[實用新型]一種基于三角法的激光測距傳感器

有效

• 申請號: 201721124569.4
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN207300214U
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 彭雁齊
• 申請（專利權）人: 彭雁齊
• 主分類號: G01C3/10
• 分類號: G01C3/10
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 夏艷

技術領域

本實用新型涉及一種傳感器，特別涉及一種基于三角法的激光測距傳感器。

背景技術

測量目標的距離在各領域都有廣泛需求和應用，在數米范圍內的距離測量，通常采用光學三角法的原理，原因在于短距離上三角法可以獲得較高的距離測量精度，相對于測量單個點的距離，快速測量多個點的距離，能夠提供更為強大的功能，近年來，基于結構光應用的3D成像已得到廣泛應用，其實質還是利用三角法原理，除此之外，僅考慮測量線狀區域內各目標點距離的傳感器也出現了大量的產品，這些產品有采用時間飛行法測距結合機械掃描的方案，其問題在于在近距離上測距精度完全無法與三角法測距相比，也有采用線陣傳感器利用三角法測距結合機械掃描的方案，其角度分辨率和幀率都不太高，應用會受到一定限制，利用面陣圖像傳感器，采用三角法測量的方法，可以獲得角度分辨率更高且更為快速的測量，而且不需要機械掃描，采用面陣圖像傳感器結合線狀光束照射實現多目標同時測距的方案有多種，原理上，單攝像頭配合線狀光束，或雙攝像頭配合線狀光束，都可以實現，但都有一定的前提，就是結構上裝調的精準度高及穩定可靠，這導致研發和生產上產生一定的困難。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種基于三角法的激光測距傳感器，由線狀激光束照射，基于光路轉折元件和單個攝像頭實現對照射區內的各目標點的距離進行測量，具有測量快速、調試簡單、穩定可靠的特點。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了如下的技術方案：

本實用新型一種基于三角法的激光測距傳感器，包括光路轉折元件、激光二極管、激光準直透鏡、激光線擴展元件、攝像頭和信號處理模塊，其特征在于，所述激光二極管發出的激光經過激光準直透鏡準直后再經過激光線擴展元件，形成水平展開的線狀光束照射目標，所述光路轉折元件包含有三個反射面和一個分光面，從被照射目標散射的光經過光路轉折元件分兩路進入攝像頭，在所述攝像頭的光傳感面上產生目標的兩個像。

作為本實用新型的一種優選技術方案，所述光路轉折元件共具有三個反射面和一個分光面，光路的第一路經過兩個45度反射面和分光面，第二路經過一個負45度反射面和分光面，分光面與負45度反光面之間有一個夾角，用于將第二路光所成像在Y向有一個偏移，分光面的分光比接近或等于1：1。

作為本實用新型的一種優選技術方案，所述激光二極管、激光準直透鏡和激光線擴展元件產生激光水平線狀光束，并水平出射，出射的高度位置為所述光路轉折元件的兩個光入射反射面中心高度的中間值。

作為本實用新型的一種優選技術方案，所述信號處理模塊和處理攝像頭電性連接。

作為本實用新型的一種優選技術方案，所述光路轉折元件的兩路光路路徑長度相等，使兩路像在水平方向的比例為1：1。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果如下：

本實用新型是一種基于三角法的激光測距傳感器，通過光路轉折元件，實現了雙攝像頭測距的等效光路，這種光路結構中，被照射的目標點即使包含了不均勻的反射率，或者照射方向略有上下偏移，所額外造成的距離解算誤差都幾乎可忽略，而且由于采用單攝像頭，大大降低了裝調的難度，并保證了使用過程中的穩定性可靠性，且單幅圖像就可以解算距離，信號處理的難度也大大降低，同時在水平方向角度分辨率高，數據更新率高。

附圖說明

附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的限制。在附圖中：

圖1是本實用新型的激光測距傳感器的原理示意圖；

圖2是本實用新型的雙攝像頭的光路示意圖；

圖中：1、光路轉折元件；2、激光二極管；3、激光準直鏡；4、激光線擴展組件；5、攝像頭；6、信號處理模塊。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

實施例1

如圖1-2所示，本實用新型提供一種基于三角法的激光測距傳感器，包括光路轉折元件1、激光二極管2、激光準直透鏡3、激光線擴展元件4、攝像頭5和信號處理模塊6，其特征在于，激光二極管2發出的激光經過激光準直透鏡3準直后再經過激光線擴展元件4，形成水平展開的線狀光束照射目標，光路轉折元件1包含有三個反射面和一個分光面，從被照射目標散射的光經過光路轉折元件1分兩路進入攝像頭5，在攝像頭5的光傳感面上產生目標的兩個像。