CN217278911U - 一种激光雷达导盲装置及头戴式导盲设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种激光雷达导盲装置及头戴式导盲设备，其中，该方法包括：发射模组、接收模组、辅助相机、图像处理模块以及音频转换模块；发射模组包括光源和发射超透镜，发射超透镜设置于光源的出光侧，用于将光源发出的光进行准直并生成点云辐射向周围环境；接收模组包括接收透镜和接收探测器，接收透镜与接收探测器相对应设置，接收透镜用于将周围环境反射的回波信号聚焦在接收探测器；接收探测器用于将回波信号从光信号转换为电信号。通过本实用新型实施例提供的激光雷达导盲装置及头戴式导盲设备，将超透镜用于发射模组中，可以具备质量轻、厚度薄、系统简单、价格低且产能高的优势，整体结构更加轻便小巧，同时减小了用户的使用负担。

Description

一种激光雷达导盲装置及头戴式导盲设备

技术领域

本实用新型涉及激光雷达技术领域，具体而言，涉及一种激光雷达导盲装置及头戴式导盲设备。

背景技术

随着人工智能与微电子行业的发展，一些辅助盲人出行的设备陆续被提出，该类产品给患有视力缺陷的人群带来极大的便利，存在巨大的潜在市场空间。其中，基于激光雷达的导盲设备中使用较多的是 flash lidar(闪光式激光雷达)，该flash lidar所具有的点云生成装置可以通过传统透镜对点阵光源进行准直、再使用衍射元件令光束形成点云阵列；相应地，其所具有的接收装置上通常会使用多片透镜对回波信号进行滤光、汇聚。但是，这类基于激光雷达的导盲设备结构复杂、体积大、成本高、重量重，会给使用者带来一定的使用负担。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型实施例的目的在于提供一种激光雷达导盲装置及头戴式导盲设备。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种激光雷达导盲装置，包括：发射模组、接收模组、辅助相机、图像处理模块以及音频转换模块；所述发射模组包括光源和发射超透镜，所述发射超透镜设置于所述光源的出光侧，用于将所述光源发出的光进行准直并生成点云辐射向周围环境；所述接收模组包括接收透镜和接收探测器，所述接收透镜与所述接收探测器相对应设置，所述接收透镜用于将所述周围环境反射的回波信号聚焦在所述接收探测器；所述接收探测器用于将所述回波信号从光信号转换为电信号；所述辅助相机用于捕获所述周围环境的图像；所述图像处理模块用于结合所述辅助相机捕获的所述周围环境的彩色图像和所述接收探测器转换的电信号，识别所述周围环境中的障碍物；所述音频转换模块用于将关于所述障碍物的信息由电信号转换为声信号进行传播。

可选地，发射超透镜包括第一超透镜和第二超透镜，所述第一超透镜与所述第二超透镜为相互平行的两个超透镜；所述第一超透镜用于将所述光源发出的光进行准直；所述第二超透镜用于将准直后的光进行调制并生成点云。

可选地，第一超透镜与所述第二超透镜共用一个基底；所述第一超透镜的纳米结构设置在所述基底靠近所述光源的一侧；所述第二超透镜的纳米结构设置在所述基底远离所述光源的一侧。

可选地，所述发射超透镜包括能够对所述光源发出的光同时实现准直并生成点云的一片超透镜。

可选地，光源的数量为多个。

可选地，接收透镜的焦距是1～5mm。

可选地，接收模组还包括滤光片，所述滤光片与所述接收透镜为相互平行的两个镜片，所述接收透镜与所述滤光片设置于所述接收探测器的入光侧，所述滤光片用于过滤所述周围环境反射的环境光。

可选地，发射模组的数量为多个，所述接收模组的数量与所述发射模组的数量相同，且每个所述接收模组与每个所述发射模组一一对应；所述激光雷达导盲装置为多面体结构，在所述激光雷达导盲装置的每一面上分别设置有接收模组和其所对应的发射模组。

可选地，辅助相机包括色差矫正超透镜和相机探测器；所述相机探测器设置于所述色差矫正超透镜的焦平面位置，所述色差矫正超透镜用于对射入其中的光进行色差矫正，所述相机探测器用于捕获所述周围环境的彩色图像。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种头戴式导盲设备，包括：激光雷达导盲装置、外壳和固定带；所述激光雷达导盲装置设置于所述外壳内部，所述外壳与所述固定带连接并形成能够使用户穿戴于头部的环状结构。

本实用新型实施例上述第一方面提供的方案中，将超透镜用于其发射模组1中，以实现对光线进行准直和点云生成，相比于将传统透镜设置在发射模组中的方案，使用发射超透镜12制成的激光雷达导盲装置可以具备质量轻、整体厚度薄、系统简单、价格更低以及产能高的优势，整体结构更加轻便小巧，同时减小了用户的使用负担。本实用新型实施例上述第二方面提供的方案中，可以使探测结果更加精确，探测视场更加广泛；并且，该头戴式导盲设备结构简单，在其激光雷达导盲装置6中省去了传统的厚重透镜组，从而减轻了设备重量，使用户使用起来更加舒适，保障了用户的出行安全。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的一种激光雷达导盲装置的示意图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的激光雷达导盲装置中，第一种发射模组的结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的激光雷达导盲装置中，第二种发射模组的结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例所提供的激光雷达导盲装置中，第三种发射模组的结构示意图；

图5示出了本实用新型实施例所提供的激光雷达导盲装置中，一种接收模组的结构示意图；

图6示出了本实用新型实施例所提供的多面体结构的激光雷达导盲装置的结构示意图；

图7示出了本实用新型实施例所提供的激光雷达导盲装置中，一种辅助相机的结构示意图；

图8示出了本实用新型实施例所提供的头戴式导盲设备的结构示意图。

图标：

1-发射模组、2-接收模组、3-辅助相机、4-图像处理模块、5-音频转换模块、6-激光雷达导盲装置、7-外壳、8-固定带、11-光源、12- 发射超透镜、21-接收透镜、22-接收探测器、23-滤光片、121-第一超透镜、122-第二超透镜、123-基底、124-第一超透镜的纳米结构、125- 第二超透镜的纳米结构、31-色差矫正超透镜、32-相机探测器。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供了一种激光雷达导盲装置，参见图1所示，该激光雷达导盲装置包括：发射模组1、接收模组2、辅助相机3、图像处理模块4以及音频转换模块5，该激光雷达导盲装置用于检测周围环境中的障碍物，图1中用小轿车表示障碍物。其中，发射模组1包括光源11和发射超透镜12，发射超透镜12设置于光源11的出光侧，用于将光源11发出的光进行准直并生成点云辐射向周围环境。图 1中以光源11的左侧为出光侧为例示出。

如图1所示，接收模组2包括接收透镜21和接收探测器22，接收透镜21与接收探测器22相对应设置，接收透镜21用于将周围环境反射的回波信号聚焦在接收探测器22；接收探测器22用于将回波信号从光信号转换为电信号；辅助相机3用于捕获周围环境的图像；图像处理模块4用于结合辅助相机3捕获的周围环境的彩色图像和接收探测器22转换的电信号，识别周围环境中的障碍物；音频转换模块5 用于将关于障碍物的信息由电信号转换为声信号进行传播。

在本实用新型实施例提出的激光雷达导盲装置中，发射模组1、接收模组2、辅助相机3、图像处理模块4以及音频转换模块5等几个部件的具体安装位置可以按实际所需进行设置，本实用新型实施例对此不做限定。其中，发射模组1的光源11可以是VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，垂直腔面激光)，也可以是EEL(Edge Emitting Laser，边缘发射激光)；发射超透镜12设置于光源11的出光侧(如图1中光源的左侧)，且与该光源11相互对应，以将该光源11所发出的光线进行准直并生成点云，向周围环境辐射，例如将生成的点云辐射至图1中小轿车障碍物区域，即该发射模组1的左侧，射向障碍物的点云能够被障碍物反射，并形成回波信号。

在本实用新型实施例所提出的激光雷达导盲装置中，接收模组2 的接收透镜21设置于接收探测器22的入光侧(如图1中接收探测器 22的左侧)，且与接收探测器22相互对应，该接收透镜21的作用是将周围环境(如图1中小轿车障碍物区域)所反射的回波信号聚集在对应的接收探测器22表面，其中，该回波信号是发射模组1向周围环境所辐射的点云投射在障碍物表面所反射的点云反射光信号。具体地，接收透镜21可以是传统透镜或者超透镜。在该接收探测器22接收到接收透镜21所聚集的回波信号的情况下，该接收探测器22可以将该回波信号由点云反射光信号转换为电信号，具体地，该接收探测器22 可以是APD(Avalanche Photodiode，雪崩二极管)，或者，也可以是 SPAD(Single Photon AvalancheDiode，单光子雪崩二极管)等。本实用新型实施例中，接收模组2在工作波段的中心波长可以包括850nm、 905nm、940nm和1550nm，每个中心波长对应的工作波段的带宽均小于40nm。

在本实用新型实施例所提出的激光雷达导盲装置中，辅助相机3 的作用是对周围环境的图像进行捕捉，例如，令该辅助相机3拍摄周围环境的彩色图像并保存该彩色图像。例如，该辅助相机3可以设置于整个激光雷达导盲装置的中心，以确保所捕获到的周围环境的图像更加完整。本实用新型实施例中，图像处理模块4可以与接收模组2 和辅助相机3通信耦接，具体地，该图像处理模块4可与接收模组2 中的接收探测器22通信耦接，以用于将该接收探测器22所转换的电信号(即由接收透镜21所聚集的点云反射光信号转换得到的电信号) 与该辅助相机3所拍摄的周围环境的图像进行结合，并检测周围环境中的障碍物。例如，结合生成周围环境的实况三维图像，再对该实况三维图像进行图像分割以及图像识别，识别出周围环境中的障碍物，进一步地，该图像处理模块4在识别到周围环境中的障碍物之后，还可以规划出最佳路径。其中，该图像处理模块4的具体功能(如其是如何检测障碍物等)是现有的成熟技术，可以参考公开号为 CN113749915A、专利申请名称为“一种场景复现的导盲方法与系统”的中国发明专利申请所提及的相关内容，此处不再赘述。在本实用新型实施例中，音频转换模块5的作用是将关于所识别到的障碍物的相关信息(如周围环境是否存在障碍物、障碍物的具体方位或者障碍物的大小形态等)由电信号的形式转换为声信号，并传播出去。其中，该音频转换模块5可以搭载无线蓝牙播放器用于向用户传播声信号，或者，该音频转换模块5也可以具备有线耳机的插孔，使用户自行插入有线耳机，并通过所接入的有线耳机将声信号传播给用户。

本实用新型实施例所提供的激光雷达导盲装置，将超透镜用于其发射模组1中，以实现对光线进行准直和点云生成，相比于将传统透镜设置在发射模组中的方案，使用发射超透镜12制成的激光雷达导盲装置可以具备质量轻、整体厚度薄、系统简单、价格更低以及产能高的优势，整体结构更加轻便小巧，同时减小了用户的使用负担。

可选地，参见图2所示，发射超透镜12包括第一超透镜121和第二超透镜122，第一超透镜121与第二超透镜122为相互平行的两个超透镜；图2中以光源11的上侧作为出光侧示出。其中，第一超透镜121用于将光源11发出的光进行准直；第二超透镜122用于将准直后的光进行调制并生成点云。

如图2所示，发射超透镜12可以包括相互平行的两个超透镜，即第一超透镜121和第二超透镜122，该第一超透镜121设置于靠近光源11的位置，用于将光源11发射的光进行准直；该第二超透镜122 设置于远离光源11的位置，即设置于第一超透镜121的出光方向(如图2中第一超透镜121的上侧)，用于将经该第一超透镜121准直后的光的相位和幅度进行调制，生成点云。

本实用新型实施例所提供的激光雷达导盲装置，选用两个超透镜组合作为发射超透镜12，令其中一个超透镜(第一超透镜)对光源11 射出的光线进行准直，再令另外一个超透镜(第二超透镜)对准直后的光线进行调制并生成点云。由于该激光雷达导盲装置将两个超透镜设置于发射模组1中，可以具备质量轻、整体厚度薄、系统简单、价格更低以及产能高的优势，整体结构更加轻便小巧，同时减小了用户的使用负担。

可选地，参见图3所示，第一超透镜121与第二超透镜122共用一个基底123。如图3所示，第一超透镜121的纳米结构设置在基底 123靠近光源11的一侧；第二超透镜122的纳米结构设置在基底123 远离光源11的一侧。

在本实用新型实施例中，发射超透镜12所包括的第一超透镜121 和第二超透镜122还可以是共用一个基底123的结构，即在同一块基底123的上下两侧分别生长两种纳米结构，使得该基底123的两侧分别具有可实现两种不同功能的超透镜。例如，将该第一超透镜121的纳米结构124设置在该基底123靠近光源11的一侧(如图3所示基底 123的下侧)，使该第一超透镜121能够实现将光源11所发出的光线进行准直的功能；另外，将该第二超透镜122的纳米结构125设置在该基底123远离光源11的一侧(如图3所示基底123的上侧)，使该第二超透镜122能够实现将经过第一超透镜准直后的光进行调制并生成点云的功能。具体地，该发射超透镜12的基底123可以选用石英玻璃、冕牌玻璃、火石玻璃等；生长在该基底两侧的纳米结构可以为全介质结构单元，在可见光波段具有高透过率，可选的材料包括：氧化钛、氮化硅、熔融石英、氧化铝、氮化镓、磷化镓、非晶硅、晶体硅和氢化非晶硅等。当这些纳米结构为偏振相关的结构时，如纳米鳍和纳米椭圆柱等结构，其可以对入射光施加一个几何相位；当这些纳米结构为偏振无关结构时，如纳米圆柱和纳米方柱等结构，其可以对入射光施加一个传播相位。

本实用新型实施例所提供的激光雷达导盲装置，将可以准直光线的第一超透镜121和对准直后的光线进行调制并生成点云的第二超透镜122集成在同一块基底123的两面，可以将两个功能集中在一个光学元件中，可有效减小激光雷达导盲装置的发射模组1的体积。

可选地，参见图4所示，发射超透镜12包括能够对光源11发出的光同时实现准直并生成点云的一片超透镜。

在本实用新型实施例中，发射超透镜12可以仅由一片超透镜构成，其所采用的这一片超透镜同时可以具备将光源11所发出的光线进行准直并生成点云这两个功能。例如，在该发射超透镜12的基底上生长可同时实现上述两种功能的纳米结构，当光源11发出的光线照射到该发射超透镜12时，该发射超透镜12可以对光线进行准直并生成点云辐射向周围环境。

本实用新型实施例所提供的激光雷达导盲装置，仅采用一片超透镜作为发射超透镜12，其中，该发射超透镜12不仅能够具备将光线进行准直的功能，还可以同时兼备将准直后的光线进行调制并生成点云的功能，更进一步地减小该激光雷达导盲装置中发射模组1的体积，使该激光雷达导盲装置整体更加轻薄。

可选地，光源11的数量为多个。

其中，光源11除了可以由一个光源构成，其也可以是由多个光源 11所排列的阵列，且在该阵列中每个光源11的出光方向一致。例如，发射模组1中所使用的光源可以是由多个VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，垂直腔面激光)构成的阵列，或者，也可以是由多个EEL(Edge Emitting Laser，边缘发射激光)构成的阵列。本实用新型实施例将发射模组1中所使用的光源由单个光源11改进为由多个光源11所组成的阵列，不仅可以令发射超透镜12对阵列形式的多个光源11所生成的点云起到复制放大的作用，还可以进一步增强点云的投射效果。

可选地，接收透镜21的焦距是1～5mm。

通常情况下，接收透镜21的视场角与其有效焦距存在函数关系，该函数关系可以表示为

其中，ω表示该接收透镜21的半视场角；m表示接收探测器22的半高(即像高)，且m为固定值；f′表示该接收透镜21的有效焦距。因此，基于该函数关系可知，该接收透镜21视场角的大小与其有效焦距呈反比，进而为了能够起到扩大视场角的效果，可以选取一种短焦超透镜作为接收透镜21，例如，可以在本实用新型实施例所提供的激光雷达导盲装置中采用焦距为1～5mm (毫米)的超透镜作为接收透镜21，从而实现扩大接收透镜21的视场角的目的。

可选地，参见图5所示，接收模组2还包括滤光片23，滤光片 23与接收透镜21为相互平行的两个镜片，接收透镜21与滤光片23 设置于接收探测器22的入光侧，滤光片23用于过滤周围环境反射的环境光。

在本实用新型实施例所提供的激光雷达导盲装置中，其接收模组 2在接收透镜21和接收探测器22的基础上，还可以进一步包括有滤光片23，参见图5所示，该滤光片23与接收透镜21相同都是设置于接收探测器22入光侧(如图5中接收探测器22的上侧)的镜片，且该滤光片23与接收透镜21相平行，用于将周围环境所反射的环境光进行过滤，例如，在该滤光片23设置于接收透镜21的入光侧的情况下，可以先由该滤光片23对周围环境反射的环境光进行过滤，并将过滤后的光射向接收透镜21，再由该接收透镜21将过滤后的环境光的光信号(回波信号)聚焦在接收探测器22表面；或者，在该滤光片 23设置于接收透镜21的出光侧的情况下(即在该滤光片23位于接收透镜21与接收探测器22之间的情况下)，可以先由接收透镜21将周围环境所反射的回波信号(环境光的光信号)进行聚焦，并投射至滤光片23，由该滤光片23对所射入的回波信号(环境光的光信号)进行过滤，最终将过滤后的回波信号聚焦至接收探测器22表面。本实用新型实施例所提供的激光雷达导盲装置，在接收模组2中增加了滤光片23，可以对周围环境所反射的环境光进行过滤，使得到的光信号更符合需求。

可选地，参见图6所示，发射模组1的数量为多个，接收模组2 的数量与发射模组1的数量相同，且每个接收模组2与每个发射模组 1一一对应；激光雷达导盲装置为多面体结构，在激光雷达导盲装置的每一面上分别设置有接收模组2和其所对应的发射模组1。

如图6所示，发射模组1与接收模组2的数量可以是多个，且一个发射模组1与一个接收模组2相互对应，为方便区分，图6中1和 1a表示两个发射模组，使用1和1a分别表示不同面上的发射模组；同样地，图6中2和2a表示两个接收模组，使用2和2a分别表示不同面上的接收模组。例如，由于该发射模组1a与该接收模组2a具有一一对应关系，使得发射模组1a所发射的点云在投射至周围环境后，被周围环境所反射的回波信号可以由与该发射模组1a相对应的接收模组2a所接收。本实用新型实施例所提供的激光雷达导盲装置可以设置为多面体结构，其每一面分别包括有一个发射模组1和一个与该发射模组1相对应的接收模组2，使得在该激光雷达导盲装置的每一面上均可以实现点云投射以及回波信号的接收的不同功能，进而使该激光雷达导盲装置可探测的视场更大。其中，多面体结构的该激光雷达导盲装置所具有的面越多，其探测精度和分辨率也越高，例如，多面体结构可以包括正多面体(如正六面体、正八面体、正十二面体和正二十面体等)。

可选地，参见图7所示，辅助相机3包括色差矫正超透镜31和相机探测器32；相机探测器32设置于色差矫正超透镜31的焦平面位置，色差矫正超透镜31用于对射入其中的光进行色差矫正，相机探测器32用于捕获周围环境的彩色图像。

在本实用新型实施例所提供的激光雷达导盲装置中，如图7所示，色差矫正超透镜31与相机探测器32相对设置，且该相机探测器32 的具体设置位置是该色差矫正超透镜31的焦平面位置。当使用辅助相机3对周围环境进行彩色图像的拍摄时，该色差矫正超透镜31可以将射入该色差矫正超透镜31的光进行矫正，例如矫正入射光的色差，并将矫正后的光聚焦至相机探测器32，以使该相机探测器32可以捕获经矫正色差后的彩色图像。其中，该相机探测器32可以是CCD (Charge-Coupled Device，电荷耦合元件)，或是CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)，本实用新型实施例对此不做限定。

进一步地，该色差矫正超透镜31可以采用具有厘米级别的大口径色差矫正超透镜，由于该大口径色差矫正超透镜表面可沿半径方向分成多个同心圆环区域，入射光(如太阳光等宽谱光)在每个圆环区域能够形成无色差聚焦，各个特征波长均聚焦到相同的焦点，因此，当采用大口径色差矫正超透镜作为辅助相机3中的色差矫正超透镜31 时，不仅能矫正入射光的色差，还可以对像差进行矫正，获得更清晰的像质。

本实用新型实施例还提供一种头戴式导盲设备，参见图8所示，包括：上述任一实施例提供的激光雷达导盲装置6、外壳7和固定带8；该激光雷达导盲装置6设置于外壳7内部，外壳7与固定带8连接并形成能够使用户穿戴于头部的环状结构。如上所述，该激光雷达导盲装置6具体可以包括：发射模组1、接收模组2、辅助相机3、图像处理模块4以及音频转换模块5。发射模组1、接收模组2、辅助相机3、图像处理模块4以及音频转换模块5可以是分开设置的5个独立结构也可以封装成一体结构。

在本实用新型实施例所提供的头戴式导盲设备中，外壳7用于将激光雷达导盲装置6封装在其内部，可以对该激光雷达导盲装置6进行保护；固定带8与外壳7相连后形成环状结构，使用户在佩戴该头戴式导盲设备时，可以更加贴合头部轮廓，提升佩戴的舒适度。本实用新型实施例所提供的具有激光雷达导盲装置6的头戴式导盲设备，可以使探测结果更加精确，探测视场更加广泛；并且，该头戴式导盲设备结构简单，在其激光雷达导盲装置6中省去了传统的厚重透镜组，从而减轻了设备重量，使用户使用起来更加舒适，保障了用户的出行安全。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换的技术方案，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种激光雷达导盲装置，其特征在于，包括：发射模组(1)、接收模组(2)、辅助相机(3)、图像处理模块(4)以及音频转换模块(5)；

所述发射模组(1)包括光源(11)和发射超透镜(12)，所述发射超透镜(12)设置于所述光源(11)的出光侧，用于将所述光源(11)发出的光进行准直并生成点云辐射向周围环境；

所述接收模组(2)包括接收透镜(21)和接收探测器(22)，所述接收透镜(21)与所述接收探测器(22)相对应设置，所述接收透镜(21)用于将所述周围环境反射的回波信号聚焦在所述接收探测器(22)；所述接收探测器(22)用于将所述回波信号从光信号转换为电信号；

所述辅助相机(3)用于捕获所述周围环境的图像；

所述图像处理模块(4)用于结合所述辅助相机(3)捕获的所述周围环境的彩色图像和所述接收探测器(22)转换的电信号，识别所述周围环境中的障碍物；

所述音频转换模块(5)用于将关于所述障碍物的信息由电信号转换为声信号进行传播。

2.根据权利要求1所述的激光雷达导盲装置，其特征在于，所述发射超透镜(12)包括第一超透镜(121)和第二超透镜(122)，所述第一超透镜(121)与所述第二超透镜(122)为相互平行的两个超透镜；

所述第一超透镜(121)用于将所述光源(11)发出的光进行准直；

所述第二超透镜(122)用于将准直后的光进行调制并生成点云。

3.根据权利要求2所述的激光雷达导盲装置，其特征在于，所述第一超透镜(121)与所述第二超透镜(122)共用一个基底；所述第一超透镜(121)的纳米结构设置在所述基底靠近所述光源(11)的一侧；所述第二超透镜(122)的纳米结构设置在所述基底远离所述光源(11)的一侧。

4.根据权利要求1所述的激光雷达导盲装置，其特征在于，所述发射超透镜(12)包括能够对所述光源(11)发出的光同时实现准直并生成点云的一片超透镜。

5.根据权利要求1所述的激光雷达导盲装置，其特征在于，所述光源(11)的数量为多个。

6.根据权利要求1所述的激光雷达导盲装置，其特征在于，所述接收透镜(21)的焦距是1～5mm。

7.根据权利要求1所述的激光雷达导盲装置，其特征在于，所述接收模组(2)还包括滤光片(23)，所述滤光片(23)与所述接收透镜(21)为相互平行的两个镜片，所述接收透镜(21)与所述滤光片(23)设置于所述接收探测器(22)的入光侧，所述滤光片(23)用于过滤所述周围环境反射的环境光。

8.根据权利要求1所述的激光雷达导盲装置，其特征在于，所述发射模组(1)的数量为多个，所述接收模组(2)的数量与所述发射模组(1)的数量相同，且每个所述接收模组(2)与每个所述发射模组(1)一一对应；所述激光雷达导盲装置为多面体结构，在所述激光雷达导盲装置的每一面上分别设置有接收模组(2)和其所对应的发射模组(1)。

9.根据权利要求1所述的激光雷达导盲装置，其特征在于，所述辅助相机(3)包括色差矫正超透镜(31)和相机探测器(32)；

所述相机探测器(32)设置于所述色差矫正超透镜(31)的焦平面位置，所述色差矫正超透镜(31)用于对射入其中的光进行色差矫正，所述相机探测器(32)用于捕获所述周围环境的彩色图像。

10.一种头戴式导盲设备，其特征在于，包括：如权利要求1-9任一所述的激光雷达导盲装置(6)、外壳(7)和固定带(8)；

所述激光雷达导盲装置(6)设置于所述外壳(7)内部，所述外壳(7)与所述固定带(8)连接并形成能够使用户穿戴于头部的环状结构。

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