[發明專利]一種新型多線360°掃描式激光雷達及其實現方法

有效

• 申請號: 201710156560.X
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN106842170B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 孫劍;徐飛;楊凱
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

一種新型多線360°掃描式激光雷達及其實現方法，該激光雷達包括由環形轉子和環形定子組成的環形電機，固連在環形電機轉子上的多線激光測距子系統，多線測距子系統能夠發射多束激光實現對目標的多線激光測距功能，送電線圈和接收線圈構成了無線能量傳輸通路為多線測距子系統提供電能，一組無線數據接收和發送模塊實現多線激光測距子系統和中央管理模塊之間無線通訊功能，光電碼盤和光電開關測量環形電機轉動的角度信息，中央管理模塊將多線測距信息和轉角測量信息對應起來，就獲得了一組多線激光雷達的探測數據，隨著環形電機的不斷的旋轉，即可獲得360°范圍內的探測數據；本發明不需要使用滑環即可實現能量及信號的非接觸式傳輸，具有可靠性高、壽命長、成本低廉、結構簡單，易于實現的優點。

技術領域

本發明涉及多線掃描式激光雷達領域，具體涉及一種新型360°掃描式激光雷達及其實現方法。

背景技術

多線360°掃描激光雷達在無人駕駛汽車上具有十分重要的作用，目前該類型的激光雷達主要采用美國Velodyne公司研制的多線激光發射/接收一體化的掃描方案，該方案使用高性能滑環實現能量及信號的傳輸，但高性能滑環質量和體積比較大，而且非常價格昂貴，導致多線360°激光雷達的售價非常高。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種基于環形電機的多線360°掃描式激光雷達及其實現方法，該方案不需要使用滑環即可實現能量及信號的非接觸式傳輸，而且，成本低廉，結構簡單，易于實現。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種新型多線360°掃描式激光雷達，包括環形電機4，環形電機4包括電機轉子14和電機定子13，電機轉子14分為相互嵌套的內部中空筒狀結構和外部中空筒狀結構以及連接內部中空筒狀結構和外部中空筒狀結構的中空環狀結構三部分，內部中空筒狀結構從軸承15的中心穿過，且與軸承15的內環固連，外部中空筒狀結構的內壁上鑲嵌有磁片16；電機定子13為空心圓柱狀，其內壁與軸承15外環固連，外壁上均勻的纏繞著多個線圈17；多線測距子系統2固連于電機轉子14的中空環狀結構上，第一無線數據發射與接收模塊3固定在電機轉子14的中空環狀結構的中心，并與多線測距子系統2通過導線連接；中空結構支架18固定于電機定子13底端，送電線圈5固連于中空結構支架18內，且位于接收線圈6上方，接收線圈6固連于線圈盤7，且通過導線與多線測距子系統2連接，線圈盤7為空心圓環狀，固連于電機轉子14的內部中空筒狀結構底部外側，線圈盤7隨電機轉子14的轉動而轉動，光電碼盤9為空心圓環狀且固連在線圈盤7底部，并且光電碼盤9隨線圈盤7轉動而轉動，光電開關8固連在中央管理模塊11上，且能夠探測到光電碼盤9的轉動信號，光電開關8與中央管理模塊11連接；第二無線數據發射與接收模塊10固連在中央管理模塊11上，且位于電機轉子14的中空筒狀的對稱軸上，第二無線數據發射與接收模塊10通過導線與中央管理模塊11連接，電機定子13上的線圈17和送電線圈5也與中央管理模塊11連接；

所述所述電機定子13、電機轉子14、軸承15、送電線圈5、接收線圈6、線圈盤7和光電碼盤9均為中空的對稱結構，且對稱軸均重合，第一無線數據發射和接收模塊3和第二無線數據發射和接收模塊10利用中空結構進行無線數據通訊。

所述送電線圈5通過中空結構支架18與電機定子13固連，接收線圈6通過線圈盤7與電機轉子14固連，并利用電機定子13和電機轉子14的中空結構實現無線能量傳輸。

所述第一無線數據發射與接收模塊3固定于電機轉子14的中空環狀結構的中心；第二無線數據發射與接收模塊10固連在中央管理模塊11上，且與第一無線數據發射與接收模塊3均位于環形電機4的對稱軸上。

所述多線360°掃描式激光雷達的所有部件均包覆在外殼1內。

所述第一無線數據發射與接收模塊3，第二無線數據發射與接收模塊10作為優選方案，使用基于光的無線數據發射和接收模塊。