一种激光雷达装置及传感设备的制作方法

1.本发明涉及激光雷达领域，具体而言，涉及一种激光雷达装置及传感设备。


背景技术：

2.激光雷达是传感设备的重要感知器件，特别是在自动驾驶领域起到至关重要的作用。然而现有的激光雷达通常整机结构复杂，导致体积庞大，不能满足大多数使用需求，实用性不高，缺乏竞争力。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种激光雷达装置及传感设备，其集成度高，呈模块化设计，占用空间小，且结构精简。
4.本发明的实施例可以这样实现：
5.第一方面，本发明提供一种激光雷达装置，包括：
6.架体；
7.扫描件，所述扫描件设置于所述架体；
8.收发模块，所述收发模块设置于所述架体的一端，所述收发模块用于发射或接收激光；
9.反射件，所述反射件相对所述收发模块设置并位于所述架体的另一端，所述反射件用于所述激光反射至所述扫描件或所述收发模块；
10.壳体，所述壳体设置于所述架体外。
11.在可选的实施方式中，所述壳体包括第一外壳和第二外壳，所述第一外壳和所述第二外壳可拆卸地扣合，所述架体容置于所述第一外壳和所述第二外壳内。
12.在可选的实施方式中，所述第一外壳的连接部与所述第二外壳的连接部所在的平面呈倾斜设置。
13.在可选的实施方式中，所述架体的顶部设置有导热件，所述架体通过所述导热件与所述第一外壳的顶壁连接。
14.在可选的实施方式中，所述第一外壳的顶壁外表面开设有多个第一凹槽，所述多个第一凹槽间隔设置。
15.在可选的实施方式中，所述收发模块靠近所述第二外壳的侧壁的一侧设置有导热件，所述收发模块通过所述导热件与所述第二外壳的侧壁连接。
16.在可选的实施方式中，所述第二外壳与所述收发模块连接的侧壁外表面开设有多个第二凹槽，所述多个第二凹槽间隔设置。
17.在可选的实施方式中，所述第一外壳开设有窗口，所述窗口与所述扫描件对应，所述窗口设置有透光件，所述透光件呈倾斜设置。
18.在可选的实施方式中，所述透光件呈平面状或弧形状。
19.在可选的实施方式中，所述第一外壳还包括加热件，所述加热件设置于所述透光
件，用于加热所述透光件。
20.在可选的实施方式中，所述加热件包括电热丝，所述电热丝均匀地设置于所述透光件。
21.在可选的实施方式中，所述加热件包括加热膜，所述加热膜设置于所述透光件的表面。
22.在可选的实施方式中，所述架体设置有卡持部，所述第二外壳设置有定位部，所述卡持部与所述定位部卡持配合，以对所述架体进行定位。
23.在可选的实施方式中，所述架体包括一体成型的底板、顶板以及两个侧板，所述底板、所述顶板以及两个所述侧板围成两端为开口的通道，所述反射件和所述收发模块分别设置于所述通道的两端，所述扫描件设置于所述通道内并位于所述反射件和所述收发模块之间。
24.在可选的实施方式中，所述激光雷达装置还包括电源板和驱动板，所述电源板和所述驱动板分别设置于两个所述侧板，所述电源板用于安装电源，所述驱动板用于安装驱动器。
25.在可选的实施方式中，所述激光雷达装置还包括处理主板，所述处理主板设置于所述顶板，所述处理主板用于安装处理器。
26.在可选的实施方式中，所述底板开设有通槽，所述反射件和所述收发模块相对地设置于所述通槽的两端，所述通槽用于供所述激光穿过。
27.在可选的实施方式中，所述反射件以及所述收发模块的数量均包括多个，所述多个反射件并排设置，所述多个收发模块并排设置，且所述多个反射件和所述多个收发模块一一对应。
28.在可选的实施方式中，所述多个反射件均呈倾斜设置，以分别将对应的所述收发模块发射的激光反射至所述扫描件，或将由所述扫描件发射的激光反射至对应的所述收发模块。
29.第二方面，本发明提供一种传感设备，包括如前述实施方式任一项所述的激光雷达装置。
30.本发明实施例提供的激光雷达装置及传感设备的有益效果包括：通过收发模块向反射件发射激光，反射件将收发模块发射的激光反射至扫描件的振镜中，经过振镜扫描后形成点云，同时扫描件将激光通过外壳的窗口发射出去；而发射出激光雷达装置的激光遇到目标障碍物再次反射至扫描件，并经扫描件以及反射件回到收发模块，以此获取目标障碍物的位置及距离信息。因此，通过在架体设置扫描件，并使得收发模块和反射件相对地设置在架体的两端，实现将扫描件、收发模块以及反射件集成安装于一体，并且保证了其相对位置在光学理论设计的位置上，在有效减小激光雷达体积的情况下，使得激光雷达整体结构精简，同时具备优良的探测能力。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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
些附图获得其他相关的附图。
32.图1为本发明实施例提供的激光雷达装置结构示意图；
33.图2为本发明实施例提供的激光雷达装置部分结构第一视角结构示意图；
34.图3为本发明实施例提供的激光雷达装置部分结构第二视角结构示意图。
35.图标：10-激光雷达装置；100-壳体；110-第一外壳；111-第一安装孔；112-第一凹槽；113-窗口；114-透光件；120-第二外壳；121-定位部；122-第二安装孔；200-架体；210-底板；211-通槽；220-顶板；230-侧板；231-卡持部；240-通道；300-扫描件；400-收发模块；500-反射件；600-驱动板；700-电源板；800-处理主板。
具体实施方式
36.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
37.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
39.在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
40.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
41.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
42.激光雷达是传感设备的重要感知器件，特别是在自动驾驶领域起到至关重要的作用，在激光雷达作为车载电子产品的情况下，其体积和重要通常受到严格的限制，长距离探测功能通常也需要较高的功耗。
43.然而现有的激光雷达通常整机结构复杂，导致体积庞大，有些激光雷达装置采用过多的零件，并在机壳上设置较多的开口，虽然能带来良好的散热性能，但也会因装置的密封性带来较大的隐患；还有些激光雷达装置为了压缩整体体积，舍弃散热结构，导致整机系统温升增大而影响测距能力。
44.由此可见，现有的激光雷达不能同时满足结构精简、探测能力优良以及散热能力优良等条件，实用性不高，不能满足车载要求，缺乏竞争力。
45.基于以上问题，请参阅图1至图3，本发明提供了一种激光雷达装置10，应用于传感及探测领域，尤其适用于车载传感设备，其具有结构精简，探测能力优良，散热能力优良等优点。
46.激光雷达装置10包括壳体100、架体200、扫描件300、收发模块400、反射件500、驱动板600、电源板700以及处理主板800。
47.其中，壳体100设置于架体200外，壳体100可以起到保护的作用。扫描件300设置于架体200上，收发模块400设置于架体200的一端，反射件500相对地设置于架体200的另一端，驱动板600、电源板700以及处理主板800均设置于架体200上。驱动板600设置有驱动器，电源板700设置有电源，处理主板800设置有pcba电路板，驱动器、电源以及电路板均与收发模块400和扫描件300电连接，以便于控制收发模块400以及扫描件300正常运行。
48.需要说明的是，收发模块400具有发射激光以及接收激光并对其进行处理的作用；而外壳开设有供激光穿设的窗口113。
49.在本实施例中，通过收发模块400向反射件500发射激光，反射件500将收发模块400发射的激光反射至扫描件300的振镜中，经过振镜扫描后形成点云，同时扫描件300将激光通过外壳的窗口113发射出去；而发射出激光雷达装置10的激光遇到目标障碍物再次反射至扫描件300，并经扫描件300以及反射件500回到收发模块400，以此获取目标障碍物的位置及距离信息。
50.可以理解的是，通过在架体200设置扫描件300，并使得收发模块400和反射件500相对地设置在架体200的两端，实现将扫描件300、收发模块400以及反射件500集成安装于一体，并且保证了其相对位置在光学理论设计的位置上，在有效减小激光雷达体积的情况下，使得激光雷达整体结构精简，同时具备优良的探测能力。
51.可选地，反射件500可以是反射镜。
52.进一步地，壳体100包括第一外壳110和第二外壳120，第一外壳110和第二外壳120可拆卸地扣合，架体200以及设置于架体200的扫描件300、收发模块400、反射件500、驱动板600、电源板700和处理主板800均容置于第一外壳110和第二外壳120内。
53.在本实施例中，第一外壳110开设有第一安装孔111，第二外壳120开设有第二安装孔122，通过螺栓依次穿设第一安装孔111和第二安装孔122以使得第一外壳110和第二外壳120固定的目的，从而实现对架体200及设置于架体200的扫描件300、收发模块400、反射件500、驱动板600、电源板700和处理主板800起到保护作用。
54.详细地，架体200设置有多个卡持部231，第二外壳120设置有多个定位部121，多个卡持部231与多个定位部121一一对应并卡持配合，以对架体200进行定位。
55.在本实施例中，定位部121可以是导向销，卡持部231可以是用于定位部121穿设的导向孔。在第一外壳110和第二外壳120安装的过程中，通过将架体200上的卡持部231与第二外壳120上的定位部121卡持配合，即使得导向销插入导向孔内，以实现对架体200的定位及固定，从而提高架体200的安装稳定性。在架体200安装到位后，通过螺栓紧固第一外壳110和第二外壳120，以使得第一外壳110稳固地安装在第二外壳120上。
56.进一步地，壳体100呈对角线开壳结构，以使得第一外壳110的连接部与第二外壳120的连接部所在的平面呈倾斜设置。
57.如附图所示，第一外壳110的横截面和第二外壳120的横截面均呈三角形，且第一外壳110的横截面的斜边对应的连接部与第二外壳120的横截面的斜边对应的连接部连接，即第一外壳110的连接部与第二外壳120的连接部连接。
58.在本实施例中，壳体100呈对角开壳结构有利于第一外壳110和第二外壳120安装
或拆卸，且在第一外壳110和第二外壳120拆卸、架体200安装在第二外壳120的情况下，可使得操作空间最大化，提高激光雷达装置10的装调及维护的便利性。
59.进一步地，架体200的顶部以及收发模块400靠近第二外壳120的侧壁的一侧均设置有导热件(图未示)，架体200通过导热件与第一外壳110的顶壁连接，收发模块400通过导热件与第二外壳120的侧壁连接。
60.可选地，导热件可以是导热硅脂。
61.在本实施例中，导热硅脂涂设在安装于架体200的顶部处理主板800上，从而使得处理主板800通过导热硅脂与第一外壳110的顶部内壁接触，使得热量通过处理主板800能够有效传到第一外壳110的顶部内壁，并由第一外壳110的内壁传到第一外壳110的外壁，确保处理主板800能够有效进行散热。
62.同样地，导热硅脂还涂设在收发模块400朝向第二外壳120的一侧壁上，从而使得收发模块400通过导热硅脂与第二外壳120的侧部内壁接触，使得热量通过收发模块400有效传到第二外壳120的侧部内壁，并由第二外壳120的内壁传到第二外壳120的外壁，确保收发模块400能够有效进行散热。
63.因此，通过在架体200的顶部以及收发模块400设置导热件，可以有效地提高激光雷达装置10的散热性能，确保其能够正常运行。
64.进一步地，为了进一步提高激光雷达的散热性能，第一外壳110与处理主板800对应的顶壁外表面开设有多个第一凹槽112，多个第一凹槽112间隔设置；第二外壳120与收发模块400连接的侧壁外表面开设有多个第二凹槽(第二凹槽结构与第一凹槽112结构相同，图未示)，多个第二凹槽间隔设置。
65.在本实施例中，通过在第一外壳110的顶部的外表面开设多个第一凹槽112，在第二外侧的侧部的外表面开设多个第二凹槽，以增加第一外壳110和第二外壳120的散热面积，使得由处理主板800和收发模块400传递的热量能够通过第一外壳110和第二外壳120有效散发，因此显著提高了激光雷达装置10的散热效果。
66.进一步地，第一外壳110还开设有窗口113，窗口113与第二外壳120的侧壁相对设置，并与扫描件300对应，窗口113设置有透光件114。
67.在本实施例中，透光件114呈倾斜设置，以防止扫描件300的扫描光束射向透光件114的内表面的情况下反射并形成杂散光，导致杂散光进入接收光路影响激光雷达装置10的正常运行。
68.可选地，透光件114可以是呈平面状的平面镜。
69.当然，在本发明的其他实施例中，透光件114还可以呈弧形状。弧形状的透光件114可利于在窗口113有限的截面尺寸范围内形成尽可能大的水平视场角，从而提升激光雷达的探测能力。
70.进一步地，第一外壳110还包括加热件(图未示)，加热件设置于透光件114，用于加热透光件114。
71.在本实施例中，透光件114采用耐高温的材质制成，通过在透光件114设置加热件，以使得透光件114升温，从而在透光件114的表面产生水滴或水雾的情况下通过加热的方式使水分蒸发，避免水滴或水雾影响激光雷达装置10的探测能力。
72.可选地，加热件可以是电热丝，通过将电热丝均匀地设置于透光件114以实现对透
光件114进行加热，电热丝安装简单，且成本较低。
73.当然，在本发明的其他实施例中，加热件还可以是加热膜，通过在透光件114的表面镀设ito加热膜，可实现对透光件114进行均匀地加热。
74.进一步地，架体200包括一体成型的底板210、顶板220以及两个侧板230，底板210、顶板220以及两个侧板230围成两端为开口的通道240。
75.其中，反射件500和收发模块400分别设置于通道240的两端，扫描件300安装于顶板220并位于通道240内的反射件500和收发模块400之间，且扫描件300的水平高度大于反射件500和收发模块400的水平高度。
76.在本实施例中，反射件500安装在架体200的底板210上且位于架体200朝向第一外壳110窗口113的前端，收发模块400通过螺栓吊装在架体200的顶板220且位于架体200朝向第二外壳120侧部的后端，且收发模块400和反射件500处于同一水平高度，以此使得收发模块400发射的激光能够通过通道240准确地发射到反射件500，并通过反射件500反射至扫描件300。
77.由于整体高度对于激光雷达装置10是非常重要的指标，收发模块400采用吊装的安装方式，可以减少其安装高度，从而减小架体200的整体高度。
78.另外，架体200在通道240内还设置有呈倾斜的安装部(图未示)，用于安装扫描件300，以使扫描件300呈倾斜设置，并使得架体200的截面结构呈z字形。扫描件300的发射光束通过其内在设置的振镜出射扫描，可以形成一定视角场，例如形成水平角度为90
°
、竖直角度为30
°
的视角场。
79.进一步地，反射件500以及收发模块400的数量均包括多个，多个反射件500并排设置，多个收发模块400并排设置，且多个反射件500和多个收发模块400一一对应。
80.在本实施例中，通过多个收发模块400发射的激光一一发射到对应的反射件500的中心位置，并通过多个反射件500均呈倾斜设置，且每个反射件500的倾斜角度不同，以保证多个反射件500分别将对应的收发模块400发射的激光经过不同角度的倾斜面反射至扫描件300的振镜镜面中心，或将由扫描件300发射的激光反射至对应的收发模块400。
81.可选地，反射件500以及收发模块400的数量可以为四个，当然，在其他实施例中，反射件500以及收发模块400的数量还可以是其他设置，在此不做具体限定。
82.进一步地，底板210开设有通槽211，反射件500和收发模块400相对地设置于通槽211的两端，通槽211用于供激光穿过。
83.在本实施例中，通槽211的数量也为多个，多个收发模块400发射的激光分别沿多个通槽211射向反射件500，多个反射件500反射的激光也可分别沿多个通槽211射向收发模块400，可以避免杂散光对发射或接收的激光产生影响，从而提高激光雷达装置10的探测准确性。
84.进一步地，电源板700和驱动板600分别设置于两个侧板230，电源板700用于安装电源，驱动板600用于安装驱动处理器，处理主板800设置于顶板220，处理主板800用于安装处理器。
85.在本实施例中，两个侧板230为立板，不仅可以增加架体200的整体结构强度，还可以作为驱动板600和电源板700的安装位置。
86.以此，实现了将收发模块400、反射件500、扫描件300、驱动板600、电源板700以及
处理主板800均集成于架体200上，形成了一个完整的激光雷达装置10的光机功能模块，从而使得激光雷达装置10具有高集成度、模块化设计、占用空间小以及结构精简等优点。
87.另外需要说明的是，前述所述的卡持部231设置在侧板230上，且一个侧板230上设置有两个卡持部231，即卡持部231和定位部121的数量均为四个。
88.进一步地，本发明还提供了一种传感设备，可以包括一个或多个激光雷达装置10，一个或多个激光雷达装置10可以安装在车辆的顶部或侧部。
89.本实施例采用的激光雷达装置10的结构简单，尺寸小且成本低，散热性能良好，且有利于进行安装，可使得安装有传感设备的车辆具有良好的数据采集、融合以及分析能力。
90.综上所述，本发明实施例提供了一种激光雷达装置10及传感设备，通过收发模块400向反射件500发射激光，反射件500将收发模块400发射的激光反射至扫描件300的振镜中，经过振镜扫描后形成点云，同时扫描件300将激光通过外壳的窗口113发射出去；而发射出激光雷达装置10的激光遇到目标障碍物再次反射至扫描件300，并经扫描件300以及反射件500回到收发模块400，以此获取目标障碍物的位置及距离信息。因此，通过在架体200设置扫描件300，并使得收发模块400和反射件500相对地设置在架体200的两端，实现将扫描件300、收发模块400以及反射件500集成安装于一体，并且保证了其相对位置在光学理论设计的位置上，在有效减小激光雷达体积的情况下，使得激光雷达整体结构精简，同时具备优良的探测能力。
91.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

技术特征：
1.一种激光雷达装置，其特征在于，包括：架体；扫描件，所述扫描件设置于所述架体；收发模块，所述收发模块设置于所述架体的一端，所述收发模块用于发射或接收激光；反射件，所述反射件相对所述收发模块设置并位于所述架体的另一端，所述反射件用于所述激光反射至所述扫描件或所述收发模块；壳体，所述壳体设置于所述架体外。2.根据权利要求1所述的激光雷达装置，其特征在于，所述壳体包括第一外壳和第二外壳，所述第一外壳和所述第二外壳可拆卸地扣合，所述架体容置于所述第一外壳和所述第二外壳内。3.根据权利要求2所述的激光雷达装置，其特征在于，所述第一外壳的连接部与所述第二外壳的连接部所在的平面呈倾斜设置。4.根据权利要求2所述的激光雷达装置，其特征在于，所述架体的顶部设置有导热件，所述架体通过所述导热件与所述第一外壳的顶壁连接。5.根据权利要求4所述的激光雷达装置，其特征在于，所述第一外壳的顶壁外表面开设有多个第一凹槽，所述多个第一凹槽间隔设置。6.根据权利要求2所述的激光雷达装置，其特征在于，所述收发模块靠近所述第二外壳的侧壁的一侧设置有导热件，所述收发模块通过所述导热件与所述第二外壳的侧壁连接。7.根据权利要求6所述的激光雷达装置，其特征在于，所述第二外壳与所述收发模块连接的侧壁外表面开设有多个第二凹槽，所述多个第二凹槽间隔设置。8.根据权利要求2所述的激光雷达装置，其特征在于，所述第一外壳开设有窗口，所述窗口与所述扫描件对应，所述窗口设置有透光件，所述透光件呈倾斜设置。9.根据权利要求8所述的激光雷达装置，其特征在于，所述透光件呈平面状或弧形状。10.根据权利要求9所述的激光雷达装置，其特征在于，所述第一外壳还包括加热件，所述加热件设置于所述透光件，用于加热所述透光件。11.根据权利要求10所述的激光雷达装置，其特征在于，所述加热件包括电热丝，所述电热丝均匀地设置于所述透光件。12.根据权利要求10所述的激光雷达装置，其特征在于，所述加热件包括加热膜，所述加热膜设置于所述透光件的表面。13.根据权利要求2所述的激光雷达装置，其特征在于，所述架体设置有卡持部，所述第二外壳设置有定位部，所述卡持部与所述定位部卡持配合，以对所述架体进行定位。14.根据权利要求1所述的激光雷达装置，其特征在于，所述架体包括一体成型的底板、顶板以及两个侧板，所述底板、所述顶板以及两个所述侧板围成两端为开口的通道，所述反射件和所述收发模块分别设置于所述通道的两端，所述扫描件设置于所述通道内并位于所述反射件和所述收发模块之间。15.根据权利要求14所述的激光雷达装置，其特征在于，所述激光雷达装置还包括电源板和驱动板，所述电源板和所述驱动板分别设置于两个所述侧板，所述电源板用于安装电源，所述驱动板用于安装驱动器。16.根据权利要求14所述的激光雷达装置，其特征在于，所述激光雷达装置还包括处理
主板，所述处理主板设置于所述顶板，所述处理主板用于安装处理器。17.根据权利要求14所述的激光雷达装置，其特征在于，所述底板开设有通槽，所述反射件和所述收发模块相对地设置于所述通槽的两端，所述通槽用于供所述激光穿过。18.根据权利要求1所述的激光雷达装置，其特征在于，所述反射件以及所述收发模块的数量均包括多个，所述多个反射件并排设置，所述多个收发模块并排设置，且所述多个反射件和所述多个收发模块一一对应。19.根据权利要求18所述的激光雷达装置，其特征在于，所述多个反射件均呈倾斜设置，以分别将对应的所述收发模块发射的激光反射至所述扫描件，或将由所述扫描件发射的激光反射至对应的所述收发模块。20.一种传感设备，其特征在于，包括如权利要求1-19任一项所述的激光雷达装置。

技术总结
本发明的实施例提供了一种激光雷达装置及传感设备，涉及激光雷达领域。激光雷达装置包括架体、扫描件、收发模块、反射件以及壳体；所述扫描件设置于所述架体；所述收发模块设置于所述架体的一端，所述收发模块用于发射或接收激光；所述反射件相对所述收发模块设置并位于所述架体的另一端，所述反射件用于所述激光反射至所述扫描件或所述收发模块；所述壳体设置于所述架体外。因此，本发明提供的激光雷达装置实现了将扫描件、收发模块以及反射件集成安装于一体，并且保证了其相对位置在光学理论设计的位置上，在有效减小激光雷达体积的情况下，使得激光雷达整体结构精简，同时具备优良的探测能力。的探测能力。的探测能力。


技术研发人员：张凤杰 郭俊生 高旭伟
受保护的技术使用者：广州导远电子科技有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/8/21