[發(fā)明專利]旋轉(zhuǎn)式激光掃描裝置

在審

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• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108227183A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉慶京;蔣柏嫻;蔣偉
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市砝石激光雷達有限公司
• 主分類號: G02B26/12
• 分類號: G02B26/12;G02B26/10
• 代理公司: 深圳市華騰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44370
• 代理人: 彭年才

本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)式激光掃描裝置，該裝置包括旋轉(zhuǎn)棱鏡、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件、激光器，所述激光器具有激光收發(fā)端，旋轉(zhuǎn)棱鏡具有多個側(cè)棱面，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件與旋轉(zhuǎn)棱鏡連接以驅(qū)動旋轉(zhuǎn)棱鏡進行旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)棱鏡旋轉(zhuǎn)時各個側(cè)棱面依次旋轉(zhuǎn)到面對所述激光收發(fā)端位置，并在該位置時將激光器發(fā)出的激光和返回的激光進行反射，使激光出射方向偏轉(zhuǎn)預(yù)定角度，并旋轉(zhuǎn)掃描。該旋轉(zhuǎn)棱鏡旋轉(zhuǎn)時，各側(cè)棱面依次反射激光，因而，通過一個激光器配合旋轉(zhuǎn)棱鏡即可實現(xiàn)激光雷達掃描的效果，結(jié)構(gòu)簡便，掃描方式快速高效。而且，通過旋轉(zhuǎn)棱鏡，將激光器的出射角度進行了偏轉(zhuǎn)，可廣泛應(yīng)用于駕駛輔助系統(tǒng)、無人駕駛系統(tǒng)及移動機器人、無人駕駛飛機避障與導(dǎo)航等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光掃描技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種旋轉(zhuǎn)式激光掃描裝置。

背景技術(shù)

隨著激光技術(shù)的發(fā)展，激光掃描技術(shù)越來越廣泛地應(yīng)用于測量、交通、駕駛輔助和無人機、移動機器人等領(lǐng)域?，F(xiàn)有的激光掃描雷達一般制造成本高，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，有些則是體積和質(zhì)量都較大，不利于在激光雷達在駕駛輔助系統(tǒng)、無人駕駛系統(tǒng)及移動機器人、無人駕駛飛機避障與導(dǎo)航領(lǐng)域的應(yīng)用。

激光掃描主要是通過快速持續(xù)地發(fā)射多個脈沖，這些發(fā)射的方向以某種方式連續(xù)變化，將每個距離測量值看成一個像素，快速持續(xù)發(fā)射和記錄的像素的收集就稱為“點云”。目前，有些激光掃描裝置利用單激光發(fā)射器、探測器結(jié)合一些移動的鏡子的結(jié)合體以實現(xiàn)跨過至少一個面的掃描。這種裝置利用移動鏡子配合，往往需要較多的機構(gòu)配合，而且掃描效果并不理想。而且，這些掃描是直線掃描，難以將激光出射的角度進行偏轉(zhuǎn)掃描。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，有必要提供一種結(jié)構(gòu)緊、快速高效、掃描范圍角度可選擇或調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)式激光掃描裝置，該裝置掃描角度相對激光出射偏轉(zhuǎn)一定角度。

一種旋轉(zhuǎn)式激光掃描裝置，包括旋轉(zhuǎn)棱鏡、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件、激光器，所述激光器具有激光收發(fā)端，所述旋轉(zhuǎn)棱鏡具有多個側(cè)棱面，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件與旋轉(zhuǎn)棱鏡連接以驅(qū)動旋轉(zhuǎn)棱鏡進行旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)棱鏡旋轉(zhuǎn)時各個側(cè)棱面依次旋轉(zhuǎn)到面對所述激光收發(fā)端位置，并在該位置時將所述激光器發(fā)出的激光和返回的激光進行反射，使激光出射方向偏轉(zhuǎn)預(yù)定角度，并旋轉(zhuǎn)掃描。

進一步地，，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件為電機，所述旋轉(zhuǎn)棱鏡通過一個轉(zhuǎn)接軸連接于電機，所述旋轉(zhuǎn)棱鏡具有頂面和底面，所述轉(zhuǎn)接軸連接于旋轉(zhuǎn)棱鏡的底面。

進一步地，所述旋轉(zhuǎn)式激光掃描裝置還固設(shè)有光電傳感器，所述轉(zhuǎn)接軸上還套接有一個無源編碼器，所述光電傳感器與無源編碼器位置對應(yīng)，用于感測旋轉(zhuǎn)過程中無源編碼器反饋的光信號，以監(jiān)測到旋轉(zhuǎn)棱鏡的旋轉(zhuǎn)角度方位。

進一步地，還包括線路板，所述線路板還具有控制芯片、電機驅(qū)動模塊，所述控制芯片與所述電機驅(qū)動模塊連接，用于控制電機驅(qū)動模塊，所述電機驅(qū)動模塊在控制芯片的控制下，驅(qū)動電機。

進一步地，所述控制芯片與所述光電傳感器連接，用于處理所述光電傳感器的數(shù)據(jù)。

進一步地，所述線路板還具有接口電路及其接口，所述接口電路與控制芯片連接，用于進行數(shù)據(jù)傳輸。

進一步地，所述激光器為多線激光器，多線激光器包括多個激光收發(fā)元件，多個激光收發(fā)元件的光軸方向相互之間成預(yù)定夾角。

進一步地，多個激光收發(fā)元件各光軸兩兩之間夾角相等，多個激光收發(fā)元件安裝于固定同一個位置或同一圓周或者沿著棱鏡厚度方向依次排列，多個激光收發(fā)元件的各光軸沿著旋轉(zhuǎn)棱鏡厚度方向由上到下或由下到上依次呈均勻發(fā)散狀排列。

進一步地，還包括位于旋轉(zhuǎn)棱鏡反射光出射方向的透鏡組，所述透鏡組用于將出射激光調(diào)節(jié)為預(yù)定角度范圍的光線或平行的光線。

進一步地，所述旋轉(zhuǎn)棱鏡為三棱鏡，所述三棱鏡為空心結(jié)構(gòu)或蜂窩狀結(jié)構(gòu)。