一种激光雷达发射光学系统的确定方法及电子设备与流程

技术特征：
1.一种激光雷达发射光学系统的确定方法，其特征在于，包括：构建发射光学系统，所述发射光学系统包括光源、别汉棱镜和平凸透镜；所述光源设置在所述别汉棱镜的入射面，且位于所述别汉棱镜的入射光轴上；所述平凸透镜的平面与所述别汉棱镜的出射面贴合；获取所述发射光学系统的第一折射率和第二折射率；所述第一折射率为所述别汉棱镜的折射率，所述第二折射率为所述平凸透镜的折射率；基于边缘光线能够经过所述别汉棱镜进入所述平凸透镜的约束条件，计算别汉棱镜入射孔径的第一长度和第二长度；所述第一长度为所述入射孔径在所述主截面上的长度；所述第二长度为所述入射孔径垂直于所述主截面方向的长度；基于所述第一折射率、所述第二折射率以及等光程原理，计算所述平凸透镜的椭球面方程；基于所述平凸透镜中边缘光线的入射高度，计算所述平凸透镜在光轴处的厚度；基于所述第一长度、所述第二长度、所述椭球面方程以及所述厚度，调整所述发射光学系统。2.如权利要求1所述的激光雷达发射光学系统的确定方法，其特征在于，在所述构建由光源、别汉棱镜和平凸透镜构成的发射光学系统之前，所述方法包括：基于所述别汉棱镜在所述主截面方向的全反射条件，计算第一半发散角和所述第一折射率之间的第一约束条件；所述第一半发散角为平行于别汉棱镜主截面的光源半发散角；基于所述别汉棱镜在所述垂直于所述主截面方向的全反射条件，计算第二半发散角和所述第一折射率之间的第二约束条件；所述第二半发散角为垂直于所述别汉棱镜主截面的光源半发散角；确定满足所述第一约束条件和所述第二约束条件的光源和别汉棱镜。3.如权利要求2所述的激光雷达发射光学系统的确定方法，其特征在于，在所述构建由光源、别汉棱镜和平凸透镜构成的发射光学系统之前，所述方法包括：基于所述别汉棱镜的几何性质，计算所述第一半发散角和所述第一折射率之间的第三约束条件；确定满足所述第三约束条件的光源和别汉棱镜。4.如权利要求1所述的激光雷达发射光学系统的确定方法，其特征在于，所述基于边缘光线能够经过所述别汉棱镜进入所述平凸透镜的约束条件，计算所述别汉棱镜入射孔径的第二长度，包括：根据计算所述第二长度的最小值；其中，α
v
为第二半发散角，b为第二长度，l为光束在别汉棱镜中沿光轴方向的距离，n1为第一折射率；将所述第二长度的最小值作为所述第二长度。5.如权利要求1所述的激光雷达发射光学系统的确定方法，其特征在于，所述第一折射率等于第二折射率，所述椭球面方程包括：
其中，x
′
和y
′
为椭球面在别汉棱镜主截面方向的坐标值，n为第一折射率和第二折射率，l为光束在别汉棱镜中沿光轴方向的距离，d为平凸透镜在光轴处的厚度。6.如权利要求5所述的激光雷达发射光学系统的确定方法，其特征在于，所述基于边缘光线的入射高度计算所述平凸透镜在光轴处的厚度，包括：基于主截面方向上的厚度约束条件计算所述厚度的第一下限值；基于垂直于主截面方向上的厚度约束条件计算所述厚度的第二下限值；将所述第一下限值和所述第二下限值中较大的值作为所述平凸透镜在光轴处的厚度。7.如权利要求6所述的激光雷达发射光学系统的确定方法，其特征在于，所述主截面方向上的厚度约束条件包括：所述垂直于主截面方向上的厚度约束条件包括：其中，d为平凸透镜在光轴处的厚度，n为第一折射率和第二折射率为，l为光束在别汉棱镜中沿光轴方向的距离，a为第一长度，b为第二长度。8.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。9.一种激光雷达发射光学系统，其特征在于，包括光源、别汉棱镜和平凸透镜；所述光源设置在所述别汉棱镜的入射面，且位于所述别汉棱镜的入射光轴上；所述平凸透镜的平面与所述别汉棱镜的出射面贴合；其中，所述平凸透镜的椭球面方程、所述平凸透镜在光轴处的厚度、第一长度和第二长度基于如权利要求1至7任一项所述方法确定，所述第一长度为所述别汉棱镜的入射孔径在别汉棱镜主截面上的长度，所述第二长度为所述别汉棱镜的入射孔径在垂直于所述别汉棱镜主截面方向的长度。10.一种激光雷达，包括如权利要求9所述的激光雷达发射光学系统。

技术总结
本发明适用于激光雷达技术领域，提供了一种激光雷达发射光学系统的确定方法及电子设备，该方法包括：构建发射光学系统，发射光学系统包括光源、别汉棱镜和平凸透镜；获取系统的第一折射率和第二折射率；基于边缘光线能够经过别汉棱镜进入平凸透镜的约束条件，计算别汉棱镜入射孔径的第一长度和第二长度；基于第一折射率、第二折射率以及等光程原理，计算平凸透镜的椭球面方程；基于平凸透镜中边缘光线的入射高度，计算平凸透镜在光轴处的厚度；基于第一长度、第二长度、椭球面方程以及厚度，调整上述发射光学系统。本发明提供的激光雷达发射光学系统的确定方法能够在保证发射功率的前提下减少系统的尺寸，实现系统小型化。实现系统小型化。实现系统小型化。


技术研发人员：林建东 任玉松 罗先萍 秦屹
受保护的技术使用者：森思泰克河北科技有限公司
技术研发日：2021.11.01
技术公布日：2022/3/3