激光测距系统和车辆的制作方法

本公开涉及一种激光测距系统以及包含这种激光测距系统的车辆。

背景技术：

1、激光测距系统(如激光雷达lidar)在车辆上的应用极大地推动了智能驾驶和汽车安全的发展，主要用于自动驾驶环境感知、自适应巡航控制、自动紧急制动、泊车辅助及防撞系统等。激光测距系统具备高精度测距能力，可实时检测车辆周围的障碍物，提升行车安全，辅助自动驾驶车辆实现精准定位和路径规划。此外，激光测距还能优化车距控制，提高交通效率，并降低能源消耗。随着信息科技的发展，激光测距系统将成为智能汽车的重要技术。

2、同轴激光雷达系统(co-axial lidar)采用发射光路与接收光路同轴设计，即，激光发射器和接收器共享同一光学通道。这种设计通过分束装置或偏振光学器件实现光路耦合，具有高光学效率、强抗干扰能力、结构紧凑、稳定性高等显著优势，因此可以应用于高精度测距及自动驾驶中。

3、通常，在同轴激光雷达系统中，在实现光路耦合的分束装置处使用具有对称形状区域来传输由光源发射的发射检测光束。所述区域的尺寸越大，接收光路中的光损失就越大，从而造成降低信噪比，减小测距范围和精度，影响系统抗干扰能力等问题。在这种情况下，可能需要在发射光路中采用发散角小的垂直腔面发射激光器(vcsel，vertical-cavitysurface-emitting laser)作为光源，在接收光路中采用具有高灵敏度、快速响应能力的单光子雪崩二极管(spad，single-photon avalanche diode)作为检测器。但是，垂直腔面发射激光器具有功率不足、波长受限的问题，因而不能应用于远距离测量；单光子雪崩二极管具有成本高、远距离测量受限的问题。

技术实现思路

1、因此，本公开之目的是提供一种激光测距系统以及包含这种激光测距系统的车辆，所述激光测距系统采用的束分离装置的用于传输发射的发射检测光束部分具有适配于发射的发射检测光束照射在其上的区域的形状，降低了在束分离装置处对接收的发射检测光束造成的光损失，从而提高信噪比，增加测距范围和精度，增强抗干扰能力，提高系统响应速度，降低对高灵敏度检测器的依赖。

2、通过以下所述的激光测距系统和包括该激光测距系统的车辆来实现上述目的。

3、一方面，本公开提供了一种激光测距系统，包括：发射装置，配置为产生将被传输至检测区域的发射检测光束；接收装置，配置为接收由所述检测区域反射的反射检测光束；以及束分离装置，配置为将所述发射检测光束朝向所述检测区域传输，并且将所述反射检测光束传输至接收装置，其中，所述束分离装置具有用于传输所述发射检测光束的第一部分和用于传输所述反射检测光束的第二部分，其中，所述第一部分沿横向于所述发射装置的光轴的第一方向具有相对于参考轴非对称的第一非对称几何形状，其中，所述束分离装置绕横向于所述发射装置的光轴的第一倾斜轴线相对于所述光轴以非零角度倾斜，所述参考轴平行于所述第一倾斜轴线且穿过所述第一非对称几何形状的几何中心。

4、根据本公开的激光测距系统还可以单独或组合地具有以下特征中的一个或多个。

5、在一实施方式中，所述第一部分具有的第一非对称几何形状适配于所述发射检测光束照射在所述束分离装置上的区域。

6、在一实施方式中，所述第一部分的在平行于所述第一倾斜轴线的方向上的尺寸随着沿平行于所述光轴的方向距离所述发射装置的距离增加而增加。

7、在一实施方式中，所述第一非对称几何形状包括梯形。

8、在一实施方式中，所述第一非对称几何形状包括梨形。

9、在一实施方式中，所述束分离装置具有作为第一部分的能够供所述发射检测光束通过的通孔和作为第二部分的能够反射所述反射检测光束的反射涂层。

10、在一实施方式中，所述束分离装置具有作为第一部分的能够供所述发射检测光束透射通过的透明部分和作为第二部分的能够反射所述反射检测光束的反射涂层。

11、在一实施方式中，所述束分离装置具有作为第一部分的能够反射所述发射检测光束的反射涂层和作为第二部分的能够供所述反射检测光束透射通过的透明部分。

12、在一实施方式中，所述束分离装置具有滤波涂层，所述滤波涂层仅允许所述反射检测光束通过到达所述接收装置。

13、在一实施方式中，所述激光测距系统还包括可旋转的光束偏转装置，其配置为将来自所述束分离装置的所述发射检测光束朝向所述检测区域偏转，以及将来自所述检测区域的所述反射检测光束朝向所述束分离装置偏转。

14、在一实施方式中，所述束分离装置沿横向于所述发射装置的光轴的第一方向具有第二几何形状，所述第二几何形状适配于所述反射检测光束在所述接收装置的视场范围内的光线轨迹。

15、另一方面，本公开还提供了一种车辆，其包括如上文所述的激光测距系统。

1.一种激光测距系统，包括：

2.根据权利要求1所述的激光测距系统，所述第一部分(7)具有的第一非对称几何形状适配于所述发射检测光束(5)照射在所述束分离装置(3)上的区域。

3.根据权利要求1或2所述的激光测距系统，其中，所述第一部分(7)的在平行于所述第一倾斜轴线的方向上的尺寸随着沿平行于所述光轴(20)的方向距离所述发射装置(1)的距离增加而增加。

4.根据权利要求1或2所述的激光测距系统，其中，所述第一非对称几何形状包括梯形。

5.根据权利要求1或2所述的激光测距系统，其中，所述第一非对称几何形状包括梨形。

6.根据权利要求1或2所述的激光测距系统，其中，所述束分离装置(3)具有作为第一部分(7)的能够供所述发射检测光束(5)通过的通孔(9)和作为第二部分(8)的能够反射所述反射检测光束(6)的反射涂层。

7.根据权利要求1或2所述的激光测距系统，其中，所述束分离装置(3)具有作为第一部分(7)的能够供所述发射检测光束(5)透射通过的透明部分(11)和作为第二部分(8)的能够反射所述反射检测光束(6)的反射涂层。

8.根据权利要求1或2所述的激光测距系统，其中，所述束分离装置(3)具有作为第一部分(7)的能够反射所述发射检测光束(5)的反射涂层和作为第二部分(8)的能够供所述反射检测光束(6)透射通过的透明部分。

9.根据权利要求1或2所述的激光测距系统，其中，所述束分离装置(3)具有滤波涂层，所述滤波涂层仅允许所述反射检测光束(6)通过到达所述接收装置(2)。

10.根据权利要求1或2所述的激光测距系统，其中，所述激光测距系统还包括可旋转的光束偏转装置(21)，其配置为将来自所述束分离装置(3)的所述发射检测光束(5)朝向所述检测区域(4)偏转，以及将来自所述检测区域的所述反射检测光束(6)朝向所述束分离装置(3)偏转。

11.根据权利要求1或2所述的激光测距系统，所述束分离装置(3)沿横向于所述发射装置(1)的光轴(20)的第一方向具有第二几何形状，所述第二几何形状适配于所述反射检测光束(6)在所述接收装置(2)的视场范围内的光线轨迹。

12.一种车辆，包括如权利要求1至11中任一项所述的激光测距系统。