【技術實現步驟摘要】
本申請涉及雷達，尤其涉及光掃描裝置和雷達系統。
技術介紹
1、雷達是利用電磁波探測目標物體的電子設備，雷達對目標物體發射電磁波并接收其回波，通過處理后可獲得目標物體至電磁波發射點的距離、方位、高度等信息。
2、以激光為工作光線的雷達稱為激光雷達，光掃描件是激光雷達的核心部件。相比于高速轉鏡、大面鏡、微振鏡等其他光掃描件，低速多面旋轉棱鏡或者擺鏡負載小加工容易，具有使用壽命長、結構簡單、掃描范圍廣等優點被廣泛應用于激光雷達中。以多面旋轉棱鏡為例，多面旋轉棱鏡通常包括轉軸以及多個圍繞轉軸設置的平面反射鏡，平面反射鏡能夠隨轉軸同步轉動，將入射光線以不同的角度反射出去。一些多面旋轉棱鏡的平面反射鏡相對轉軸傾斜設置，雖然這樣設置可以獲得更大的掃描范圍，但是也會導致平面反射鏡轉動至不同角度時反射出的光線的俯仰角不同，致使最終掃描出來的光線分布不均勻。
技術實現思路
1、本申請實施方式提供的光掃描裝置和雷達系統可解決或部分解決現有技術中的上述不足或現有技術中的其他不足。
2、根據本申請第一方面提供的光掃描裝置，包括：
3、至少一個光學鏡片；以及
4、驅動件，驅動所述光學鏡片繞至少一個預設軸線轉動；
5、其中，至少一個所述光學鏡片包括沿第一方向具有正曲率以及沿第二方向具有負曲率的曲面，所述第一方向與所述第二方向相交。
6、根據本申請的一個實施方式，所述曲面的面型滿足：z＝x*tan(f(y))；其中，x、y和z分別為所述曲面的
7、根據本申請的一個實施方式，f(y)＝k1*y+k2*y2+k3*y3+c，k1、k2、k3和c均為預設常數，且k1、k2和k3中的至少一個不等于零。
8、根據本申請的一個實施方式，所述光學鏡片為第一反射鏡，所述第一反射鏡的反射面為所述曲面。
9、根據本申請的一個實施方式，所述光學鏡片為第一透鏡或者液晶透鏡，所述第一透鏡或者所述液晶透鏡的入射面和/或出射面為所述曲面。
10、根據本申請的一個實施方式，所述光學鏡片的數量為多個，多個所述光學鏡片首尾相鄰并圍繞所述預設軸線設置。
11、根據本申請的一個實施方式，至少兩個所述光學鏡片均包括所述曲面，至少兩個所述曲面的面型不同。
12、根據本申請的一個實施方式，至少一個所述光學鏡片相對所述預設軸線平行。
13、根據本申請的一個實施方式，至少一個所述光學鏡片相對所述預設軸線傾斜。
14、根據本申請的一個實施方式，多個所述光學鏡片均相對所述預設軸線傾斜設置，且至少兩個所述光學鏡片相對所述預設軸線的傾角不同。
15、根據本申請第二方面提供的雷達系統，包括：
16、光發射組件，依次射出多組發射光；
17、接收端組件，接收所述發射光經過目標場景中的目標物體反射后的反射光并將所述反射光轉換為接收電信號；以及
18、本申請第一方面所述的光掃描裝置，將所述光發射組件射出的多組發射光依次偏轉方向后投射至所述目標物體，和/或將所述發射光經所述目標物體反射后的反射光偏轉方向后投射至所述接收端組件。
19、根據本申請的一個實施方式，自所述發射光發出的發射起始時刻起、所述光發射組件的發射視場在預設接收時長內位于當前的接收視場中，其中，所述發射視場為每組所述發射光在所述目標場景內的投射區域，所述接收視場為所述預設接收時長內所述接收端組件能夠接收到的所有光線在所述目標場景內對應的區域。
20、根據本申請的一個實施方式，所述光發射組件與所述光掃描裝置之間的光路上和/或所述接收端組件的入射光路上設有至少一個光學元件，所述光學元件包括第二透鏡、第二反射鏡或光闌。
21、根據本申請的一個實施方式，所述雷達系統還包括處理裝置，所述處理裝置分別與所述光發射組件、所述光掃描裝置和所述接收端組件電連接，所述處理裝置被配置為根據所述接收電信號確定所述目標物體相對所述雷達系統的距離和角度、所述目標物體的輪廓或所述目標物體的反射率中的至少一個。
22、根據本申請的一個實施方式，所述處理裝置包括：至少一個比較器，將所述接收電信號與預設的比較輸入的電壓值進行比較，以確定觸發起始時刻、觸發結束時刻和脈沖寬度；其中，所述觸發起始時刻和所述觸發結束時刻分別為所述接收電信號的強度高于所述比較輸入的電壓值的起始時刻和終止時刻，所述脈沖寬度為所述觸發結束時刻與所述觸發起始時刻的差值；時長確定模塊，與所述比較器一一對應，根據每組所述發射光的發射起始時刻與對應所述比較器輸出的所述觸發起始時刻確定光飛行時長；以及處理器，根據所述光飛行時長、所述脈沖寬度和光速中的至少一個所述目標物體相對所述雷達系統的距離和角度、所述目標物體的輪廓或所述目標物體的反射率中的至少一個。
23、根據本申請的一個實施方式，每組所述發射光包括多個光脈沖，所述處理裝置被配置為至少根據所述接收電信號在預設能量范圍內調節所述光發射組件射出所述發射光的能量，和/或在預設脈沖數范圍內調節每組所述發射光的所述光脈沖的數量，所述預設能量范圍為0.1*e～10*e，e為預設初始能量，所述預設脈沖數范圍為1～10。
24、根據本申請的一個實施方式，所述接收端組件包括至少一個光電轉換單元，所述處理裝置被配置為至少根據所述接收電信號在預設增益范圍內調節所述光電轉換單元的增益，所述預設增益范圍為0.01g～100g，g為預設初始增益。
25、根據本申請的一個實施方式，所述光掃描裝置的至少一個所述光學鏡片與所述預設軸線之間具有第一傾角；其中，所述光發射組件包括多個發光單元，至少兩個所述發光單元沿平行于所述預設軸線的第三方向依次設置，沿所述第三方向設置的任意兩個發光單元發出的、并經所述光掃描裝置偏轉方向的光脈沖沿所述第三方向的夾角與所述第一傾角不同。
26、根據本申請的一個實施方式，沿所述第三方向設置的相鄰兩個所述發光單元發出的、并經所述光掃描裝置偏轉方向的光脈沖沿所述第三方向具有第一預設夾角，所述第一傾角小于所述第一預設夾角。
27、根據本申請的一個實施方式，沿所述第三方向分別處于兩端的兩個所述發光單元發出的、并經所述光掃描裝置偏轉方向的光脈沖沿所述第三方向具有第二預設夾角，所述第一傾角大于所述第二預設夾角。
28、根據本申請的一個實施方式，至少兩個所述發光單元沿與所述第三方向相交的第四方向依次設置，沿所述第四方向設置的相鄰兩個所述發光單元發出的、并經所述光掃描裝置偏轉方向的光脈沖沿所述第四方向具有第三預設夾角。
29、根據本申請的一個實施方式，所述光發射組件包括多個發光單元，所述接收端組件包括至少一個光電轉換單元，所述光電轉換單元的接收視場角與所述發光單元射出的所述發射光的發散角之比為0.01～100。
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1.一種光掃描裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的光掃描裝置，其中，所述曲面的面型滿足：
3.根據權利要求2所述的光掃描裝置，其中，f(y)＝k1*y+k2*y2+k3*y3+c，k1、k2、k3和c均為預設常數，且k1、k2和k3中的至少一個不等于零。
4.根據權利要求1所述的光掃描裝置，其中，所述光學鏡片為第一反射鏡，所述第一反射鏡的反射面為所述曲面。
5.根據權利要求1所述的光掃描裝置，其中，所述光學鏡片為第一透鏡或者液晶透鏡，所述第一透鏡或者所述液晶透鏡的入射面和/或出射面為所述曲面。
6.根據權利要求1至5任一項所述的光掃描裝置，其中，所述光學鏡片的數量為多個，多個所述光學鏡片首尾相鄰并圍繞所述預設軸線設置。
7.根據權利要求6所述的光掃描裝置，其中，至少兩個所述光學鏡片均包括所述曲面，至少兩個所述曲面的面型不同。
8.根據權利要求6所述的光掃描裝置，其中，至少一個所述光學鏡片相對所述預設軸線平行。
9.根據權利要求6所述的光掃描裝置，其中，至少一個所述光學鏡片
10.根據權利要求9所述的光掃描裝置，其中，多個所述光學鏡片均相對所述預設軸線傾斜設置，且至少兩個所述光學鏡片相對所述預設軸線的傾角不同。
11.一種雷達系統，其特征在于，包括：
12.根據權利要求11所述的雷達系統，其中，自所述發射光發出的發射起始時刻起、所述光發射組件的發射視場在預設接收時長內位于所述接收端組件當前的接收視場中，其中，所述發射視場為每組所述發射光在所述目標場景內的投射區域，所述接收視場為所述預設接收時長內所述接收端組件能夠接收到的所有光線在所述目標場景內對應的區域。
13.根據權利要求11所述的雷達系統，其中，所述光發射組件與所述光掃描裝置之間的光路上和/或所述接收端組件的入射光路上設有至少一個光學元件，所述光學元件包括第二透鏡、第二反射鏡或光闌。
14.根據權利要求11所述的雷達系統，其中，所述雷達系統還包括處理裝置，所述處理裝置分別與所述光發射組件、所述光掃描裝置和所述接收端組件電連接，所述處理裝置被配置為根據所述接收電信號確定所述目標物體相對所述雷達系統的距離和角度、所述目標物體的輪廓或所述目標物體的反射率中的至少一個。
15.根據權利要求14所述的雷達系統，其中，所述處理裝置包括：
16.根據權利要求14所述的雷達系統，其中，每組所述發射光包括多個光脈沖，所述處理裝置被配置為至少根據所述接收電信號在預設能量范圍內調節所述光發射組件射出所述發射光的能量，和/或在預設脈沖數范圍內調節每組所述發射光的所述光脈沖的數量，所述預設能量范圍為0.1*E～10*E，E為預設初始能量，所述預設脈沖數范圍為1～10。
17.根據權利要求14所述的雷達系統，其中，所述接收端組件包括至少一個光電轉換單元，所述處理裝置被配置為至少根據所述接收電信號在預設增益范圍內調節所述光電轉換單元的增益，所述預設增益范圍為0.01G～100G，G為預設初始增益。
18.根據權利要求11至17任一項所述的雷達系統，其中，所述光掃描裝置的至少一個所述光學鏡片與所述預設軸線之間具有第一傾角；
19.根據權利要求18所述的雷達系統，其中，沿所述第三方向設置的相鄰兩個所述發光單元發出的、并經所述光掃描裝置偏轉方向的光脈沖沿所述第三方向具有第一預設夾角，所述第一傾角小于所述第一預設夾角。
20.根據權利要求18所述的雷達系統，其中，沿所述第三方向分別處于兩端的兩個所述發光單元發出的、并經所述光掃描裝置偏轉方向的光脈沖沿所述第三方向具有第二預設夾角，所述第一傾角大于所述第二預設夾角。
21.根據權利要求18任一項所述的雷達系統，其中，至少兩個所述發光單元沿與所述第三方向相交的第四方向依次設置，沿所述第四方向設置的相鄰兩個所述發光單元發出的、并經所述光掃描裝置偏轉方向的光脈沖沿所述第四方向具有第三預設夾角。
22.根據權利要求11至17任一項所述的雷達系統，其中，所述光發射組件包括多個發光單元，所述接收端組件包括至少一個光電轉換單元，所述光電轉換單元的接收視場角與所述發光單元射出的所述發射光的發散角之比為0.01～100。
23.根據權利要求11至17任一項所述的雷達系統，其中，所述光掃描裝置與所述接收端組件之間的光路上設置有光闌，所述接收端組件包括至少一個光電轉換單元，所述光電轉換單元的接收視場角由所述光闌、所述光電轉換單元的光敏面積以及所述光電轉換單元的使能信號中的至少一個確定。...
【技術特征摘要】
1.一種光掃描裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的光掃描裝置，其中，所述曲面的面型滿足：
3.根據權利要求2所述的光掃描裝置，其中，f(y)＝k1*y+k2*y2+k3*y3+c，k1、k2、k3和c均為預設常數，且k1、k2和k3中的至少一個不等于零。
4.根據權利要求1所述的光掃描裝置，其中，所述光學鏡片為第一反射鏡，所述第一反射鏡的反射面為所述曲面。
5.根據權利要求1所述的光掃描裝置，其中，所述光學鏡片為第一透鏡或者液晶透鏡，所述第一透鏡或者所述液晶透鏡的入射面和/或出射面為所述曲面。
6.根據權利要求1至5任一項所述的光掃描裝置，其中，所述光學鏡片的數量為多個，多個所述光學鏡片首尾相鄰并圍繞所述預設軸線設置。
7.根據權利要求6所述的光掃描裝置，其中，至少兩個所述光學鏡片均包括所述曲面，至少兩個所述曲面的面型不同。
8.根據權利要求6所述的光掃描裝置，其中，至少一個所述光學鏡片相對所述預設軸線平行。
9.根據權利要求6所述的光掃描裝置，其中，至少一個所述光學鏡片相對所述預設軸線傾斜。
10.根據權利要求9所述的光掃描裝置，其中，多個所述光學鏡片均相對所述預設軸線傾斜設置，且至少兩個所述光學鏡片相對所述預設軸線的傾角不同。
11.一種雷達系統，其特征在于，包括：
12.根據權利要求11所述的雷達系統，其中，自所述發射光發出的發射起始時刻起、所述光發射組件的發射視場在預設接收時長內位于所述接收端組件當前的接收視場中，其中，所述發射視場為每組所述發射光在所述目標場景內的投射區域，所述接收視場為所述預設接收時長內所述接收端組件能夠接收到的所有光線在所述目標場景內對應的區域。
13.根據權利要求11所述的雷達系統，其中，所述光發射組件與所述光掃描裝置之間的光路上和/或所述接收端組件的入射光路上設有至少一個光學元件，所述光學元件包括第二透鏡、第二反射鏡或光闌。
14.根據權利要求11所述的雷達系統，其中，所述雷達系統還包括處理裝置，所述處理裝置分別與所述光發射組件、所述光掃描裝置和所述接收端組件電連接，所述處理裝置被配置為根據所述接收電信號確定所述目標物體相對所述雷達系統的距離和角度、所述目標物體的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：杜德濤，陳如新，
申請(專利權)人：睿鏃科技蘇州有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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