面倾斜设置，所述第二接收端位于所述第三反射镜下方，且所述第二接收端为长条状，所述第三反射镜的垂直投影为一个平面，平面的面积远大于长条状的面积，所述第二部分发射光被探测物反射后的第二部分接收光经过所述第三透镜射向所述第三反射镜，并经过所述第三反射镜反射至所述第二接收端。

16、在其中一个实施例中，所述第二反射镜与水平面形成第一夹角，所述第三反射镜与水平面形成夹角第二夹角，所述第一夹角与所述第二夹角的度数之和为180度。

17、在其中一个实施例中，以所述第一垂直面为对称面，所述第一接收模块和所述第二接收模块对称分布在所述第一垂直面的两侧；

18、所述第一接收模块包括第二透镜、第二反射镜、第一接收端，所述第二透镜的光轴平行于水平面，第二反射镜相对于水平面倾斜设置，所述第一接收端位于所述第二反射镜下方，所述第一部分发射光被探测物反射后的第一部分接收光经过所述第二透镜射向所述第二反射镜，并经过所述第二反射镜反射至所述第一接收端；

19、所述第二接收模块包括第三透镜、第三反射镜、第二接收端，所述第三透镜的光轴平行于水平面，第三反射镜相对于水平面倾斜设置，所述第二接收端位于所述第三反射镜下方，所述第二部分发射光被探测物反射后的第二部分接收光经过所述第三透镜射向所述第三反射镜，并经过所述第三反射镜反射至所述第二接收端。

20、在其中一个实施例中，所述第二透镜和所述第三透镜的光轴在同一水平线上，以所述第一垂直面为对称面，所述第二透镜和所述第三透镜对称分布在所述第一垂直面两侧，所述第二反射镜和所述第三反射镜对称分布在所述第一垂直面两侧，所述第二反射镜的中心点和所述第三反射镜的中心点位于所述第二透镜的光轴上，所述第二透镜的光轴与所述第一垂直面垂直。

21、在其中一个实施例中，所述第一反射镜的中心点位于所述第一透镜的光轴上，所述第三反射镜的中心点位于所述第三透镜的光轴上；所述第二反射镜的中心点、第三反射镜的中心点和第一反射镜的中心点构成第一等腰三角形，第二透镜的中心点、第三透镜的中心点和第一透镜的中心点构成第二等腰三角形，第二透镜的中心点和第三透镜的中心点的间距大于第二反射镜的中心点和第三反射镜的中心点的间距。

22、在其中一个实施例中还提出了一种激光测量系统，所述激光测量系统包括：

23、光源发射模块，用于发出沿水平方向的发射光；

24、第一镜片，所述第一镜片上镀有半反射半透过膜；

25、第二镜片，所述第二镜片上镀有全反射膜；

26、所述发射光的一部分被所述半反射半透过膜反射并得到具有第一偏转角度的第一部分发射光，所述发射光的另一部分穿过所述半反射半透过膜并射向所述第二镜片；

27、所述全反射膜用于将穿过所述第一镜片的所述发射光的另一部分全部反射并得到具有第二偏转角度的第二部分发射光；

28、第一接收模块，用于会聚第一部分发射光被探测物反射后的第一部分接收光，并输出第一测量数据；以及

29、第二接收模块，用于会聚第二部分发射光被探测物反射后的第二部分接收光，并输出第二测量数据。

30、在其中一个实施例中，所述第一镜片、所述第二镜片分别与水平面垂直，所述第一镜片与第二镜片之间的夹角为锐角，所述第一部分发射光和所述第二部分发射光的夹角为钝角，所述第一部分发射光、所述第二部分发射光位于同一水平面上；

31、所述光源发射模块包括光源、第一反射镜、第一透镜；所述光源的光轴与水平面垂直，所述第一反射镜与水平面成倾斜设置，所述第一透镜的光轴沿与水平面平行的方向设置，所述光源的光轴及所述第一透镜的光轴相交于所述第一反射镜同一交点，所述第一反射镜将所述光源向上发出的垂直光反射为水平光并射向所述第一透镜。

32、在其中一个实施例中，所述第一接收模块包括第二透镜、第二反射镜、第一接收端，所述第二透镜的光轴平行于水平面，第二反射镜相对于水平面倾斜设置，所述第一接收端位于所述第二反射镜下方，所述第一部分发射光被探测物反射后的第一部分接收光经过所述第二透镜射向所述第二反射镜，并经过所述第二反射镜反射至所述第一接收端；

33、所述第二接收模块包括第三透镜、第三反射镜、第二接收端，所述第三透镜的光轴平行于水平面，第三反射镜相对于水平面倾斜设置，所述第二接收端位于所述第三反射镜下方，所述第二部分发射光被探测物反射后的第二部分接收光经过所述第三透镜射向所述第三反射镜，并经过所述第三反射镜反射至所述第二接收端。

34、在其中一个实施例中还提出了一种激光发射接收模组，包括：

35、上述多个实施例中任意一个所述的激光测量系统；

36、其中，所述激光发射接收模组包括：

37、沿水平方向设置的第一电路板，所述第一电路板具有一沿竖直方向设置的旋转中心轴线，所述第一电路板可以围绕所述旋转中心轴线旋转，所述第一电路板至少设有激光发射电路、激光接收电路；

38、第一安装座，设置在所述第一电路板上，用于设置所述光源发射模块；

39、第二安装座，设置在所述第一电路板上，用于设置所述第一接收模块；

40、第三安装座，设置在所述第一电路板上，用于设置所述第二接收模块。

41、在其中一个实施例中，还包括第二电路板，所述第二电路板沿水平方向设置，所述第二电路板可以围绕所述旋转中心轴线旋转；所述第一电路板位于所述第二电路板之上且间隔设置；所述第二电路板至少设有光通讯接收电路、无线电源发射电路、转速及位置测量电路、接收光信号处理电路中的一种或多种。

42、在其中一个实施例中还提出了一种单线激光扫描雷达，包括上述多个实施例中任意一个所述的激光发射接收模组。

43、本发明以上实施例所提供的激光测量系统、激光发射接收模组以及单线激光扫描雷达具有以下有益效果：

44、1、本发明提出的一种激光测量系统，在激光雷达旋转相同圈数的情况下，本发明相对于现有技术的采集点数量增加一倍，测量精度更高。

45、2、本发明提出的一种单线激光扫描雷达，在测量相同空间以及相同的激光雷达转速的情况下，本发明的单线激光扫描雷达所需旋转圈数仅为现有技术激光雷达的旋转圈数的50％，从而可以节省一半的测量时间，激光雷达的旋转电机能耗降低50％，也可以使得单线激光扫描雷达的旋转电机工作时间缩短，从而延长旋转电机的使用寿命。