[發(fā)明專利]一種三維激光雷達

在審

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• 申請日: 2018-09-17
• 公開（公告）號: CN110907940A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權）人: 天津天瑞博科技有限公司
• 主分類號: G01S17/02
• 分類號: G01S17/02;G01S17/89;G01S7/481
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種三維激光雷達，適用于激光雷達技術領域。包括：信息采集單元、平面旋轉部件，信息采集角度調整裝置和控制系統(tǒng)。所述信息采集單元包括激光發(fā)射單元、激光接收單元和高速攝像頭。所述信息采集單元配合信息采集角度調整裝置總成使得信息采集方向可以在縱面上調整。所述平面旋轉部件在平面上的旋轉又使得信息采集單元可以在一個平面360度的方向上進行信息采集。該發(fā)明的三維激光雷達較以往的多線三維激光雷達而言，信息采集的區(qū)域可以更廣，而且可以針對某特定區(qū)域進行重點信息采集。同時信息采集單元中設置的高速攝像頭使得采集到的信息與普通的三維激光雷達相比較而言還多了圖像信息，有利于人工智能對環(huán)境進行全面判斷。

技術領域

本發(fā)明涉及激光掃描技術領域，具體涉及一種旋轉式激光掃描裝置。

背景技術

激光雷達是通過發(fā)射激光束實現探測目標的位置、速度等特征量的雷達系統(tǒng)。隨著激光技術的發(fā)展，激光掃描技術越來越廣泛地應用于測量、交通、駕駛輔助和無人機、移動機器人等領域。

目前的三維激光雷達，多為多線激光雷達，比如16線或是32線三維激光雷達，這種雷達可以探測空間中多個平面上的距離信息。這種設計的三維激光雷達盡管可以采集多個平面的信息，但是空間中更多平面的信息被忽略掉了，同時這種設計的三維激光雷達也不能根據具體需求對特定區(qū)域進行重點信息采集。另外目前的三維激光雷達只能采集距離信息而沒有融合圖像信息，不利于將來基于人工智能的運輸及交通工具對環(huán)境進行全面判斷，從而會影響人工智能設備在空間中的行進。

發(fā)明內容

有鑒于此，有必要設計一種可以探測空間中各個方位上的距離信息并且可以為距離信息賦予對應圖像信息的激光雷達。

為滿足此技術需求，本發(fā)明實施公開了以下技術方案：

一種三維激光雷達，包括信息采集單元、平面旋轉部件，信息采集角度調整裝置總成和控制系統(tǒng)。所述信息采集單元包括激光發(fā)射單元、激光接收單元和高速攝像頭。所述信息采集單元配合信息采集角度調整裝置總成使得信息采集方向可以在縱面上調整。所述平面旋轉部件在平面上的旋轉又使得信息采集單元可以在一個平面360度的方向上進行信息采集。

所述信息采集單元包括激光發(fā)射單元、激光接收單元和高速攝像頭等三個功能單元，三個功能單元可以單獨安裝，也可以集成到一個模塊之中。

所述激光發(fā)射單元包括激光器和對應的發(fā)射準直透鏡，激光發(fā)射出后經過激光準直透鏡調整成一束平行光用于探測。

所述激光發(fā)射單元可以發(fā)射脈沖激光并用TOF飛行時間法進行測距，也可以發(fā)射經過幅度調制后的激光束并用相位測距原理進行測距。

所述激光接收單元包括激光接收傳感器和對應的激光聚焦透鏡，返回的激光經過激光聚焦透鏡聚焦于激光接收傳感器上。

所述高速攝像頭方向與激光發(fā)射方向一致，在激光雷達旋轉采集信息的過程中，按設定每間隔一定平面角度拍攝一張圖片，并通過圖像處理卡和主控制板的運算將對應的圖像信息賦予采集到的距離信息。

所述平面旋轉部件包括旋轉驅動件、旋轉架、部件安裝架、碼盤、碼盤計數傳感器。

所述旋轉驅動件可以是單獨的電機，并利用傳動裝置帶動旋轉架旋轉，所述旋轉驅動件也可以是特殊設計的電機，旋轉架本身就是電機轉子的一部分，所述旋轉驅動件還可以是電磁驅動裝置。

所述碼盤套裝于旋轉架的外部，所述碼盤計數傳感器與碼盤位置對應，以監(jiān)測旋轉架的旋轉角度方位。

所述信息采集角度調整裝置總成包括：角度調整驅動裝置、角度傳感器和縱面旋轉軸。角度調整驅動裝置可以是旋轉電機、擺動電機或其他任意驅動形式。角度驅動裝置帶動綜面旋轉軸旋轉從而調整信息采集的角度。角度傳感器將縱面旋轉軸的旋轉角度反饋給控制系統(tǒng)。

所述信息采集角度調整裝置總成安裝于平面旋轉部件的部件安裝架上。