一種激光雷達(dá)采集、測距設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本實用新型適用于激光雷達(dá)領(lǐng)域，提供了一種激光雷達(dá)采集、測距設(shè)備，用于輸出準(zhǔn)直激光的激光輸出裝置；設(shè)置于所述激光輸出裝置的激光光路上，用于將所述準(zhǔn)直激光散射成360°環(huán)形激光的激光散射裝置；以及設(shè)置于所述激光輸出裝置的周圍，可360°接收被測物反射的激光信號的圖像傳感裝置。實現(xiàn)了360°全角度信號采集，提高了角度分辨率和掃描頻率。
【專利說明】
一種激光雷達(dá)采集、測距設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于激光雷達(dá)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光雷達(dá)采集、測距設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]激光雷達(dá)是激光技術(shù)與現(xiàn)代光電探測技術(shù)結(jié)合的先進(jìn)探測方式，以其能精確的測量目標(biāo)位置的距離和方位信息，越來越多的應(yīng)用于國防工業(yè)及智能生活的方方面面。
[0003]目前，利用激光雷達(dá)探測時，通常利用機(jī)械旋轉(zhuǎn)構(gòu)件實現(xiàn)，也就是將激光器放置在一個可以勻速轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)平臺，同時控制激光器發(fā)射激光束掃描探測前方物體，并記錄對應(yīng)方位信息，通過圖像傳感單元接收被探測物體反射的激光束，并確定反射的激光束在傳感器感光片上的成像位置，并通過三角測距原理得到被測物體的距離。
[0004]就目前的這種激光探測方法在實際應(yīng)用中存在很多問題，由于使用機(jī)械旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，并且由于是通過勻速旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行探測，會造成掃描頻率低以及角度分辨率差的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型實施例提供一種激光雷達(dá)采集、測距設(shè)備，旨在解決現(xiàn)有激光雷達(dá)掃描頻率低、角度分辨率差的問題。
[0006]本實用新型實施例是這樣實現(xiàn)的，一種激光雷達(dá)采集設(shè)備，包括:
[0007]用于輸出準(zhǔn)直激光的激光輸出裝置；
[0008]設(shè)置于所述激光輸出裝置的激光光路上，用于將所述準(zhǔn)直激光散射成360°環(huán)形激光的激光散射裝置;以及
[0009]設(shè)置于所述激光輸出裝置的周圍，可360°接收被測物反射的激光信號的圖像傳感
目.ο
[0010]本實用新型實施例還提供了一種激光雷達(dá)掃描測距設(shè)備，包括:
[0011]用于輸出準(zhǔn)直激光的激光輸出裝置；
[0012]設(shè)置于所述激光輸出裝置的激光光路上，用于將所述準(zhǔn)直激光散射成360°環(huán)形激光的激光散射裝置；
[0013]設(shè)置于所述激光輸出裝置的周圍，可360°接收被測物反射的激光信號的圖像傳感裝置，以及
[0014]與所述圖像傳感裝置連接，用于接收多個圖像傳感裝置傳送的圖像數(shù)據(jù)，并對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接處理和測距計算的信息處理單元。
[0015]優(yōu)選的，多個所述圖像傳感裝置以所述激光光路所在直線為中心軸，等距分列于所述激光輸出裝置的周圍。
[0016]優(yōu)選的，所述圖像傳感裝置具有感光片向所述中心軸傾斜設(shè)置，所述感光片所在平面與所述中心軸之間的夾角小于等于45°。
[0017]優(yōu)選的，所述感光片與所述中心軸之間的夾角為11°。
[0018]優(yōu)選的，所述設(shè)備包括與所述圖像傳感裝置連接的信息處理單元，所述信息處理單元用于接收多個圖像傳感裝置傳送的圖像數(shù)據(jù)，并對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接處理和測距計算。
[0019]優(yōu)選的，所述激光輸出裝置為連續(xù)式激光器或者脈沖式激光器。
[0020]優(yōu)選的，所述激光散射裝置為錐角鏡，所述錐角鏡為頂角成90°的圓錐體度膜鏡片，所述錐角鏡的頂角設(shè)置于所述激光光路的中心軸。
[0021]優(yōu)選的，所述圖像傳感裝置為CMOS圖像傳感器，所述CMOS圖像傳感器的數(shù)量大于等于3。
[0022]本實用新型實施例提供了一種激光雷達(dá)采集、測距設(shè)備，用于輸出準(zhǔn)直激光的激光輸出裝置;設(shè)置于所述激光輸出裝置的激光光路上，用于將所述準(zhǔn)直激光散射成360°環(huán)形激光的激光散射裝置；以及設(shè)置于所述激光輸出裝置的周圍，可360°接收被測物反射的激光信號的圖像傳感裝置，實現(xiàn)了 360°全角度信號采集，提高了角度分辨率和掃描頻率。
【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型實施例提供的激光雷達(dá)采集設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本實用新型實施例提供的激光雷達(dá)采集設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖3是本實用新型實施例提供的激光雷達(dá)采集設(shè)備中的圖像傳感裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0026]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0027]本實用新型實施例提供了一種激光雷達(dá)采集、測距設(shè)備，用于輸出準(zhǔn)直激光的激光輸出裝置;設(shè)置于所述激光輸出裝置的激光光路上，用于將所述準(zhǔn)直激光散射成360°環(huán)形激光的激光散射裝置；以及設(shè)置于所述激光輸出裝置的周圍，可360°接收被測物反射的激光信號的圖像傳感裝置，實現(xiàn)了 360°全角度信號采集，提高了角度分辨率和掃描頻率。
[0028]如圖1圖2所示，在本實用新型實施例中，一種激光雷達(dá)采集設(shè)備，包括:用于輸出準(zhǔn)直激光的激光輸出裝置10;設(shè)置于所述激光輸出裝置10的激光光路上，用于將所述準(zhǔn)直激光散射成360°環(huán)形激光的激光散射裝置20;以及設(shè)置于所述激光輸出裝置10的周圍，可360°接收被測物反射的激光信號的圖像傳感裝置30，實現(xiàn)了 360°全角度信號采集，提高了角度分辨率和掃描頻率。
[0029]在本實用新型實施例中，多個所述圖像傳感裝置30以所述激光光路所在直線為中心軸F，等距分列于所述激光輸出裝置10的周圍，將多個圖像傳感裝置30呈圓周等距分布，每個這種排列方式可以最大程度的將每個圖像傳感裝置的可視角度重疊在一起，以實現(xiàn)360°全角度的接收被測物反射的激光信號，不僅使圖像傳感裝置30占較小的使用空間，也可以使每個圖像傳感裝置30均勻的接收不同方向的被測物體反射的激光信號，有效避免了由于各個圖像傳感裝置30在圓周排列時，間距不一致，而導(dǎo)致的可視角度產(chǎn)生缺失，使得有些角度的激光信號沒有接收到，從而無法將接收到的激光信號進(jìn)行360°的拼接測距的問題。
[0030]在本實用新型實施例中，所述圖像傳感裝置30具有感光片向所述中心軸傾斜設(shè)置，所述感光片所在平面與所述中心軸之間的夾角小于等于45°所述感光片所在平面與所述中心軸之間的夾角可以根據(jù)鏡頭與測量距離的變化而變化。將所述圖像傳感裝置10的感光片與所述中軸線F呈一定角度傾斜放置，可以增大測距過程中可利用的圖像像素，保證了探測物反射的激光信號接收的完整度。
[0031]作為本實用新型的一個實施例，所述圖像傳感裝置30還包括窄帶濾光片，所述窄帶濾光片在所述感光片的前方，在接收探測物反射回來的激光信號時，可以有效的濾除其余波段的光線，之后在所述感光片上成像，有效的濾除了其他波段光線的干擾，保證了探測物反射的激光信號接收的完整度以及真實度。
[0032]作為本實用新型的一個優(yōu)選實施例，所述感光片與所述中心軸之間的夾角為11°，當(dāng)鏡頭和激光器間隔60mm，測距范圍為150mm到6mm，此時鏡頭的視角變化22°，感光片與所述中心軸F之間的夾角為11°可以最大限度的接收探測物反射回來的激光信號，保證了探測物反射的激光信號接收的完整度。
[0033]在本實用新型實施例中，如圖1圖2所示，所述設(shè)備包括與所述圖像傳感裝置30連接的信息處理單元40，所述信息處理單元40用于接收多個圖像傳感裝置30傳送的圖像數(shù)據(jù)，并對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接處理和測距計算，使得每個圖像傳感裝置30接收到的激光信號在所述傳感器感光片上的成像位置以及方位信息可以通過信息處理單元40，拼接在一起，并計算出被測物體的距離，使得每個圖像傳感裝置30生成的圖像數(shù)據(jù)完美契合，得到完整的360°的環(huán)境測距信息。
[0034]在本實用新型實施例中，所述激光輸出裝置10為連續(xù)式激光器或者脈沖式激光器，無論是使用連續(xù)式的激光器還是使用脈沖式的激光器，都可以實現(xiàn)將激光器發(fā)出的準(zhǔn)直激光通過激光散射裝置20，散射成360°的環(huán)形激光，并探測周圍物體，所述激光器的種類不限定，可以為650nm、780nm、850nm、940nm 等。
[0035]在本實用新型實施例中，所述激光散射裝置20為錐角鏡，所述錐角鏡為頂角成90°的圓錐體度膜鏡片，所述錐角鏡的頂角設(shè)置于所述激光光路的中心軸F。通過將激光散射裝置20設(shè)置在所述激光輸出裝置10的中軸線F上，可以使得激光散射裝置20最大程度的接收到激光輸出裝置10輸出的激光，并且，采用頂角為90°錐角鏡，可以有效的將接收到的準(zhǔn)直激光散射，散射成360°環(huán)繞激光，以保障可以全角度的輸出探測激光，探測周圍物體，實現(xiàn)了更高的角度分辨率和掃描頻率。
[0036]在本實用新型實施例中，所述圖像傳感裝置為CMOS圖像傳感器，所述CMOS圖像傳感器的數(shù)量大于等于3。
[0037]參見圖1圖2，作為本實用新型的一個實施例，所述圖像傳感裝置30為4個，環(huán)繞激光輸出裝置10的中軸線F的周圍等距排列，每個圖像傳感裝置30的感光片都向中軸線F傾斜一定角度，并且背對中軸線F放置，每個圖像傳感裝置30的可視角度都大于等于90°，將圖像傳感裝置30等距分布，既，每兩個圖像傳感裝置30之間都有重疊的區(qū)域，可以保證，360°全角度接收激光信號，保證了信號的完整度。
[0038]在本實用新型實施例中，如圖3所示，每個圖像傳感裝置30都包括一個信息接收端301以及一個信息傳輸端302，二者相連，以將通過信息接收端301接收到的被測物反射的激光信號在圖像傳感器的感光片上的成像位置以及方位信息通過信息傳輸端302傳輸給信息處理單元40，當(dāng)圖像傳感單元為4個時，具有4個傳輸端，這4個傳輸端通過有線的方式將激光信號傳輸至至少具有4個對應(yīng)接口的信息處理單元上，或者通過無線方式將激光信號發(fā)送至信息處理單元40上。
[0039]進(jìn)一步的，還可以直接通過有線或無線的方式，將激光信號傳輸?shù)浇K端設(shè)備上，進(jìn)行被測物距離的計算以及拼接。
[0040]在本實用新型實施例中，所述圖像傳感裝置30、激光輸出裝置10以及激光散射裝置20通過電連接。
[0041]本實用新型實施例還提供了一種激光雷達(dá)掃描測距設(shè)備，如圖1圖2所示用于輸出準(zhǔn)直激光的激光輸出裝置10;設(shè)置于所述激光輸出裝置10的激光光路上，用于將所述準(zhǔn)直激光散射成360°環(huán)形激光的激光散射裝置20;設(shè)置于所述激光輸出裝置10的周圍，可360°接收被測物反射的激光信號的圖像傳感裝置30，以及與所述圖像傳感裝置30連接，用于接收多個圖像傳感裝置30傳送的圖像數(shù)據(jù)，并對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接處理和測距計算的信息處理單元40。實現(xiàn)了 360°全角度測距，實現(xiàn)了裝配簡單，提高了使用壽命以及一致性，提高了角度分辨率和掃描頻率。
[0042]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種激光雷達(dá)采集設(shè)備，其特征在于，包括: 用于輸出準(zhǔn)直激光的激光輸出裝置； 設(shè)置于所述激光輸出裝置的激光光路上，用于將所述準(zhǔn)直激光散射成360°環(huán)形激光的激光散射裝置;以及 設(shè)置于所述激光輸出裝置的周圍，可360°接收被測物反射的激光信號的圖像傳感裝置。2.如權(quán)利要求1所述的激光雷達(dá)采集設(shè)備，其特征在于，多個所述圖像傳感裝置以所述激光光路所在直線為中心軸，等距分列于所述激光輸出裝置的周圍。3.如權(quán)利要求2所述的激光雷達(dá)采集設(shè)備，其特征在于，所述圖像傳感裝置具有感光片向所述中心軸傾斜設(shè)置，所述感光片所在平面與所述中心軸之間的夾角小于等于45°。4.如權(quán)利要求3所述的激光雷達(dá)采集設(shè)備，其特征在于，所述感光片與所述中心軸之間的夾角為11°。5.如權(quán)利要求1所述的激光雷達(dá)采集設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括與所述圖像傳感裝置連接的信息處理單元，所述信息處理單元用于接收多個圖像傳感裝置傳送的圖像數(shù)據(jù)，并對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接處理和測距計算。6.如權(quán)利要求1所述的激光雷達(dá)采集設(shè)備，其特征在于，所述激光輸出裝置為連續(xù)式激光器或者脈沖式激光器。7.如權(quán)利要求1所述的激光雷達(dá)采集設(shè)備，其特征在于，所述激光散射裝置為錐角鏡，所述錐角鏡為頂角成90°的圓錐體度膜鏡片，所述錐角鏡的頂角設(shè)置于所述激光光路的中心軸。8.如權(quán)利要求1所述的激光雷達(dá)采集設(shè)備，其特征在于，所述圖像傳感裝置為CMOS圖像傳感器，所述CMOS圖像傳感器的數(shù)量大于等于3。9.一種激光雷達(dá)掃描測距設(shè)備，其特征在于，包括: 用于輸出準(zhǔn)直激光的激光輸出裝置； 設(shè)置于所述激光輸出裝置的激光光路上，用于將所述準(zhǔn)直激光散射成360°環(huán)形激光的激光散射裝置； 設(shè)置于所述激光輸出裝置的周圍，可360°接收被測物反射的激光信號的圖像傳感裝置，以及 與所述圖像傳感裝置連接，用于接收多個圖像傳感裝置傳送的圖像數(shù)據(jù)，并對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接處理和測距計算的信息處理單元。
【文檔編號】G01S17/08GK205484800SQ201620109470
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月3日
【發(fā)明人】胡小波, 段佩華, 王勇
【申請人】深圳市鐳神智能系統(tǒng)有限公司