[實用新型]一種新型二維固態LED激光雷達

有效

• 申請號: 201821648327.X
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN209102900U
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 周逸銘;周常站
• 申請（專利權）人: 東莞市光勁光電有限公司;周逸銘
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S17/93
• 代理公司: 深圳灼華創睿專利代理事務所(普通合伙) 44524
• 代理人: 佟巍巍

本實用新型公開了一種新型二維固態LED激光雷達，包括：光發射器，用于發出水平點光源；光接收器，用于接收點光源經碰到障礙物反射回來的光線；聚光裝置，用于聚集光接收器接收的光線；光反射器，用于將聚光裝置聚集的光線反射發出；投影平面，用于接收光反射器反射后的反射光線，并在該投影平面投影形成一坐標位置；坐標獲取裝置，用于獲取反射光線的坐標信息；圖形處理器，用于根據坐標位置及光發射器，光接收器，光發射器，投影平面相對位置和尺寸參數，計算得出光發射器與障礙物的距離。本實用新型取消了雷達原來的旋轉馬達，節省了成本，提高了壽命和可靠性。

技術領域

本專利涉及利用雷達進行的室內建圖，定位，避障技術,屬于檢測領域，具體為一種新型二維固態LED激光雷達。

背景技術

激光雷達是以發射激光光束來探測目標的位置、速度等特征量的雷達系統，其工作原理是先向目標發射探測激光光束，然后將接收到的從目標反射回來的信號與發射信號進行比較，作適當處理后，就可獲得目標的有關信息，例如目標距離、方位、高度、速度、姿態、甚至形狀等參數。

目前的激光雷達廣泛的應用在智能機器人上，主要用于在運動過程中建圖，定位，避障，其中一種是利用三角法測距原理，即把一對激光發射器與接收器安裝在一個水平平面上，激光發射器發出一條光線，光線碰到障礙物會把光線反射回接收器，接收器后面安裝有一條CCD線性傳感器，通過它測量出接收光角度，然后通過三角測量法測出障礙物離激光發射器的距離(如圖1)；但是這樣一激光對管只能出一維方向的距離，如果要測量整個水平面 (二維平面)平面內所有障礙物的距離，就需要把這一激光對管安裝在一個水平面旋轉馬達上，利用馬達帶動激光發射接收器360度旋轉掃描，分別在每一個角度進行測距，然后利用計算機進行數據處理，得出整個水平二維平障礙物距離地圖。由于在整個掃描過程中，必須使用一個平旋轉馬達機構，這樣導致一方面成本偏高，信號處理速度也要變慢，時間長了馬達壽命也受影響，旋轉時噪聲也比較大，馬達震動時對精度也有影響。

如果去掉旋轉馬達，做成固體雷達，則需要360度沿著環形水平方向至少安裝數十個激光發射器和激光接收器對管，同時還需要安裝數十個激光CCD 線性傳感器，這樣做出來的固態雷達體積很大，而且激光CCD線性傳感器價格很高，這樣做成本很高。

實用新型內容

為了解決上述技術問題，本實用新型的目的在于提供了一種新型二維固態LED激光雷達及其測距方法，能降低激光雷達成本，提高響應時間，增加了可靠性，本實用新型公開了如下技術方案：

一種新型二維固態LED激光雷達，包括：

光發射器，用于發出水平點光源，所述光發射器設置在一環形的PCB板上， PCB板上均勻放置有n個點光源，所述點光源沿圓周環狀分布，且點光源軸心線均指向圓心，點光源的發射方向水平向外；

光接收器，設置在光發射器正上方，用于接收點光源經碰到障礙物W1反射回來的光線；

聚光裝置，設置在光接收器后，用于聚集光接收器接收的光線；

光反射器，設置在光接收器中心位置，用于將聚光裝置聚集的光線反射發出，且光反射器放置在光接收器中心位置；

投影平面，設置在光接收器正上方，用于接收光反射器反射后的反射光線，并在該投影平面投影形成一坐標位置；

坐標獲取裝置，設置在投影平面上方，用于獲取反射光線的坐標信息；

圖形處理器，用于根據坐標位置及點光源反射路徑的距離，計算得出光發射器與障礙物的距離。

具體的，所述光接收器為一圓環型裝置，圓環型裝置從環形外側面到內側面沿著水平方向均勻開有n個通孔，通孔的軸心線均指向圓心，相鄰二個通孔到圓心的夾角為P＝360/n度，每個通孔后設置有一個聚光透鏡。