[實用新型]一種可探測障礙物方位的傳感器避障系統

有效

• 申請號: 201820060259.9
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN207704036U
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 許永童
• 申請（專利權）人: 上海蘭寶傳感科技股份有限公司
• 主分類號: G01S17/93
• 分類號: G01S17/93
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 李慶

本實用新型公開了一種可探測障礙物方位的傳感器避障系統，包括處理器、信號分路器、多路發射器、發射信號處理模塊、接收信號處理模塊和接收器；所述處理器含TOF芯片,在多路發射器的發射方向設置有發射信號處理模塊，在光信號的接收方向上設置有接收信號處理模塊，接收信號處理模塊的聚光方向設置接收器與處理器連接。多路發射器按照時序依次發送具有相位調制的紅外光信號，由發射信號處理模塊將多路紅外信號進行空間調制，使其按照固定方位角進行指定方位紅外信號發射。處理器處理運算每個方位測試距離信息，對所有方位距離信息進行分析，得到障礙物距離、方位及尺寸信息，便于運動設備進行動作，實現障礙物識別并繞行功能。

技術領域

本實用新型涉及傳感器領域，具體涉及一種可探測障礙物方位的傳感器避障系統。

背景技術

近年來隨著移動機器人、無人駕駛汽車以及無人機的發展，對避障傳感器需求越來越多。傳統的可用來避障的傳感器有毫米波雷達、激光雷達、雙目視覺傳感器、超聲波傳感器、紅外測距傳感器、激光測距儀、光電漫反射傳感器、視覺傳感器。

而可移動的機器設備對避障的要求也可分為兩個等級：一是只需要能探明障礙物，給出停車信號即可；二是除了能探明障礙物以外，需要給出障礙物距離、方向、大小信息給移動設備，移動設備根據這些信息做出判斷，實現自主避開障礙物，繼續前進目的。

通常能夠實現避開障礙物自主運行的傳感器有：激光雷達、雙目視覺傳感器。其余傳感器單靠一個很難實現移動設備的自主避障功能，采用多只傳感器又需要額外付出更多的成本。而目前激光雷達以及雙目視覺傳感器成本都較高。

實用新型內容

為解決上述技術問題，本實用新型的目的在于提供一種可探測障礙物方位的傳感器避障系統。

本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種可探測障礙物方位的傳感器避障系統，包括處理器、信號分路器、多路發射器、發射信號處理模塊、接收信號處理模塊和接收器；

所述處理器含TOF芯片,所述處理器、所述信號分路器和所述多路發射器依次連接，在所述多路發射器的發射方向設置有所述發射信號處理模塊，所述多路發射器的發射光經所述發射信號處理模塊發射后被目標物反射，在所述反射方向上設置有接收信號處理模塊，所述接收信號處理模塊的聚光方向設置所述接收器，所述接收器與所述處理器連接。

進一步的，所述多路發射器是兩個以上各自封裝或封裝在一起電氣性能獨立的發射器，所述發射器包括紅外發射管、發射二極管和激光二極管中的任意一種。

進一步的，所述發射信號處理模塊包括單個正透鏡、廣角透鏡組和微透鏡陣列中的任意一種。

進一步的，所述多路發射器由多個發射器依次并排構成，所述正透鏡的幾何中心與所述多路發射器排列方向兩側對應的發散角為±12°，所述正透鏡的幾何中心與所述多路發射器排列方向垂直的兩側對應的發散角為±4°。

進一步的，所述接收信號處理模塊具有大角度接收視場角，包括正透鏡、透鏡組、TIR透鏡、反光杯和蝶形透鏡中的任意一種。

進一步的，所述接收器包括具有感光特性的光敏二極管或光電倍增管。

多路發射系統通過所述多路發射器與所述發射信號處理模塊組成，具有以下幾個參數：1.系統發射區域大小；2.單個發射區域大小；3.相鄰兩發射區域之間的夾角。系統發射區域越大，傳感器視場角越大，所能避障的區域也越大；單個發射區域大小主要由發射器發射晶圓尺寸大小及發射信號處理模塊光學參數確定。總體講，發射器晶圓尺寸越大，單個發射區域越大，發射信號處理模塊光學參數中等效焦距越小，發射區域越大。可以通過調整多發射器之間間距來調整相鄰兩發射區域之間的夾角。

多個探測區域要和多路發射管的位置呈一一對應關系，理想的情況是各個探測區域互不重疊又能相接，保證在大視場角方向上能夠準確分辨障礙物的方向，同時不存在盲區。