固态激光雷达和清洁机器人的制作方法

本申请属于智能家居，尤其涉及一种固态激光雷达和清洁机器人。

背景技术：

1、激光雷达是以发射激光信号探测目标场景内各物体的位置、速度等特征量的雷达系统。当前，激光雷达主要包括固态激光雷达、旋转激光雷达（或称为机械式激光雷达）等类型，固态激光雷达又分为纯固态激光雷达和混合激光雷达。

2、其中，旋转激光雷达通过将测距模块进行机械旋转来实现环境扫描，混合激光雷达通过调节测距模块内部分机构的姿态进行环境扫描，这两种类型的激光雷达中都存在活动机构，结构设计相对复杂，模组寿命受到马达、振镜等活动机构的限制。固态激光雷达能在固定位置、固定方向使用，扫描角度有限，无法满足用户对激光雷达具有更大范围视场的探测需求。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种固态激光雷达，包括发射器件（110）和接收器件（120），所述发射器件（110）包括激光发射器（111）和光处理组件（112），所述光处理组件（112）设置于所述激光发射器（111）的出射光路上；所述激光发射器（111），用于输出探测激光；所述光处理组件（112），用于将所述探测激光转换为广角线激光，所述广角线激光出射至目标探测物体（130）；所述接收器件（120），用于接收来自所述目标探测物体（130）的回波信号。

2、在一些实施例中，所述光处理组件（112）包括如下透镜（1121）中的至少之一：至少一个柱透镜；至少一个鲍威尔透镜；至少一个衍射透镜；至少一个微纳超透镜。

3、在一些实施例中，所述透镜（1121）将所述探测激光转换为激光张角为100°~150°的广角线激光。

4、在一些实施例中，在所述透镜（1121）包括多个柱透镜的情况下，所述多个柱透镜沿第一方向并列设置，所述探测激光入射到所述多个柱透镜的方向垂直于所述第一方向。

5、在一些实施例中，所述光处理组件（112）还包括扩束镜（1122），所述扩束镜（1122）的第一亮面和第二亮面的曲率不同，所述透镜（1121）和所述扩束镜（1122）沿所述激光发射器（111）的激光发射方向依次设置。

6、在一些实施例中，所述透镜（1121）和所述扩束镜（1122）将所述探测激光转换为激光张角为大于180°的广角线激光。

7、在一些实施例中，所述光处理组件还包括准直镜（1123），所述准直镜（1123）设置于所述激光发射器（111）和所述透镜（1121）之间，所述准直镜（1123）用于集中所述探测激光的能量。

8、在一些实施例中，所述接收器件（120）包括锥形反射镜（122）和接收单元（121），所述锥形反射镜（122）的水平截面呈圆形或椭圆形，所述接收单元（121）设置于所述锥形反射镜（122）的反射光路上；所述锥形反射镜（122）用于接收并汇聚所述回波信号，并将所述回波信号反射至所述接收单元（121）。

9、在一些实施例中，所述锥形反射镜（122）的侧面与水平面之间的夹角处于30°至60°之间。

10、在一些实施例中，所述接收单元（121）水平放置，所述锥形反射镜（122）具有第一端和第二端，所述第一端的横截面积小于所述第二端的横截面积，所述接收单元（121）设置在所述锥形反射镜（122）的下方或上方，所述第一端靠近所述接收单元（121）。

11、在一些实施例中，所述发射器件（110）与所述接收器件（120）所处高度不同。

12、在一些实施例中，所述发射器件（110）设置在所述接收器件（120）的下方，且所述发射器件（110）设置有预设的上倾角度。

13、在一些实施例中，所述发射器件（110）设置在所述接收器件（120）的上方，所述接收器件（120）中的所述接收单元（121）设置在所述锥形反射镜（122）的下方。

14、在一些实施例中，所述发射器件（110）和所述接收器件（120）采用固定结构。

15、本申请实施例还提供了一种清洁机器人（300），包括：机器主体310、以及固态激光雷达(100)，所述固态激光雷达(100)包括发射器件（110）和接收器件（120），所述发射器件（110）包括激光发射器（111）和光处理组件（112），所述光处理组件（112）设置于所述激光发射器（111）的出射光路上；所述激光发射器（111），用于输出探测激光；所述光处理组件（112），用于将所述探测激光转换为广角线激光，所述广角线激光出射至目标探测物体（130）；所述接收器件（120），用于接收来自所述目标探测物体（130）的回波信号，所述固态激光雷达(100)设置于所述机器主体（310）。

16、在一些实施例中，清洁机器人（300）包括一个所述固态激光雷达（100），所述固态激光雷达（100）固定设置于所述机器主体（310）的顶部或侧壁；或者，通过升降机构（340）与所述机器主体（310）连接，所述升降机构（340）用于在所述固态激光雷达（100）工作时，将所述固态激光雷达（100）抬升或下降至检测位。

17、在一些实施例中，清洁机器人（300）还包括驱动轮（320）和控制装置（330），所述驱动轮（320）转动连接于所述机器主体，所述控制装置（330）与所述驱动轮（320）和所述固态激光雷达（100）电连接；所述控制装置（330），用于在所述固态激光雷达（100）在检测期间内，控制所述驱动轮（320）转向，进而控制所述机器主体（310）带动所述固态激光雷达（100）转向。

18、在一些实施例中，所述清洁机器人（300）至少包括两个所述固态激光雷达（100），两个所述固态激光雷达（100）固定连接于所述机器主体（310）且对称设置。

19、在一些实施例中，所述至少两个固态激光雷达包括第一固态激光雷达（101）和第二固态激光雷达（102）；所述第一固态激光雷达（101）设置在所述机器主体（310）的前侧，所述第二固态激光雷达（102）设置在与所述前侧对称的所述机器主体（310）的后侧。

20、与现有技术相比，上述技术方案至少具有如下有益的技术效果：

21、本申请实施例提供的固态激光雷达设计方案中，采用单点光源展开成大角度线光源（即广角线激光），实现广角单线或多线的探测。不需要采用阵列的复杂形式，成本相对较低。并且，通过纯固态结构实现上述广角线激光，同时由于没有马达、振镜等活动部件，可靠性更高，结构占用空间更小，能够使得该固态激光雷达具有更多的应用场景。

1.一种固态激光雷达（100），其特征在于，包括发射器件（110）和接收器件（120），所述发射器件（110）包括激光发射器（111）和光处理组件（112），所述光处理组件（112）设置于所述激光发射器（111）的出射光路上；

2.根据权利要求1所述的固态激光雷达（100），其特征在于，所述光处理组件（112）包括如下透镜（1121）中的至少之一：

3.根据权利要求2所述的固态激光雷达（100），其特征在于，所述透镜（1121）将所述探测激光转换为激光张角为100°~150°的广角线激光。

4.根据权利要求2或3所述的固态激光雷达（100），其特征在于，在所述透镜（1121）包括多个柱透镜的情况下，所述多个柱透镜沿第一方向并列设置，所述探测激光入射到所述多个柱透镜的方向垂直于所述第一方向。

5.根据权利要求2或3所述的固态激光雷达（100），其特征在于，所述光处理组件（112）还包括扩束镜（1122），所述扩束镜（1122）的第一亮面和第二亮面的曲率不同，所述透镜（1121）和所述扩束镜（1122）沿所述激光发射器（111）的激光发射方向依次设置。

6.根据权利要求5所述的固态激光雷达（100），其特征在于，所述透镜（1121）和所述扩束镜（1122）将所述探测激光转换为激光张角为大于180°的广角线激光。

7.根据权利要求2或3所述的固态激光雷达（100），其特征在于，所述光处理组件还包括准直镜（1123），所述准直镜（1123）设置于所述激光发射器（111）和所述透镜（1121）之间，所述准直镜（1123）用于集中所述探测激光的能量。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的固态激光雷达（100），其特征在于，所述接收器件（120）包括锥形反射镜（122）和接收单元（121），所述锥形反射镜（122）的水平截面呈圆形或椭圆形，所述接收单元（121）设置于所述锥形反射镜（122）的反射光路上；

9.根据权利要求8所述的固态激光雷达（100），其特征在于，所述锥形反射镜（122）的侧面与水平面之间的夹角处于30°至60°之间。

10.根据权利要求9所述的固态激光雷达（100），其特征在于，所述接收单元（121）水平放置，所述锥形反射镜（122）具有第一端和第二端，所述第一端的横截面积小于所述第二端的横截面积，所述接收单元（121）设置在所述锥形反射镜（122）的下方或上方，所述第一端靠近所述接收单元（121）。

11.根据权利要求10所述的固态激光雷达（100），其特征在于，

12.根据权利要求11所述的固态激光雷达（100），其特征在于，所述发射器件（110）设置在所述接收器件（120）的下方，且所述发射器件（110）设置有预设的上倾角度。

13.根据权利要求11所述的固态激光雷达（100），其特征在于，

14.根据权利要求1至3中任一项所述的固态激光雷达（100），其特征在于，所述发射器件（110）和所述接收器件（120）采用固定结构。

15.一种清洁机器人（300），其特征在于，包括：

16.根据权利要求15所述的清洁机器人（300），其特征在于，包括一个所述固态激光雷达（100），所述固态激光雷达（100）固定设置于所述机器主体（310）的顶部或侧壁；或者，通过升降机构（340）与所述机器主体（310）连接，所述升降机构（340）用于在所述固态激光雷达（100）工作时，将所述固态激光雷达（100）抬升或下降至检测位。

17.根据权利要求16所述的清洁机器人（300），其特征在于，还包括驱动轮（320）和控制装置（330），所述驱动轮（320）转动连接于所述机器主体（310），所述控制装置（330）与所述驱动轮（320）和所述固态激光雷达（100）电连接；

18.根据权利要求15所述的清洁机器人（300），其特征在于，所述清洁机器人（300）至少包括两个所述固态激光雷达（100），两个所述固态激光雷达（100）固定连接于所述机器主体（310）且对称设置。

19.根据权利要求18所述的清洁机器人（300），其特征在于，所述至少两个固态激光雷达（100）包括第一固态激光雷达（101）和第二固态激光雷达（102）；