[實(shí)用新型]基于TOF的小型化同軸式激光雷達(dá)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821992041.3
• 申請(qǐng)日: 2018-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN209514054U
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉源;徐躍明;嚴(yán)波;馮坤亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥嘉東光學(xué)股份有限公司
• 主分類號(hào): G01S7/481
• 分類號(hào): G01S7/481
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

本實(shí)用新型涉及民用二維激光雷達(dá)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于TOF的小型化同軸式激光雷達(dá)系統(tǒng)，包括激光發(fā)射模組、掃描平臺(tái)、信息處理裝置和激光接收模組，所述激光發(fā)射模組包括激光發(fā)射電路和激光發(fā)射器，激光發(fā)射電路與激光發(fā)射器連接，在激光發(fā)射器的正上方設(shè)有呈傾斜狀安裝的第一聚焦透鏡，所述掃描平臺(tái)設(shè)在第一聚焦透鏡的上方等。本實(shí)用新型可充分發(fā)揮TOF測(cè)程遠(yuǎn)、角分辨率高的特點(diǎn)，能夠更有效的利用空間，結(jié)構(gòu)緊湊，能實(shí)現(xiàn)高速、高分辨率，采用近中遠(yuǎn)得掃描形式，可以有效的解決孔徑效應(yīng)，消除測(cè)距盲區(qū)，同時(shí)可調(diào)節(jié)光路，測(cè)距具有更高的準(zhǔn)確性，動(dòng)平衡調(diào)節(jié)，高頻率具有更小的轉(zhuǎn)矩。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及民用二維激光雷達(dá)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于TOF的小型化同軸式激光雷達(dá)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

激光雷達(dá)廣泛應(yīng)用于掃描檢測(cè)目標(biāo)障礙物或生成空間物體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，作為一種高精度的傳感器廣泛應(yīng)用于掃地機(jī)器人、AVG商用服務(wù)機(jī)器人等領(lǐng)域。

以目前市場(chǎng)上的2D激光雷達(dá)為例，介紹了2D激光雷達(dá)的大體組成和工作原理，即激光二極管發(fā)射一束激光，經(jīng)過目標(biāo)反射后，被激光接收器接收，激光接收器準(zhǔn)確測(cè)量光脈沖從激光發(fā)射到激光接收之間的時(shí)間，在乘以光束就可測(cè)出背景目標(biāo)與傳感器之間的距離。

現(xiàn)有的2D激光雷達(dá)有三角測(cè)距、相位式測(cè)距、TOF測(cè)距，其中TOF測(cè)距具有測(cè)程遠(yuǎn)，方位分辨率高等特點(diǎn)，但目前市面基于TOF測(cè)距的激光雷達(dá)多采用發(fā)射與接收相互平行方式，由于孔徑效應(yīng)具有一定的盲區(qū)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是：提供了一種基于TOF的小型化同軸式激光雷達(dá)系統(tǒng)，以解決上述問題。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是通過以下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)的：一種基于TOF的小型化同軸式激光雷達(dá)系統(tǒng)，包括激光發(fā)射模組、掃描平臺(tái)、信息處理裝置和激光接收模組，所述激光發(fā)射模組包括激光發(fā)射電路和激光發(fā)射器，激光發(fā)射電路與激光發(fā)射器連接，在激光發(fā)射器的正上方設(shè)有呈傾斜狀安裝的第一聚焦透鏡，所述掃描平臺(tái)設(shè)在第一聚焦透鏡的上方，掃描平臺(tái)能夠沿其軸向360°旋轉(zhuǎn)以用于接收激光發(fā)射器經(jīng)第一聚焦透鏡發(fā)射出的激光，所述激光接收模組接收掃描平臺(tái)反射到目標(biāo)并經(jīng)目標(biāo)反射回來的激光，所述信息處理裝置分別與激光發(fā)射電路和激光接收模組連接。

下面是對(duì)上述實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步的優(yōu)化或/和改進(jìn)：

優(yōu)選的，信息處理裝置包括微控制器、計(jì)時(shí)模塊、鍵盤模塊和外接接口，計(jì)時(shí)模塊、鍵盤模塊、外接接口均與微控制器連接，微控制器與激光發(fā)射電路連接，用于向激光發(fā)射電路發(fā)送觸發(fā)信號(hào)。

優(yōu)選的，所述激光接收模組包括伽利略望遠(yuǎn)系統(tǒng)、窄帶濾光片、第二聚光透鏡，窄帶濾光片固定安裝在第二聚光透鏡的正前方，伽利略望遠(yuǎn)系統(tǒng)與微控制器連接，所述窄帶濾波片的帶寬小于10nm；伽利略望遠(yuǎn)系統(tǒng)的倍率為2-3倍。

優(yōu)選的，掃描平臺(tái)包括底座、掃描反射鏡、旋轉(zhuǎn)編碼器和光電開關(guān)以及用于驅(qū)動(dòng)底座旋轉(zhuǎn)的電機(jī)，掃描反射鏡呈傾斜狀固定安裝在底座上，旋轉(zhuǎn)編碼器與電機(jī)連接以用于控制掃描平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度，旋轉(zhuǎn)編碼器與光電開關(guān)連接。

優(yōu)選的，所述激光發(fā)射器為脈沖式激光二極管PLD，且其脈沖頻率不低于18KHz,其峰值脈沖功率不低于50W。

優(yōu)選的，還包括電源管理模塊，所述電源管理模塊分別向微控制器、激光發(fā)射電路和掃描平臺(tái)提供工作電源。