CN108061904A - 多线激光雷达 - Google Patents

Abstract

一种多线激光雷达，包括第一雷达组件，该第一雷达组件包括n个激光器、光学准直单元、扫描转镜和1个探测器，n大于1；每一个激光器用于向光学准直单元发射一路激光束；光学准直单元用于对n路激光束进行准直，准直后的n路激光束射向扫描转镜的目标反射镜；扫描转镜包括绕转动轴转动的m个反射镜，转动轴的转动平面与准直后的n路激光束的排列方向垂直，m大于1；目标反射镜用于对接收到的准直后的n路激光束反射至第一雷达组件的探测区域；探测器用于接收反射后的n路激光束在探测区域中的回波信号。本申请提供了一种“多发射一接收”的多线激光雷达结构，避免探测器间的信号串扰，提高工作性能，并降低成本。

Description

多线激光雷达

技术领域

本申请实施例涉及激光探测技术领域，特别涉及一种多线激光雷达。

背景技术

激光雷达是通过发射激光束实现探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。激光雷达可根据探测范围划分为周视型激光雷达和前视型激光雷达。其中，周视型激光雷达的探测范围为360度，前视型激光雷达的探测范围为正前方的90度到110度。相比于周视型激光雷达，前视型激光雷达探测的信息中的冗余信息较少，更加符合智能交通领域的发展趋势。

目前，前视型激光雷达通常采用“一发射多接收”的结构，也即，一个激光器发射激光束，由多个探测器来接收上述激光束的回波信号。下面将以一种典型的四线激光雷达为例，对“一发射多接收”的结构进行讲解。四线激光雷达采用2个“一发射两接收”的结构。结合参考图1，其示出了一种四线激光雷达的结构示意图，其包括两个激光器、1个4通道的探测器阵列和1个扫描转镜。其中，两个激光器包括第一激光器111和第二激光器112，4通道的探测器阵列包括第一探测器121、第二探测器122、第三探测器123和第四探测器124，扫描转镜为双面平行棱镜13。第一激光器111和第二激光器112在竖直方向上平行排列，用于发射激光束。双面平行棱镜13用于反射第一激光器111和第二激光器112发射的激光束。第一探测器121和第二探测器122用于接收第一激光器111发射的激光束的回波信号，第三探测器123和第四探测器124用于接收第二激光器112发射的激光束的回波信号，从而实现四线扫描。

由于激光雷达中的探测器的数量较多，而探测器需要在高频率、高电压的条件下工作，受制于激光雷达的体积限制，探测器之间的距离有限，因此探测器之间的信号串扰较严重，从而使激光雷达的工作性能不稳定。

发明内容

本申请实施例提供了一种多线激光雷达，可用于解决相关技术所提供的多线激光雷达工作性能不稳定的问题。

一方面，本申请实施例提供一种多线激光雷达，该多线激光雷达包括第一雷达组件，该第一雷达组件包括n个激光器、光学准直单元、扫描转镜和1个探测器，n为大于1的整数；上述n个激光器中的每一个激光器，均用于向光学准直单元发射一路激光束；上述光学准直单元用于对n路激光束进行准直，准直后的n路激光束射向扫描转镜的目标反射镜，其中，上述扫描转镜包括转动轴和绕转动轴转动的m个反射镜，转动轴的转动平面与准直后的n路激光束的排列方向垂直，目标反射镜是m个反射镜中，当前转动至的位置与准直后的n路激光束的出射方向相对的一个反射镜，m为大于1的整数；上述目标反射镜，用于对接收到的准直后的n路激光束进行反射，反射后的n路激光束射向第一雷达组件的探测区域，其中，m个反射镜中存在至少两个反射镜对同一激光束具有不同的反射角度；上述探测器用于接收反射后的n路激光束在上述探测区域中的回波信号。

本申请实施例提供的技术方案，多线激光雷达中包括采用“多发射一接收”的结构的第一雷达组件，该第一雷达组件中仅设置一个探测器，在实现多线扫描的前提下尽可能地减少探测器的数量，可以降低探测器之间的信号串扰，因此能提高多线激光雷达的工作性能，并降低多线激光雷达所需的硬件成本。另外，扫描转镜中包括至少两个反射镜对同一激光束具有不同的反射角度，因此一个激光器能实现至少两线扫描，在不增加激光器的前提下，可以增加多线激光雷达的扫描线数。

在一个可能的设计中，m个反射镜中不同的反射镜对同一激光束具有不同的反射角度。

本设计提供的技术方案，各个反射镜对同一激光束均具有不同的反射角度，因此一个激光器能实现m线扫描，在不增加激光器的前提下，可以增加多线激光雷达的扫描线数。

在一个可能的设计中，m个反射镜中第i个反射镜所在平面的法线与转动轴所在直线之间的夹角为α+(i-1)γ；其中，0°＜α≤90°，γ＝(n-1)ε₁，ε₁为第一雷达组件的垂直角分辨率，i为小于或等于m的正整数。

本设计提供的技术方案，各个反射镜所在平面的法线与转动轴所在直线的夹角呈等差数列，后续扫描转镜反射激光束时各激光束之间的夹角也呈等差数列，也即多线激光雷达进行多线扫描时，各路激光束之间的排布更加均匀。

在一个可能的设计中，第一雷达组件还包括：n条光纤，n个激光器和n条光纤一一对应；上述光纤用于将激光器发射的激光束导出至光学准直单元。

本设计提供的技术方案，采用光纤将激光束导出至光学准直单元，通过光纤的密集排布，从而实现激光束的密集排布。另外，由于光纤的体积较小，采用光纤将激光束导出至光学准直单元，可以使多线激光雷达中的各部件的布局更加灵活、便捷，有助于提高光源和光学准直单元之间的定位精度，还能有效的将激光器所发射的不规则的激光束整形为圆形轮廓的平顶激光束，圆形轮廓的平顶激光束相比于不规则的激光束，能量分布更为均匀、集中，有利于提高多线激光雷达的探测距离。

在一个可能的设计中，该光纤的出光点位于上述光学准直单元的焦平面上。

本设计提供的技术方案，通过将光纤的出光点设置在光学准直的焦平面上，有利于更好地获取准直光束。

在一个可能的设计中，上述n条光纤中相邻两条光纤之间的纤芯间距d为：

d＝f×tan(ε₁)；

其中，f为光学准直单元的焦距，ε₁为第一雷达组件的垂直角分辨率。

本设计提供的技术方案，通过设置相邻两条光纤之间的纤芯间距，从而使激光束经过光学准直单元射出时的夹角较小，从而使探测器能完全接收激光束的回波信号，有利于提高目标探测的准确度。

在一个可能的设计中，该探测器的接收视场角为：

其中，σ为预设的公差因子，ε₁为第一雷达组件的垂直角分辨率，δ为激光束的发散角。

本设计提供的技术方案，通过合理设置探测器的接收视场角，从而使探测器能最大程度接收激光束的回波信号，进一步提高目标探测的准确度。

在一个可能的设计中，该第一雷达组件的扫描线数为k，则该多线激光雷达的垂直视场角θ为：

θ＝(k-1)ε₁+δ；

其中，ε₁为第一雷达组件的垂直角分辨率，δ为激光束的发散角。

在一个可能的设计中，各个激光器分时工作。

本设计提供的技术方案，各个激光器分时工作，可以避免探测器将其中一路激光束的回波信号错认为另一路激光束的回波信号的情况发生，从而减少信号误判。

在一个可能的设计中，准直后的n路激光束的排列方向为竖直方向。

本设计提供的技术方案，通过设置激光束的排列方向为竖直方向，使多线激光雷达能够探测前方的障碍物，能够应用于智能交通领域。

附图说明

图1是现有技术提供的多线激光雷达的示意图；

图2是本申请一个示例性实施例示出的多线激光雷达的示意图；

图3是本申请一个示例性实施例示出的四线激光雷达的示意图；

图4是本申请一个示例性实施例示出的四线激光雷达的扫描转镜的示意图；

图5是本申请一个示例性实施例示出的四线激光雷达的探测器的接收视场角的示意图；

图6是本申请一个示例性实施例示出的四线激光雷达的垂直视场角的示意图；

图7是本申请一个示例性实施例示出的四线激光雷达的工作原理图；

图8是本申请另一个示例性实施例示出的四线激光雷达的工作原理图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

本申请实施例提供的技术方案，多线激光雷达中包括采用“多发射一接收”的结构的第一雷达组件，该第一雷达组件中仅设置一个探测器，在实现多线扫描的前提下尽可能地减少探测器的数量，可以降低探测器之间的信号串扰，因此能提高多线激光雷达的工作性能，并降低多线激光雷达所需的硬件成本。另外，扫描转镜中包括至少两个反射镜对同一激光束具有不同的反射角度，因此一个激光器能实现至少两线扫描，在不增加激光器的前提下，可以增加多线激光雷达的扫描线数。

结合参考图2，其示出了本申请一个实施例提供的多线激光雷达20的示意图。

多线激光雷达20包括第一雷达组件201。多线激光雷达20可以包括至少一个第一雷达组件201。在本申请实施例中，仅以多线激光雷达20包括一个第一雷达组件201进行说明。下面实施例将对第一雷达组件201的结构进行解释说明。

另外，除第一雷达组件201之外，该多线激光雷达还可以包括第二雷达组件，第二雷达组件可以是采用“一发射多接收”结构的激光雷达，也可以是采用“一发射一接收”结构的激光雷达，或者采用其它结构的激光雷达，本申请实施例对此不作限定。其中，采用“一发射一接收”结构的激光雷达是指激光器与探测器数量相同的激光雷达。

第一雷达组件201可以包括：n个激光器21、光学准直单元22、扫描转镜23和1个探测器24，n为大于1的整数。

n个激光器21中的每一个激光器21，用于向光学准直单元22发射一路激光束。可选地，激光器21为半导体激光器。可选地，单个激光器21发射激光束的频率小于或等于50KHz(千赫兹)。例如，当单个激光器21发射激光束的频率为50KHz时，单个激光器21每间隔20μs(微秒)发射一次激光束。

可选地，各个激光器21分时工作。分时工作是指各个激光器21发射激光束的时间互不重叠。激光器21发射激光束的时间不同时，则探测器24所接收的激光束的回波信号的时间也不同，探测器24能依据接收激光束的回波信号的时间确定出发射该激光束的激光器21，从而避免各个激光器21同时工作时有可能出现的信号误判现象。

可选地，第一雷达组件201还包括n条光纤25，n个激光器21和n条光纤25一一对应，光纤25用于将激光器21发射的激光束导出至光学准直单元22。由于第一雷达组件201在工作时要求激光器21发射的激光束是密集排布的，排布间隔应当不超过0.5mm(毫米)，而各个激光器21均是单独封装的，体积较大，无法实现密集排布，因此在本申请实施例中，采用光纤耦合技术将激光束耦合进光纤25，并将光纤25进行密集排布，从而实现激光束的密集排布。另外，光纤耦合技术使得第一雷达组件201中的各部件的布局更加灵活、便捷，有助于提高光源和光学准直单元22之间的定位精度，还能有效的将激光器21所发射的不规则的激光束整形为圆形轮廓的平顶激光束，圆形轮廓的平顶激光束相比于不规则的激光束，能量分布更为均匀、集中，有利于提高第一雷达组件201的探测距离。

可选地，光纤25的出光点位于光学准直单元22的焦平面上。光学准直单元22的焦平面是指经过光学准直单元22的焦点且垂直于系统主光轴的平面。将光纤25的出光点设置在光学准直单元22的焦平面上，有利于获取准直光束。

可选地，n条光纤25中相邻两条光纤25之间的纤芯间距d为：

d＝f×tan(ε₁)；

其中，f为光学准直单元22的焦距，焦距也即是光学准直单元22的焦点到光学准直单元22所处平面之间的距离。另外，为了使激光束的发散角δ小于预设角度，光学准直单元22的焦距f应该满足如下公式：

其中，β是光纤25的纤芯直径，示例性地，β为200μm(微米)，激光束发散角δ为0.6°，此时光学准直单元22的焦距f为20mm(毫米)。

ε₁为第一雷达组件201的垂直角分辨率，也即第一雷达组件201在垂直方向上能分辨的最小距离对应的角度。以多线激光雷达20应用于智能交通技术领域为例，相邻两辆车之间的最小间距不低于100米，小型轿车的车身高度为1.4至1.6米，为了能够对100米之外的小型轿车进行探测，第一雷达组件201的垂直角分辨率ε₁＝tan^-1(1.4/100)＝0.8°。因此，为了满足智能交通技术领域的探测需求，第一雷达组件201的垂直角分辨率ε₁应当小于0.8°。第一雷达组件201的垂直角分辨率的取值取决于光纤25、光学准直单元22以及扫描转镜23的相关参数以及位置关系，也即通过合理设置光纤25、光学准直单元22以及扫描转镜23的相关参数以及位置关系，可以使第一雷达组件201的垂直角分辨率ε₁小于0.8°。

将光学准直单元22的焦距f为20mm、第一雷达组件201的垂直角分辨率ε₁为0.8°代入相邻两条光纤25之间的纤芯间距d应满足的公式，得到d为0.28mm。合理设置纤芯间距d，可以使激光束经过光学准直单元22射出时的夹角较小，从而使探测器24能完全接收激光束的回波信号，有利于提高探测准确度。

光学准直单元22，用于对n路激光束进行准直，准直后的n路激光束射向扫描转镜23的目标反射镜。其中，对激光束进行准直是指使激光束中发散的光线变为平行的光线。可选地，光学准直单元22是准直透镜。

扫描转镜23包括转动轴和绕转动轴转动的m个反射镜，m为大于1的整数。转动轴按照预设转动周期转动，从而使激光器21发射的激光束能依次射向各个反射镜。转动轴的转动平面与准直后的n路激光束的排列方向垂直。转动轴的转动平面是指转动轴中的各个质点做圆周运动时所在的平面。准直后的n路激光束的排列方向反映了n路激光束之间的排列关系，准直后的n路激光束的排列方向可以为竖直方向，也可以是水平方向。通过上述方式，可以使激光束能准确射向绕转动轴转动的反射镜。可选地，激光束的排列方向为竖直方向，使第一雷达组件201能够探测前方的障碍物，能够应用于智能交通领域。

目标反射镜是m个反射镜中，当前转动至的位置与准直后的n路激光束的出射方向相对的一个反射镜。在本申请实施例中，在转动轴的一个转动周期内，与准直后的n路激光束的出射方向相对的反射镜会在m个反射镜中逐个依次切换，因此，目标反射镜可以是m个反射镜中的任意一个反射镜。目标反射镜用于对接收到的所述准直后的n路激光束进行反射，反射后的n路激光束射向第一雷达组件201的探测区域。第一雷达组件201的探测区域由目标反射镜对准直后的n路激光束的反射方向决定。

m个反射镜中存在至少两个反射镜对同一激光束具有不同的反射角度。反射角度是指激光束与反射镜所在平面的法线之间的夹角。同一激光束经不同的反射角度反射，可以得到多路激光束，并且上述多路激光束中的各路激光束均错开一定角度，从而在不增加用于发射激光束的激光器21的数量的前提下，也能够实现多线扫描。以多线激光雷达20包括2个激光器21，扫描转镜23包括绕转动轴转动的2个反射镜，上述2个反射镜对同一激光束的反射角度不同为例，该第一雷达组件201能够实现4线扫描。

可选地，m个反射镜中不同的反射角度对同一激光束具有不同的反射角度。通过上述方式，可以增加第一雷达组件201的扫描线数。

可选地，m个反射镜中第i个反射镜所在平面的法线与转动轴所在直线之间的夹角为α+(i-1)γ；其中，0°＜α≤90°，γ＝(n-1)ε₁，ε₁为多线激光雷达20的垂直角分辨率，i为小于或等于m的正整数。α是反射镜所在平面的法线与转动轴所在直线之间的最小夹角。在本申请实施例中，反射镜所在平面的法线与转动轴所在直线之间的夹角的差值均为γ。通过上述方式，可以使第一雷达组件201进行多线扫描时，各路激光束之间的排布更加均匀。

探测器24，用于接收反射后的n路激光束在探测区域中的回波信号。当第一雷达组件201的探测区域中存在障碍物时，障碍物对反射后的n路激光束进行再一次地反射，产生回波信号，探测器24接收上述回波信号。在本申请实施例中，探测器24能够接收反射角度不同的多路激光束的回波信号，为了使探测器24能最大程度接收上述回波信号，探测器24的接收视场角为：

其中，σ为预设的公差因子，由于实际应用中，光学透镜像差、机械加工误差以及大气扰动等因素均会对激光束造成影响，导致激光束的发散角比理想值偏大，因此在设置探测器24的接收视场角时需要留有一定的余量，另外，探测器24的接收视场角较大时，外界的光噪声较大，导致激光束的回波信号的信噪比降低，因此，探测器24的接收视场角不能设置地过大。综合上述因素，将σ的取值范围确定为1至2。示例性地，σ为1.5。ε₁为多线激光雷达20的垂直角分辨率。δ为激光束的发散角，用于衡量激光束从束腰向外发散的速度，激光束的发散角δ越小，则激光束从束腰向外发散的速度越慢，激光束的能量越集中；激光束的发散角δ越大，激光束的能量越分散。为了提高第一雷达组件201的探测距离，激光束的发散角δ应该尽可能地小，且不超过第一雷达组件201的垂直角分辨率ε₁。示例性地，激光束的发散角δ为0.6°。

另外，第一雷达组件201还包括垂直视场角θ以及水平角分辨率ε₂等参数。

垂直视场角是指第一雷达组件201在垂直方向上能够检测到的最大范围的夹角。可选地，若第一雷达组件201的扫描线数为k，第一雷达组件201的垂直视场角θ为：

θ＝(k-1)ε₁+δ；

其中，ε₁为第一雷达组件201的垂直角分辨率，δ为激光束的发散角。以第一雷达组件201的扫描线数为4为例，则第一雷达组件201的垂直视场角θ＝3ε₁+δ。

水平角分辨率ε₂是指第一雷达组件201在水平方向上能分辨的最小距离对应的角度。以多线激光雷达20应用于智能交通技术领域为例，相邻两辆车之间的最小间距不低于100米，小型轿车的车身宽度为1.5至2米，为了能够对100米之外的小型轿车进行探测，第一雷达组件201的水平角分辨率ε₂＝tan^-1(1.5/100)＝0.86°。因此，为了满足智能交通技术领域的探测需求，第一雷达组件201的水平角分辨率ε₂应当小于0.86°。第一雷达组件201的水平角分辨率ε₂应满足如下公式：

其中，N为单个激光器21发射激光束的频率，K为扫描转镜23的转动频率，也即第一雷达组件201的水平角分辨率ε₂由单个激光器21发射激光束的频率以及扫描转镜23的转动频率共同决定，合理设置单个激光器21发射激光束的频率以及扫描转镜23的转动频率，可以使第一雷达组件201的水平角分辨率ε₂小于0.86°。示例性地，N为20KHz，K为20Hz，则第一雷达组件201的水平角分辨率ε₂为0.36°，能满足智能交通技术领域的探测需求。

在本申请实施例中，在多线激光雷达20处于工作状态时，转动轴始终按照预设转动周期转动，n个激光器21发射的激光束经n条光纤25导出至光学准直单元22，经光学准直单元22准直的n路激光束射向扫描转镜23中正对光学准直单元22的反射镜，该反射镜将准直后的n路激光束反射至探测区域。由于扫描转镜23的转动轴一直在转动，因此准直后的n路激光束所射向的反射镜、反射镜上的位置在实时发生变化，经反射镜反射后的n路激光束在探测区域中的照射位置循环发生改变，以达到激光扫描的效果。若m个反射镜中存在至少两个反射镜对同一激光束具有不同的反射角度，则该第一雷达组件201能实现至少2n线扫描；若m个反射镜中不同的反射角度对同一激光束具有不同的反射角度，则该第一雷达组件201能实现m×n线扫描。需要补充说明的一点是，当多线激光雷达20中包括多个雷达组件时，多个雷达组件之间可以共用同一光学准直单元，也可以每个雷达组件具有独立的光学准直单元；类似地，多个雷达组件之间可以共用同一扫描转镜，也可以每个雷达组件具有独立的扫描转镜。

综上所述，本申请实施例提供的技术方案，多线激光雷达中包括采用“多发射一接收”的结构的第一雷达组件，该第一雷达组件中仅设置一个探测器，在实现多线扫描的前提下尽可能地减少探测器的数量，可以降低探测器之间的信号串扰，因此能提高多线激光雷达的工作性能，并降低多线激光雷达的硬件成本。另外，扫描转镜中包括至少两个反射镜对同一激光束具有不同的反射角度，因此一个激光器能实现至少两线扫描，在不增加激光器的前提下，可以增加多线激光雷达的扫描线数。

下面实施例将介绍一个四线激光雷达，该四线激光雷达可以应用于智能交通技术领域，例如，该四线激光雷达可安装在车头的保险杠上，以实现对车辆前方的障碍物进行探测扫描。

结合参考图3，该四线激光雷达30包括一个第一雷达组件301，第一雷达组件301包括2个激光器(分别为第一激光器311和第二激光器312)、2根光纤(分别为第一光纤313和第二光纤314)、光学准直单元315、扫描转镜321和1个探测器331。其中，激光器、光纤以及光学准直单元315组成该第一雷达组件301逻辑上的激光发射单元；扫描转镜321为该第一雷达组件301逻辑上的光束扫描单元；探测器331为该第一雷达组件301逻辑上的回波探测单元。

第一激光器311的发射端与第一光纤313的入光口连接，第二激光器312的发射端与第二光纤314的入光口连接。第一激光器311和第二激光器312均用于向光学准直单元315发射一路激光束。第一激光器311和第二激光器312分时工作。

第一激光器311发射的激光束通过第一光纤313导出至光学准直单元315，第二激光器312发射的激光束通过第二光纤314导出至光学准直单元315。第一光纤313以及第二光纤314的出光口均正对光学准直单元315。其中，第一光纤313、第二光纤314的出光点均位于光学准直单元315的焦平面上，第一光纤313和第二光纤314之间的纤芯间距d为：

d＝f×tan(ε₁)；

其中，f为光学准直单元315的焦距，ε₁为第一雷达组件301的垂直角分辨率。

光学准直单元315用于对第一激光器311发射的激光束、第二激光器312发射的激光束进行准直，准直后的激光束射向扫描转镜321。

扫描转镜321包括转动轴3213和绕转动轴3213转动的第一反射镜3211和第二反射镜3212，第一反射镜3211所在平面的法线与转动轴3213所在直线的夹角为90度，第二反射镜3212所在平面的法线与转动轴3213所在直线的夹角为(90-ε₁)。转动轴3213的转动平面与激光束的排列方向垂直，并且激光束的排列方向为竖直方向。第一反射镜3211、第二反射器3212均用于对激光束进行反射，并且第一反射镜3211和第二反射镜3212对同一激光束具有不同的反射方向。

结合参考图4，其示出了本申请一个示例性实施例示出的扫描转镜321的示意图，第一反射镜3211与第二反射镜3212之间的夹角为ε₁，第一反射镜3211所在平面的法线与转动轴3213所在直线的夹角为90°，第二反射镜3212所在平面的法线与转动轴3213所在直线的夹角为(90°-ε₁)。

探测器331用于接收激光束的回波信号。探测器331位于光学准直单元315的同一侧，并且与扫描转镜321相对设置。探测器331的接收视场角为：

其中，σ为预设的公差因子。结合参考图5，其示出了本申请一个示例性实施例示出四线激光雷达30中的探测器331的接收视场角的示意图。第一激光器311发射的一路激光束经过第一光纤313被导出至光学准直单元315，第二激光器312发射的一路激光束经过第二光纤314被导出至光学准直单元315，上述两路激光束经过光学准直单元准直后射出时形成的夹角为ε₁，激光束的发散角为δ，探测器331的接收视场角应当略大于(ε₁+δ)。

该第一雷达组件301的垂直视场角θ为：

θ＝3ε₁+δ；

其中，ε₁为第一雷达组件301的垂直角分辨率，δ为激光束的发散角。结合参考图6，其示出了本申请一个示例性实施例示出的第一雷达组件301的垂直视场角θ的示意图。每两路激光束之间的夹角均为ε₁，激光束的发散角为δ，因此四线激光雷达30的垂直视场角θ＝3ε₁+δ。

下面将结合图7，图8对第一雷达组件301的工作原理进行讲解。该第一雷达组件301处于工作状态时，扫描转镜321中的第一反射镜3211、第二反射镜3212始终按照预设转动周期绕转动轴3213转动。

图7示出了本申请一个示例性实施例示出的第一雷达组件301在扫描转镜321的前半个转动周期(也即0°到180°)实现两线扫描的工作原理图。第一激光器311和第二激光器312发射的激光束依次射向光学准直单元315，两路激光束经光学准直单元315准直后射向扫描转镜的第二反射镜3212，第二反射镜3212将上述两路激光束反射至第一雷达组件301的前方，实现上层的2线扫描。若经由第二反射镜3212射出的激光束扫描到前方的障碍物时，此时探测器接收到激光束的回波信号。

图8示出了本申请一个示例性实施例示出的第一雷达组件301在扫描转镜321的后半个转动周期(也即180°到360°)实现两线扫描的工作原理图。在该实施例中。第一激光器311和第二激光器312发射的激光束依次射向光学准直单元315，两路激光束经光学准直单元315准直后射向扫描转镜的第一反射镜3211，第一反射镜3211将上述两路激光束反射至第一雷达组件301的前方，实现下层的2线扫描。若经由第一反射镜3211射出的激光束扫描到前方的障碍物时，此时探测器接收到激光束的回波信号。

应当理解的是，在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本文中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的对象。

以上所述的具体实施方式，对本申请实施例的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请实施例的具体实施方式而已，并不用于限定本申请实施例的保护范围，凡在本申请实施例的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多线激光雷达，其特征在于，所述多线激光雷达包括第一雷达组件，所述第一雷达组件包括：n个激光器、光学准直单元、扫描转镜和1个探测器，所述n为大于1的整数；

所述n个激光器中的每一个激光器，用于向所述光学准直单元发射一路激光束；

所述光学准直单元，用于对所述n路激光束进行准直，准直后的n路激光束射向所述扫描转镜的目标反射镜，其中，所述扫描转镜包括转动轴和绕所述转动轴转动的m个反射镜，所述转动轴的转动平面与所述准直后的n路激光束的排列方向垂直，所述目标反射镜是所述m个反射镜中，当前转动至的位置与所述准直后的n路激光束的出射方向相对的一个反射镜，所述m为大于1的整数；

所述目标反射镜，用于对接收到的所述准直后的n路激光束进行反射，反射后的n路激光束射向所述第一雷达组件的探测区域，其中，所述m个反射镜中存在至少两个反射镜对同一激光束具有不同的反射角度；

所述探测器，用于接收所述反射后的n路激光束在所述探测区域中的回波信号。

2.根据权利要求1所述的多线激光雷达，其特征在于，所述m个反射镜中不同的反射镜对同一激光束具有不同的反射角度。

3.根据权利要求2所述的多线激光雷达，其特征在于，所述m个反射镜中第i个反射镜所在平面的法线与所述转动轴所在直线之间的夹角为α+(i-1)γ；其中，0°＜α≤90°，γ＝(n-1)ε₁，所述ε₁为所述第一雷达组件的垂直角分辨率，所述i为小于或等于m的正整数。

4.根据权利要求1至3任一项所述的多线激光雷达，其特征在于，所述第一雷达组件还包括：n条光纤，所述n个激光器和所述n条光纤一一对应；

所述光纤，用于将所述激光器发射的激光束导出至所述光学准直单元。

5.根据权利要求4所述的多线激光雷达，其特征在于，所述光纤的出光点位于所述光学准直单元的焦平面上。

6.根据权利要求4所述的多线激光雷达，其特征在于，所述n条光纤中相邻两条光纤之间的纤芯间距d为：

d＝f×tan(ε₁)；

其中，所述f为所述光学准直单元的焦距，所述ε₁为所述第一雷达组件的垂直角分辨率。

7.根据权利要求1至6任一项所述的多线激光雷达，其特征在于，所述探测器的接收视场角为：

其中，所述σ为预设的公差因子，所述ε₁为所述第一雷达组件的垂直角分辨率，所述δ为所述激光束的发散角。

8.根据权利要求1至7任一项所述的多线激光雷达，其特征在于，所述第一雷达组件的扫描线数为k，所述第一雷达组件的垂直视场角θ为：

θ＝(k-1)ε₁+δ；

其中，所述ε₁为所述第一雷达组件的垂直角分辨率，所述δ为所述激光束的发散角。

9.根据权利要求1至7任一项所述的多线激光雷达，其特征在于，各个所述激光器分时工作。

10.根据权利要求1至9任一项所述的多线激光雷达，其特征在于，所述准直后的n路激光束的排列方向为竖直方向。